JP5257332B2 - Exhaust purification device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関から排出される排気を浄化する排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust purification device that purifies exhaust exhausted from an internal combustion engine.

従来、内燃機関から排出される排気中に含まれる窒素酸化物を低減させるための触媒として、吸蔵還元触媒(別称、NOx吸蔵触媒,NOxトラップ触媒, NOx Trap Catalyst等)が知られている。すなわち、通常運転時の酸化雰囲気中において窒素酸化物(NOx)を硝酸塩の形で吸蔵するとともに、還元剤の供給を受けて間欠的に窒素酸化物を窒素(N2)へと還元するものである。 Conventionally, as a catalyst for reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, an occlusion reduction catalyst (also known as NOx occlusion catalyst, NOx trap catalyst, NOx Trap Catalyst, etc.) is known. In other words, nitrogen oxide (NOx) is occluded in the form of nitrate in an oxidizing atmosphere during normal operation, and the nitrogen oxide is intermittently reduced to nitrogen (N 2 ) by receiving a reducing agent. is there.

吸蔵還元触媒への還元剤の供給手法としては、内燃機関の筒内において燃料を余分に噴射することによって排気中に未燃燃料を残留させ、これを窒素酸化物の還元剤として利用するものや、排気通路の中途にインジェクタを配し、このインジェクタから還元剤(軽油等の炭化水素やアルコール等の水酸基化合物)を排気中に噴射することにより供給するもの等が存在する。前者の手法では、排気通路の装置構成の簡素化が可能であるものの、内燃機関のトルク補正が必要とされる。また、後者の手法では、排気通路に還元剤の供給装置が要求される一方で、内燃機関で生成されるトルクに影響を与えることなく排気成分を制御することが可能である。   As a method for supplying the reducing agent to the storage reduction catalyst, extra fuel is injected into the cylinder of the internal combustion engine to leave unburned fuel in the exhaust, which is used as a nitrogen oxide reducing agent. In some cases, an injector is provided in the middle of the exhaust passage, and a reducing agent (hydrocarbon such as light oil or a hydroxyl group compound such as alcohol) is injected from the injector into the exhaust. In the former method, the exhaust gas passage device configuration can be simplified, but torque correction of the internal combustion engine is required. In the latter method, a reducing agent supply device is required in the exhaust passage, while the exhaust component can be controlled without affecting the torque generated by the internal combustion engine.

また、吸蔵還元触媒よりも排気通路の上流側に酸化触媒を設けた排気浄化システムも知られている。すなわち、窒素酸化物の還元に際して悪影響を及ぼす余剰酸素を、酸化触媒上で還元剤と反応させることで除去し、還元効率を向上させたものである。例えば、特許文献1の技術では、酸化触媒の上流側、あるいは酸化触媒及び吸蔵還元触媒のそれぞれの上流側に還元剤のインジェクタを設け、エンジン排気温度に応じて還元剤の供給量を制御することにより、排気中の窒素酸化物を効率的に除去している。   An exhaust purification system in which an oxidation catalyst is provided on the upstream side of the exhaust passage with respect to the storage reduction catalyst is also known. That is, excess oxygen that adversely affects the reduction of nitrogen oxides is removed by reacting with a reducing agent on the oxidation catalyst to improve reduction efficiency. For example, in the technique of Patent Document 1, a reducing agent injector is provided on the upstream side of the oxidation catalyst or on the upstream side of each of the oxidation catalyst and the storage reduction catalyst, and the supply amount of the reducing agent is controlled according to the engine exhaust temperature. Thus, nitrogen oxides in the exhaust are efficiently removed.

特開平8−49533号公報JP-A-8-49533

ところで、吸蔵還元触媒には窒素酸化物だけでなく酸化硫黄等の硫黄化合物も付着する。一般に、硫黄化合物は窒素酸化物の吸着性能を阻害するため、吸蔵還元触媒上に付着した硫黄化合物を定期的に除去するための操作が必要となる。一方、硫黄化合物を還元して吸蔵還元触媒から除去するための環境条件は窒素酸化物の場合の環境条件とは異なり、例えば反応性の高い還元成分が不要である一方、排気温度が高温でなければならない。したがって、同一の吸蔵還元触媒において窒素酸化物及び硫黄化合物のそれぞれの還元操作を行う場合には、それぞれの化学反応に適した環境を生成することが望ましい。   By the way, not only nitrogen oxides but also sulfur compounds such as sulfur oxides adhere to the storage reduction catalyst. In general, since sulfur compounds inhibit the adsorption performance of nitrogen oxides, an operation for periodically removing sulfur compounds adhering to the storage reduction catalyst is required. On the other hand, the environmental conditions for reducing sulfur compounds and removing them from the storage reduction catalyst are different from those for nitrogen oxides. For example, highly reactive reducing components are not required, but the exhaust temperature must be high. I must. Therefore, when each reduction operation of nitrogen oxides and sulfur compounds is performed in the same storage reduction catalyst, it is desirable to generate an environment suitable for each chemical reaction.

本件の目的の一つは、このような課題に鑑み創案されたもので、吸蔵還元触媒において窒素酸化物及び硫黄化合物のそれぞれの還元操作時における反応性を向上させて再生効率を高めることである。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
One of the purposes of the present invention was devised in view of such problems, and is to increase the regeneration efficiency by improving the reactivity during the reduction operation of nitrogen oxides and sulfur compounds in the occlusion reduction catalyst. .
In addition, the present invention is not limited to the above-mentioned object, and is an operational effect derived from each configuration shown in the embodiment for carrying out the invention, which will be described later. Can be positioned.

開示の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の成分に対する酸化能を有する酸化触媒と、該酸化触媒よりも下流側の該排気通路に設けられ、酸化雰囲気下で該排気中の窒素酸化物を吸蔵するとともに還元雰囲気下で該窒素酸化物を還元する吸蔵還元触媒と、該酸化触媒へ流れ込む排気に、該酸化触媒によって酸化される第一の還元剤を供給する第一供給手段と、該酸化触媒該吸蔵還元触媒の間の該排気通路に設けられ、該吸蔵還元触媒で該窒素酸化物を還元する第二の還元剤を該排気中に供給する第二供給手段と、所定の第一パージ開始条件の成立時に該吸蔵還元触媒に吸蔵された該窒素酸化物を放出させる第一パージ制御を実施するとともに、該第一パージ開始条件の非成立時かつ所定の第二パージ開始条件の成立時に該吸蔵還元触媒に付着した該成分の一つである硫黄化合物を取り除く第二パージ制御を実施する還元剤制御手段とを備え、該還元剤制御手段が、該第一供給手段から供給される該第一の還元剤及び該第二供給手段から供給される該第二の還元剤のそれぞれの供給量を、該第一パージ制御と該第二パージ制御とで個別に制御し、該第一パージ制御の実施時に、該第一供給手段から該第一の還元剤を噴射させるとともに該第二供給手段からも該第二の還元剤を噴射させ、該第二パージ制御の実施時に、該第一供給手段から該第一の還元剤を噴射させるとともに該第二供給手段からの該第二の還元剤の噴射を保留させることを特徴としている。 The disclosed exhaust purification device is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, and has an oxidation catalyst having an oxidizing ability for components in exhaust gas, and is provided in the exhaust passage downstream of the oxidation catalyst, and the exhaust gas is exhausted in an oxidizing atmosphere. A first storage agent that stores the nitrogen oxide therein and reduces the nitrogen oxide in a reducing atmosphere; and a first reducing agent that is oxidized by the oxidation catalyst is supplied to the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst. supply means, provided in the exhaust passage between the oxidizing catalyst and the absorbent storage reduction catalyst, a second supply means for supplying a second reducing agent for reducing nitrogen oxides in absorbent storage reduction catalyst during the exhaust A first purge control for releasing the nitrogen oxide stored in the storage reduction catalyst when a predetermined first purge start condition is satisfied, and when the first purge start condition is not satisfied and a predetermined first When the double purge start condition is satisfied Reducing agent control means for performing second purge control for removing sulfur compounds as one of the components adhering to the storage reduction catalyst, and the reducing agent control means is supplied from the first supply means. Each supply amount of the first reducing agent and the second reducing agent supplied from the second supply means is individually controlled by the first purge control and the second purge control, and the first purge When the control is performed, the first reducing agent is injected from the first supply unit, and the second reducing agent is also injected from the second supply unit. When the second purge control is performed, the first reducing agent is injected. The first reducing agent is injected from the supply means, and the injection of the second reducing agent from the second supply means is suspended .

また、開示の排気浄化装置は、該第一供給手段及び該第二供給手段のそれぞれが、該第一の還元剤及び該第二の還元剤として未燃燃料を噴射することを特徴としている。
また、開示の排気浄化装置は、該還元剤制御手段が、該第一パージ制御の実施時に、該酸化触媒における排気空燃比をストイキとする量の該未燃燃料を該第一供給手段から噴射させることを特徴としている。
In the disclosed exhaust purification device, each of the first supply unit and the second supply unit injects unburned fuel as the first reducing agent and the second reducing agent.
In the disclosed exhaust purification device, the reducing agent control means injects an amount of the unburned fuel from the first supply means so that the exhaust air-fuel ratio in the oxidation catalyst is stoichiometric when the first purge control is performed. It is characterized by letting.

また、開示の排気浄化装置は、該還元剤制御手段が、該第二パージ制御の実施時に、該酸化触媒における排気空燃比をストイキよりリッチとする量の該未燃燃料を該第一供給手段から噴射させることを特徴としている。
また、開示の排気浄化装置は、該吸蔵還元触媒の入口における触媒入口排気温度を検出する触媒入口排気温度検出手段をさらに備え、該還元剤制御手段が、該第二パージ制御の実施時、かつ、該触媒入口排気温度検出手段で検出された該触媒入口排気温度が所定温度以上となってから所定時間が経過したときに、該第二パージ制御を終了することを特徴としている。
In the disclosed exhaust purification apparatus, the reducing agent control means causes the first supply means to supply the unburned fuel in an amount that makes the exhaust air-fuel ratio in the oxidation catalyst richer than the stoichiometry when the second purge control is performed. It is characterized by being sprayed from.
The disclosed exhaust purification device further includes catalyst inlet exhaust temperature detecting means for detecting a catalyst inlet exhaust temperature at the inlet of the storage reduction catalyst, and the reducing agent control means is configured to perform the second purge control, and The second purge control is terminated when a predetermined time elapses after the catalyst inlet exhaust temperature detected by the catalyst inlet exhaust temperature detection means becomes equal to or higher than a predetermined temperature.

また、開示の排気浄化装置は、該還元剤制御手段が、該第二パージ制御の実施時、かつ、該触媒入口排気温度検出手段で検出された該触媒入口排気温度が該所定温度未満であるときに、該第一供給手段から該第一の還元剤を噴射させるとともに該第二供給手段からも該第二の還元剤を噴射させ、該第二の還元剤の供給量が、該触媒入口排気温度を該所定温度まで昇温させるのに要する量であることを特徴としている。   Further, in the disclosed exhaust purification apparatus, the catalyst inlet exhaust temperature detected by the catalyst inlet exhaust temperature detecting means when the reducing agent control means performs the second purge control is less than the predetermined temperature. Sometimes, the first reducing agent is injected from the first supply means and the second reducing agent is also injected from the second supply means, and the supply amount of the second reducing agent is determined by the catalyst inlet. It is an amount required for raising the exhaust temperature to the predetermined temperature.

また、開示の排気浄化装置は、該還元剤制御手段が、該第二パージ制御の実施時、かつ、該触媒入口排気温度検出手段で検出された該触媒入口排気温度が該所定温度以上であるときに、該第一供給手段から該第一の還元剤を噴射させるとともに該第二供給手段からも該第二の還元剤を噴射させ、該第二の還元剤の供給量が、該触媒入口排気温度を該所定温度に維持するのに要する量であることを特徴としている。   Further, in the disclosed exhaust purification apparatus, the reducing agent control means performs the second purge control, and the catalyst inlet exhaust temperature detected by the catalyst inlet exhaust temperature detection means is equal to or higher than the predetermined temperature. Sometimes, the first reducing agent is injected from the first supply means and the second reducing agent is also injected from the second supply means, and the supply amount of the second reducing agent is determined by the catalyst inlet. It is an amount required to maintain the exhaust temperature at the predetermined temperature.

開示の排気浄化装置によれば、第一の還元剤及び第二の還元剤のそれぞれの供給量を個別に制御することにより、吸蔵還元触媒の上流における排気温度を任意の値に変更することができ、吸蔵還元触媒における還元対象に応じた還元場を生成することができる。これにより、窒素酸化物及び硫黄化合物のそれぞれの還元操作時における反応性を向上させることができ、再生効率を高めることができる。   According to the disclosed exhaust purification apparatus, the exhaust gas temperature upstream of the storage reduction catalyst can be changed to an arbitrary value by individually controlling the supply amounts of the first reducing agent and the second reducing agent. It is possible to generate a reduction field corresponding to the reduction target in the storage reduction catalyst. Thereby, the reactivity at the time of each reduction operation of a nitrogen oxide and a sulfur compound can be improved, and regeneration efficiency can be improved.

一実施形態に係る排気浄化装置の構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the composition of the exhaust-air-purification device concerning one embodiment. 図1の排気浄化装置の制御内容を説明するためのフローチャート(メインフロー)である。FIG. 3 is a flowchart (main flow) for explaining the control contents of the exhaust purification device of FIG. 1. FIG. 図1の排気浄化装置の制御内容を説明するためのフローチャート(第一パージ制御フロー)である。FIG. 3 is a flowchart (first purge control flow) for explaining the control content of the exhaust purification device of FIG. 1. FIG. 図1の排気浄化装置の制御内容を説明するためのフローチャート(第二パージ制御フロー)である。FIG. 3 is a flowchart (second purge control flow) for explaining the control contents of the exhaust purification device of FIG. 1. FIG. 図1の排気浄化装置の制御内容を説明するためのフローチャート(フィルタ燃焼制御フロー)である。FIG. 2 is a flowchart (filter combustion control flow) for explaining the control contents of the exhaust purification device of FIG. 1. FIG. 図1の排気浄化装置の制御作用を説明するためのタイムチャートであり、(a)は第一パージ制御の実施状態を示し、(b)は第二パージ制御の実施状態を示し、(c)は酸素濃度Cの変動を示し、(d)は第二インジェクタからの未燃燃料の噴射状態を示し、(e)は吸蔵還元触媒の出口側の空燃比の変動を示す。2 is a time chart for explaining the control action of the exhaust gas purification apparatus of FIG. 1, (a) shows the state of execution of the first purge control, (b) shows the state of execution of the second purge control, (c) Shows the fluctuation of the oxygen concentration C, (d) shows the injection state of unburned fuel from the second injector, and (e) shows the fluctuation of the air-fuel ratio on the outlet side of the storage reduction catalyst. 変形例に係る排気浄化装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the exhaust gas purification apparatus which concerns on a modification. 図7の排気浄化装置の制御内容を説明するためのフローチャート(フィルタ燃焼制御フロー)である。FIG. 8 is a flowchart (filter combustion control flow) for explaining the control contents of the exhaust emission control device of FIG. 7. FIG.

以下、図面を参照して排気浄化装置の実施形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、その趣旨を逸脱しない範囲で本実施形態を種々変形して実施してもよい。   Hereinafter, an embodiment of an exhaust emission control device will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not clearly shown in the embodiment described below. That is, the present embodiment may be variously modified and implemented without departing from the spirit of the invention.

[1.全体構成]
図1に示すエンジン12(内燃機関)は、種々の炭素量の炭化水素(HC)を含有する軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。このエンジン12には排気通路11及び吸気通路14が接続されている。エンジン12の気筒の燃焼室へは、吸気通路14を介して吸気が導入され、燃焼後の排気ガス(以下、単に排気という)は排気通路11を介して車両の外部へ排出される。
[1. overall structure]
An engine 12 (internal combustion engine) shown in FIG. 1 is a diesel engine that uses light oil containing hydrocarbons (HC) having various carbon amounts as fuel. An exhaust passage 11 and an intake passage 14 are connected to the engine 12. Intake air is introduced into the combustion chamber of the cylinder of the engine 12 via the intake passage 14, and exhaust gas after combustion (hereinafter simply referred to as exhaust) is discharged to the outside of the vehicle via the exhaust passage 11.

エンジン12の筒内には燃料噴射用の筒内インジェクタ16が設けられる。筒内インジェクタ16から噴射される燃料の噴射量は、エンジンECU15によって制御される。エンジンECU15は、周知のマイクロプロセッサやROM,RAM等を集積した電子制御装置である。このエンジンECU15は、図示しない各種センサ情報を用いて吸入空気質量流量Mair及び燃料質量流量Mfuelを算出するとともに、これに応じた燃料が噴射されるように筒内インジェクタ16を制御するものである。なお、吸入空気質量流量Mair及び燃料質量流量Mfuelの具体的な算出手法は任意である。ここで算出された吸入空気質量流量Mair及び燃料質量流量Mfuelは、後述する再生制御装置9へ入力される。 An in-cylinder injector 16 for fuel injection is provided in the cylinder of the engine 12. The amount of fuel injected from the in-cylinder injector 16 is controlled by the engine ECU 15. The engine ECU 15 is an electronic control device in which a known microprocessor, ROM, RAM, and the like are integrated. The engine ECU 15 calculates the intake air mass flow rate M air and the fuel mass flow rate M fuel using various sensor information (not shown), and controls the in-cylinder injector 16 so that fuel corresponding to the calculated mass is injected. is there. The specific calculation method of the intake air mass flow rate M air and the fuel mass flow rate M fuel is arbitrary. The intake air mass flow rate M air and the fuel mass flow rate M fuel calculated here are input to the regeneration control device 9 described later.

排気通路11上には、排気の流れの上流側から順に、ターボチャージャ13,酸化触媒1,吸蔵還元触媒2及びフィルタ3が介装されている。
ターボチャージャ13は、排気通路11及び吸気通路14のそれぞれを跨ぐように介装された過給器である。このターボチャージャ13は、排気通路11における排気圧でタービンを回転させ、その回転力を利用してコンプレッサを駆動することにより、吸気通路14からの吸気を圧縮してエンジン12への過給を行う。
On the exhaust passage 11, a turbocharger 13, an oxidation catalyst 1, an occlusion reduction catalyst 2, and a filter 3 are interposed in order from the upstream side of the exhaust flow.
The turbocharger 13 is a supercharger interposed so as to straddle the exhaust passage 11 and the intake passage 14. The turbocharger 13 rotates the turbine with the exhaust pressure in the exhaust passage 11 and drives the compressor using the rotational force, thereby compressing the intake air from the intake passage 14 and supercharging the engine 12. .

酸化触媒1はその表面に触媒貴金属を含有し、排気中の成分に対する酸化能を有する触媒である。酸化触媒1によって酸化される排気中の成分には、酸化窒素(NO),未燃燃料中の炭化水素等が挙げられる。なお、ここでいう炭化水素には、炭素骨格が単結合のみで構成される飽和炭化水素、あるいは二重結合や三重結合を持つ不飽和炭化水素が含まれる。一般に、不飽和炭化水素の方が飽和炭化水素よりも化学的に不安定であり酸化触媒1上での反応性が高い。   The oxidation catalyst 1 is a catalyst that contains a catalytic noble metal on its surface and has an ability to oxidize components in exhaust gas. The components in the exhaust gas oxidized by the oxidation catalyst 1 include nitrogen oxide (NO), hydrocarbons in unburned fuel, and the like. The hydrocarbon referred to here includes saturated hydrocarbons whose carbon skeleton is composed of only single bonds, or unsaturated hydrocarbons having double or triple bonds. In general, unsaturated hydrocarbons are chemically more unstable than saturated hydrocarbons and have higher reactivity on the oxidation catalyst 1.

例えば、酸化窒素は酸化触媒1上で酸化されると二酸化窒素(NO2)になる。また、炭化水素は酸化触媒1上で酸化されると発熱を伴いつつ二酸化炭素(CO2)や水(H2O)になる。
吸蔵還元触媒2は、カリウム(K)やバリウム(Ba)等の窒素酸化物吸蔵材(トラップ剤)を触媒表面に担持した触媒であり、二酸化窒素を硝酸塩(NO3 -)の形で吸蔵する機能を備えている。吸蔵還元触媒2の表面には、上記の窒素酸化物吸蔵材だけでなく、酸化触媒1と同様の触媒貴金属の微粒子も担持されている。これにより吸蔵還元触媒2は、吸蔵還元触媒2自身が生成した二酸化窒素を酸化雰囲気下で吸蔵する。一方、吸蔵還元触媒2は、触媒の周囲が還元雰囲気になると吸蔵された硝酸塩を二酸化窒素へ還元して、窒素酸化物吸蔵材から放出する。
For example, when nitrogen oxide is oxidized on the oxidation catalyst 1, it becomes nitrogen dioxide (NO 2 ). Further, when the hydrocarbon is oxidized on the oxidation catalyst 1, it becomes carbon dioxide (CO 2 ) or water (H 2 O) with heat generation.
The storage reduction catalyst 2 is a catalyst in which a nitrogen oxide storage material (trap agent) such as potassium (K) or barium (Ba) is supported on the catalyst surface, and stores nitrogen dioxide in the form of nitrate (NO 3 ). It has a function. On the surface of the occlusion reduction catalyst 2, not only the above-described nitrogen oxide occlusion material, but also catalyst noble metal fine particles similar to the oxidation catalyst 1 are supported. Thereby, the occlusion reduction catalyst 2 occludes the nitrogen dioxide produced by the occlusion reduction catalyst 2 itself in an oxidizing atmosphere. On the other hand, the occlusion reduction catalyst 2 reduces the occluded nitrate to nitrogen dioxide and releases it from the nitrogen oxide occlusion material when the environment around the catalyst becomes a reducing atmosphere.

ここでいう酸化雰囲気とは、排気中の酸素濃度が還元成分(炭化水素,一酸化炭素等)の濃度に対して相対的に高い状態を意味する。また、還元雰囲気とは、排気中の還元成分の濃度が酸素濃度に対して相対的に高い状態であり、かつ、酸素濃度(絶対濃度)が所定濃度以下(例えば、1.0[%]以下)である状態を意味する。
還元雰囲気下において、吸蔵還元触媒2は自らが放出した二酸化窒素と排気中の一酸化炭素,炭化水素をともに酸化させて、二酸化炭素,窒素及び水を生成する。つまり、吸蔵還元触媒2は、酸化雰囲気下で排気中の窒素酸化物を吸蔵するとともに還元雰囲気下で窒素酸化物を還元する三元触媒としての機能を有する。なお、吸蔵還元触媒2における炭化水素の酸化過程にも発熱が伴う。
The oxidizing atmosphere here means a state in which the oxygen concentration in the exhaust gas is relatively high with respect to the concentration of the reducing component (hydrocarbon, carbon monoxide, etc.). The reducing atmosphere is a state in which the concentration of the reducing component in the exhaust gas is relatively high with respect to the oxygen concentration, and the oxygen concentration (absolute concentration) is a predetermined concentration or less (eg, 1.0 [%] or less). It means a certain state.
Under a reducing atmosphere, the storage reduction catalyst 2 oxidizes both the nitrogen dioxide released by itself and the carbon monoxide and hydrocarbons in the exhaust to produce carbon dioxide, nitrogen and water. That is, the occlusion reduction catalyst 2 functions as a three-way catalyst that occludes nitrogen oxides in exhaust gas under an oxidizing atmosphere and reduces nitrogen oxides under a reducing atmosphere. Note that the hydrocarbon oxidation process in the storage reduction catalyst 2 also generates heat.

また、吸蔵還元触媒2の窒素酸化物吸蔵材には、二酸化窒素だけでなく、排気中に含まれる硫黄成分が硫酸塩(SO4 2-)の形で付着する場合がある。吸蔵還元触媒2に対して硫黄化合物が付着することを硫黄被毒と呼ぶ。硫黄被毒が進行すると二酸化窒素の吸蔵能力が低下するため、定期的に吸蔵還元触媒2から硫黄化合物を取り除く操作が必要である。本排気浄化装置10では、吸蔵還元触媒2からの硫酸塩を脱離させるための雰囲気温度として650[℃]程度の温度を想定している。 In addition, not only nitrogen dioxide but also a sulfur component contained in exhaust gas may adhere to the nitrogen oxide storage material of the storage reduction catalyst 2 in the form of sulfate (SO 4 2− ). The adhesion of sulfur compounds to the storage reduction catalyst 2 is called sulfur poisoning. As the sulfur poisoning progresses, the ability to store nitrogen dioxide decreases, and therefore it is necessary to periodically remove the sulfur compound from the storage reduction catalyst 2. In the exhaust purification apparatus 10, a temperature of about 650 [° C.] is assumed as an atmospheric temperature for desorbing the sulfate from the storage reduction catalyst 2.

フィルタ3は、排気中に含まれる炭素を主体とする粒子状物質(PM,パティキュレートマター,すす)を捕集する多孔質フィルタ(例えば、セラミックフィルタ)である。フィルタ3の内部は壁体によって排気の流通方向に沿って複数に分割されており、排気がこの壁体を通過する際に壁体内や壁体表面へ粒子状物質が捕集されて、排気が濾過される。吸蔵還元触媒2と同様に、フィルタ3においてもその表面に捕集された粒子状物質を定期的に取り除く操作が要求される。本排気浄化装置10では、フィルタ3から粒子状物質を取り除くための雰囲気温度として550[℃]程度の温度を想定している。   The filter 3 is a porous filter (for example, a ceramic filter) that collects particulate matter (PM, particulate matter, soot) mainly containing carbon contained in exhaust gas. The interior of the filter 3 is divided into a plurality along the flow direction of the exhaust by the wall, and when the exhaust passes through the wall, particulate matter is collected on the wall and the surface of the wall, and the exhaust is Filtered. Similar to the occlusion reduction catalyst 2, the filter 3 is also required to periodically remove the particulate matter collected on the surface thereof. In the present exhaust purification apparatus 10, a temperature of about 550 [° C.] is assumed as an atmospheric temperature for removing particulate matter from the filter 3.

酸化触媒1よりも上流側の排気通路11には、第一インジェクタ4(第一供給手段)が介装される。第一インジェクタ4は、酸化触媒1で酸化される第一の還元剤としての未燃燃料を排気中に噴射供給するものである。未燃燃料とは、筒内インジェクタ16からエンジン12の筒内へ噴射される燃料と同じものである。ここで噴射された未燃燃料が排気中の酸素と結びついて酸化触媒1及び吸蔵還元触媒2の表面で酸化されると、排気温度が上昇する。   A first injector 4 (first supply means) is interposed in the exhaust passage 11 upstream of the oxidation catalyst 1. The first injector 4 injects unburned fuel as a first reducing agent that is oxidized by the oxidation catalyst 1 into exhaust gas. The unburned fuel is the same fuel that is injected from the in-cylinder injector 16 into the cylinder of the engine 12. When the unburned fuel injected here is combined with oxygen in the exhaust gas and oxidized on the surfaces of the oxidation catalyst 1 and the occlusion reduction catalyst 2, the exhaust temperature rises.

酸化触媒1と吸蔵還元触媒2との間の排気通路11には、第二インジェクタ5(第二供給手段)が介装される。第二インジェクタ5は、吸蔵還元触媒2において二酸化窒素を窒素に還元するための第二の還元剤として、未燃燃料を排気中に噴射供給するものである。第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5から噴射される未燃燃料は同種のものであり、かつ、エンジン12の筒内に噴射される未燃燃料と同種のものである。   A second injector 5 (second supply means) is interposed in the exhaust passage 11 between the oxidation catalyst 1 and the storage reduction catalyst 2. The second injector 5 injects and supplies unburned fuel into the exhaust as a second reducing agent for reducing nitrogen dioxide to nitrogen in the storage reduction catalyst 2. The unburned fuel injected from the first injector 4 and the second injector 5 is the same type, and is the same type as the unburned fuel injected into the cylinder of the engine 12.

酸化触媒1と吸蔵還元触媒2との間の排気通路11には、酸素濃度センサ6(酸素濃度検出手段)及び触媒入口温度センサ7(触媒入口排気温度検出手段)が介装される。酸素濃度センサ6は、酸化触媒1と吸蔵還元触媒2との間の排気通路11における排気中の酸素濃度Cを検出するものである。また、触媒入口温度センサ7は、吸蔵還元触媒2に流入する排気温度T1を検出するものである。これらの酸素濃度C及び排気温度T1はともに、後述する再生制御装置9へ入力される。 An oxygen concentration sensor 6 (oxygen concentration detection means) and a catalyst inlet temperature sensor 7 (catalyst inlet exhaust temperature detection means) are interposed in the exhaust passage 11 between the oxidation catalyst 1 and the storage reduction catalyst 2. The oxygen concentration sensor 6 detects the oxygen concentration C in the exhaust gas in the exhaust passage 11 between the oxidation catalyst 1 and the storage reduction catalyst 2. The catalyst inlet temperature sensor 7 detects the exhaust gas temperature T 1 flowing into the storage reduction catalyst 2. Both the oxygen concentration C and the exhaust temperature T 1 are input to the regeneration control device 9 described later.

吸蔵還元触媒2とフィルタ3との間の排気通路11には、フィルタ入口温度センサ8(フィルタ入口温度検出手段)が介装される。フィルタ入口温度センサ8は、フィルタ3に流入する排気温度T2を検出するものである。以下、前記の二種類の排気温度を区別すべく、それぞれ触媒入口排気温度T1,フィルタ入口排気温度T2と呼ぶ。 A filter inlet temperature sensor 8 (filter inlet temperature detection means) is interposed in the exhaust passage 11 between the storage reduction catalyst 2 and the filter 3. The filter inlet temperature sensor 8 detects the exhaust gas temperature T 2 flowing into the filter 3. Hereinafter, in order to distinguish the two types of exhaust temperatures, they are referred to as catalyst inlet exhaust temperature T 1 and filter inlet exhaust temperature T 2 , respectively.

[2.制御の種類]
排気浄化装置10には、再生制御装置9(還元剤制御手段)が設けられる。再生制御装置9は、第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5から噴射される未燃燃料量を制御する電子制御装置であり、周知のマイクロプロセッサやROM,RAM等を集積したLSIデバイスとして提供されている。再生制御装置9は、酸素濃度センサ6で検出された酸素濃度C,触媒入口温度センサ7及びフィルタ入口温度センサ8で検出された触媒入口排気温度T1,フィルタ入口排気温度T2のほか、エンジンECU15から入力される吸入空気質量流量Mair,燃料質量流量Mfuelを用いて、第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5を制御する。
[2. Control type]
The exhaust purification device 10 is provided with a regeneration control device 9 (reducing agent control means). The regeneration control device 9 is an electronic control device that controls the amount of unburned fuel injected from the first injector 4 and the second injector 5, and is provided as an LSI device in which a known microprocessor, ROM, RAM, and the like are integrated. Yes. Reproduction control apparatus 9, the oxygen was detected in the oxygen concentration sensor 6 concentration C, the catalyst inlet temperature sensor 7 and the catalyst inlet exhaust temperature T 1 of which is detected by the filter inlet temperature sensor 8, another filter inlet exhaust gas temperature T 2, the engine The first injector 4 and the second injector 5 are controlled using the intake air mass flow rate M air and the fuel mass flow rate M fuel input from the ECU 15.

吸入空気質量流量Mairは、エンジン12の筒内への吸入空気の質量流量である。再生制御装置9は、排気通路11を流通する排気流量として吸入空気質量流量Mairの値を流用する。また、燃料質量流量Mfuelは、エンジン12の筒内で噴射された燃料の質量流量である。再生制御装置9は、筒内インジェクタ16が筒内へ噴射した燃料量を流用して、第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5からの未燃燃料の噴射量を算出する。 The intake air mass flow rate M air is the mass flow rate of the intake air into the cylinder of the engine 12. The regeneration control device 9 uses the value of the intake air mass flow rate M air as the exhaust flow rate flowing through the exhaust passage 11. The fuel mass flow rate M fuel is the mass flow rate of the fuel injected in the cylinder of the engine 12. The regeneration control device 9 calculates the injection amount of unburned fuel from the first injector 4 and the second injector 5 by diverting the fuel amount injected into the cylinder by the in-cylinder injector 16.

再生制御装置9は、以下に示す三種類の制御を実施する。
〔A〕第一パージ制御
〔B〕第二パージ制御
〔C〕フィルタ燃焼制御
第一パージ制御とは、吸蔵還元触媒2に吸蔵された二酸化窒素を放出させるパージ制御である。第一パージ制御の開始条件は以下の通りである。
The reproduction control device 9 performs the following three types of control.
[A] First purge control [B] Second purge control [C] Filter combustion control The first purge control is a purge control for releasing the nitrogen dioxide stored in the storage reduction catalyst 2. The start conditions for the first purge control are as follows.

〔A−1〕前回の第一パージ制御の終了後、所定のサイクル時間T(例えば20[s])が経過した
また、第一パージ制御において所定のパージ効率を得るために必要な環境条件を以下に列挙する。以下の環境条件が全て成立したことを以て、第一パージ制御の終了条件が満たされたものとする。
[A-1] A predetermined cycle time T (for example, 20 [s]) has elapsed since the end of the previous first purge control. Further, the environmental conditions necessary for obtaining a predetermined purge efficiency in the first purge control are set. Listed below. It is assumed that the end condition of the first purge control is satisfied because all of the following environmental conditions are satisfied.

〔A−2〕吸蔵還元触媒2の入口における酸素濃度Cが第一所定濃度CT1未満である
〔A−3〕吸蔵還元触媒2の近傍に反応性の高い炭化水素が存在する
〔A−4〕上記の条件〔A−2〕及び〔A−3〕が所定の継続時間XT1(例えば1.0[s])継続する
ここでいう第一所定濃度CT1は、上述の還元雰囲気に必要な酸素濃度と同一であり1.0[%]である。なお、吸蔵還元触媒2の特性や排気通路11の形状等に応じて、第一所定濃度CT1の具体的な数値をこれとは異なる値に設定してもよい。また、第一パージ制御では吸蔵還元触媒2の雰囲気温度は任意である。
[A-2] The oxygen concentration C at the inlet of the storage reduction catalyst 2 is less than the first predetermined concentration C T1. [A-3] A highly reactive hydrocarbon exists in the vicinity of the storage reduction catalyst 2 [A-4] ] The above conditions [A-2] and [A-3] continue for a predetermined duration X T1 (for example, 1.0 [s]). The first predetermined concentration C T1 here is the oxygen necessary for the reducing atmosphere described above. The concentration is the same as 1.0 [%]. It should be noted that the specific value of the first predetermined concentration C T1 may be set to a different value depending on the characteristics of the storage reduction catalyst 2, the shape of the exhaust passage 11, and the like. In the first purge control, the atmospheric temperature of the storage reduction catalyst 2 is arbitrary.

第二パージ制御とは、吸蔵還元触媒2に付着した硫黄化合物を取り除くパージ制御である。第二パージ制御の開始条件は以下の通りである。   The second purge control is purge control that removes sulfur compounds adhering to the storage reduction catalyst 2. The start conditions for the second purge control are as follows.

〔B−1〕前回の第二パージ制御の終了後、走行距離が所定距離(例えば1000[km])を超えた
また、第二パージ制御において所定のパージ効率を得るために必要な環境条件を以下に列挙する。以下の環境条件が全て成立したことを以て、第二パージ制御の終了条件が満たされたものとする。
[B-1] The travel distance has exceeded a predetermined distance (for example, 1000 [km]) after the end of the previous second purge control. Also, environmental conditions necessary for obtaining a predetermined purge efficiency in the second purge control are set. Listed below. It is assumed that the end condition of the second purge control is satisfied because all of the following environmental conditions are satisfied.

〔B−2〕吸蔵還元触媒2の近傍における酸素濃度Cが第二所定濃度CT2未満である
〔B−3〕吸蔵還元触媒2の雰囲気温度が第一所定温度TT1以上である
〔B−4〕上記の条件〔B−2〕及び〔B−3〕が所定の継続時間XT2(例えば、120[s])継続する
ここでいう第二所定濃度CT2は、例えば1.0[%]としてもよいし、あるいは空燃比が14.5以下の予混合ガスをエンジン12で燃焼させた後の排気中における酸素濃度相当の値としてもよい。また、ここでいう第一所定温度TT1は、例えば吸蔵還元触媒2からの硫黄化合物の脱離温度である650[℃]とすることが考えられる。なお、第二パージ制御では活性の高い還元剤が不要である。
フィルタ燃焼制御とは、フィルタ3に捕集された粒子状物質を燃焼させる制御である。
[B-2] The oxygen concentration C in the vicinity of the storage reduction catalyst 2 is less than the second predetermined concentration C T2. [B-3] The ambient temperature of the storage reduction catalyst 2 is equal to or higher than the first predetermined temperature T T1. 4] The above conditions [B-2] and [B-3] continue for a predetermined duration X T2 (for example, 120 [s]) The second predetermined concentration C T2 here is, for example, 1.0 [%] Alternatively, it may be a value corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas after the premixed gas having an air-fuel ratio of 14.5 or less is burned by the engine 12. In addition, the first predetermined temperature T T1 here may be, for example, 650 [° C.] which is a desorption temperature of the sulfur compound from the storage reduction catalyst 2. The second purge control does not require a highly active reducing agent.
The filter combustion control is control for burning the particulate matter collected by the filter 3.

〔C−1〕前回のフィルタ燃焼制御の終了後、走行距離が第二所定距離(例えば500[km])を超えた
また、フィルタ燃焼制御において所定の燃焼効率を得るために必要な環境条件を以下に列挙する。以下の環境条件が全て成立したことを以て、フィルタ燃焼制御の終了条件が満たされたものとする。
[C-1] The travel distance has exceeded a second predetermined distance (for example, 500 [km]) after the end of the previous filter combustion control. Also, environmental conditions necessary for obtaining a predetermined combustion efficiency in the filter combustion control are as follows. Listed below. It is assumed that the end condition of the filter combustion control is satisfied because all of the following environmental conditions are satisfied.

〔C−2〕フィルタ3が酸化雰囲気である
〔C−3〕フィルタ3に流入する排気温度T2が第二所定温度TT2以上である
〔C−4〕上記の条件〔C−2〕及び〔C−3〕が所定の継続時間XT3(例えば、600[s])継続する
ここでいう第二所定温度TT2は、例えば粒子状物質の燃焼状態が良好となる550[℃]とすることが考えられる。また、フィルタ燃焼制御では、粒子状物質の燃焼に係る酸素が多いほど好ましい。
[C-2] The filter 3 is in an oxidizing atmosphere [C-3] The exhaust gas temperature T 2 flowing into the filter 3 is equal to or higher than the second predetermined temperature T T2 [C-4] The above conditions [C-2] and [C-3] continues for a predetermined duration X T3 (for example, 600 [s]) The second predetermined temperature T T2 here is, for example, 550 [° C.] at which the combustion state of the particulate matter is good. It is possible. In the filter combustion control, the more oxygen related to the combustion of the particulate matter, the better.

排気浄化装置10で実施される制御内容は、以下の表1に示すように分類される。すなわち、排気浄化装置10の再生制御は、主にパージ制御及びフィルタ燃焼制御に大別され、パージ制御の中に第一パージ制御及び第二パージ制御が含まれる。ここで、パージ制御の開始条件〔A−1〕又は〔B−1〕を第一再生開始条件と呼び、フィルタ燃焼制御の開始条件〔C−1〕を第二再生開始条件とも呼ぶ。また、第一パージ制御の開始条件〔A−1〕を第一パージ開始条件と呼び、第二パージ制御の開始条件〔B−1〕を第二パージ開始条件と呼ぶ。   The contents of control performed by the exhaust gas purification apparatus 10 are classified as shown in Table 1 below. That is, the regeneration control of the exhaust purification device 10 is mainly divided into purge control and filter combustion control, and the purge control includes the first purge control and the second purge control. Here, the purge control start condition [A-1] or [B-1] is called a first regeneration start condition, and the filter combustion control start condition [C-1] is also called a second regeneration start condition. Also, the first purge control start condition [A-1] is referred to as a first purge start condition, and the second purge control start condition [B-1] is referred to as a second purge start condition.

第一パージ制御,第二パージ制御及びフィルタ燃焼制御はそれぞれ、他の制御と同時に実施されることはなく、各制御に優先順位が設定されている。排気浄化装置10における優先順序は、最も優先されるものから順に、第二パージ制御,フィルタ燃焼制御,第一パージ制御の順である。   The first purge control, the second purge control, and the filter combustion control are not performed simultaneously with other controls, and priority is set for each control. The priority order in the exhaust purification apparatus 10 is the order of the second purge control, the filter combustion control, and the first purge control in order from the highest priority.

Figure 0005257332
Figure 0005257332

[3.制御装置の構成]
上記の各制御を実施するためのソフトウェア構成として、再生制御装置9は、判定部9a,供給量演算部9b及び還元剤制御部9cを備えている。ここに示された各ソフトウェアは図示しないメモリや記憶装置に記録されおり、随時CPUに読み込まれることによって以下に説明する機能を実現する。
[3. Configuration of control device]
As a software configuration for performing each control described above, the regeneration control device 9 includes a determination unit 9a, a supply amount calculation unit 9b, and a reducing agent control unit 9c. Each software shown here is recorded in a memory or a storage device (not shown), and implements the functions described below by being read by the CPU as needed.

判定部9aは、上記の各制御の開始条件及び終了条件を判定するものであり、上記の各制御に対応して、パージ制御判定部21及びフィルタ燃焼制御判定部24を有する。また、パージ制御判定部21には、第一パージ制御判定部22及び第二パージ制御判定部23が含まれる。
第一パージ制御判定部22は、第一パージ制御の開始条件及び終了条件を判定するものであり、前述の条件〔A−1〕〜〔A−4〕を判定する。また、第二パージ制御判定部23は、第二パージ制御の開始条件及び終了条件を判定するものであり、前述の条件〔B−1〕〜〔B−4〕を判定する。さらに、フィルタ燃焼制御判定部24は、フィルタ燃焼制御の開始条件及び終了条件を判定するものであり、前述の条件〔C−1〕〜〔C−4〕を判定する。それぞれの条件の判定結果は、供給量演算部9b及び還元剤制御部9cへ伝達される。
The determination unit 9a determines a start condition and an end condition of each control described above, and includes a purge control determination unit 21 and a filter combustion control determination unit 24 corresponding to each control described above. Further, the purge control determination unit 21 includes a first purge control determination unit 22 and a second purge control determination unit 23.
The first purge control determination unit 22 determines a start condition and an end condition of the first purge control, and determines the above-described conditions [A-1] to [A-4]. The second purge control determination unit 23 determines a start condition and an end condition of the second purge control, and determines the above-described conditions [B-1] to [B-4]. Further, the filter combustion control determination unit 24 determines a start condition and an end condition of the filter combustion control, and determines the above-described conditions [C-1] to [C-4]. The determination result of each condition is transmitted to the supply amount calculation unit 9b and the reducing agent control unit 9c.

[3−1.供給量演算部]
供給量演算部9bは、上記の各制御において、第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5から噴射される未燃燃料の供給量(噴射量)を演算するものである。例えば、供給量演算部9bは、パージ制御における未燃燃料の供給量とフィルタ燃焼制御における未燃燃料の供給量とを個別に演算する。また、第一パージ制御及び第二パージ制御では、吸蔵還元触媒2の上流側の酸素濃度に応じて、それぞれのパージ制御の一環として未燃燃料の供給量(噴射量)を個別に演算する。
[3-1. Supply amount calculation unit]
The supply amount calculation unit 9b calculates the supply amount (injection amount) of unburned fuel injected from the first injector 4 and the second injector 5 in each control described above. For example, the supply amount calculation unit 9b individually calculates an unburned fuel supply amount in the purge control and an unburned fuel supply amount in the filter combustion control. In the first purge control and the second purge control, the unburned fuel supply amount (injection amount) is individually calculated as part of each purge control according to the oxygen concentration upstream of the storage reduction catalyst 2.

[A.第一パージ制御時の演算]
供給量演算部9bは、条件〔A−1〕の成立時に、以下の式1を用いて第一インジェクタ4からの供給量Mex1を演算する。式1中におけるMairは吸入空気質量流量 [g/s]であり、Mfuelは燃料質量流量 [g/s]である。

Figure 0005257332
[A. Calculation during first purge control]
The supply amount calculation unit 9b calculates the supply amount M ex1 from the first injector 4 using the following expression 1 when the condition [A-1] is satisfied. In Formula 1, M air is an intake air mass flow rate [g / s], and M fuel is a fuel mass flow rate [g / s].
Figure 0005257332

式1は、空燃比をストイキ(軽油の炭水比を1.8として、空燃比14.5)にするために必要な燃料量から、筒内インジェクタ16で実際に筒内へ噴射された燃料量を減算した値を与えるものである。換言すれば、供給量Mex1の演算時における燃焼サイクルでエンジン12の筒内に噴射された燃料量に加え、酸化触媒1に流入する排気の空燃比をストイキにするために第一インジェクタ4から噴射すべき燃料量の加算値を与える式である。 Equation 1 subtracts the amount of fuel actually injected into the cylinder by the in-cylinder injector 16 from the amount of fuel required to make the air-fuel ratio stoichiometric (the air-fuel ratio is 14.5, where the coal oil ratio of light oil is 1.8). Value. In other words, in order to make the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 1 stoichiometric in addition to the amount of fuel injected into the cylinder of the engine 12 in the combustion cycle at the time of calculation of the supply amount M ex1 , the first injector 4 This is an equation that gives an added value of the amount of fuel to be injected.

次に、条件〔A−2〕の成立時には、以下の式2を用いて、第二インジェクタ5からの供給量Mex2を演算する。

Figure 0005257332
Next, when the condition [A-2] is satisfied, the supply amount M ex2 from the second injector 5 is calculated using the following Expression 2.
Figure 0005257332

式2は、空燃比を目標第一パージ空燃比にするために必要な燃料量から、筒内インジェクタ16で実際に筒内へ噴射された燃料量を減算し、さらに、第一インジェクタ1から噴射された燃料量を減算した値を与えるものである。換言すれば、供給量Mex2の演算時における燃焼サイクルでエンジン12の筒内に噴射された燃料量と第一インジェクタ1から噴射された燃料量とに加えて、吸蔵還元触媒2に流入する排気の空燃比を目標第一パージ空燃比にするために第二インジェクタから噴射すべき燃料量の加算値を与える式である。 Equation 2 subtracts the amount of fuel actually injected into the cylinder by the in-cylinder injector 16 from the amount of fuel required to bring the air-fuel ratio to the target first purge air-fuel ratio, and then injects from the first injector 1 A value obtained by subtracting the amount of fuel used is given. In other words, in addition to the amount of fuel injected into the cylinder of the engine 12 and the amount of fuel injected from the first injector 1 in the combustion cycle when the supply amount M ex2 is calculated, the exhaust gas flowing into the storage reduction catalyst 2 This is an equation for giving an added value of the amount of fuel to be injected from the second injector in order to set the air / fuel ratio of the fuel to the target first purge air / fuel ratio.

なお、ここでいう目標第一パージ空燃比は、吸蔵還元触媒2から二酸化窒素を脱離させるのに適した空燃比であって、予め設定された固定値としてもよいし、任意の手法を用いて算出された変動値としてもよい。この実施形態では、目標第一パージ空燃比が式1中に記載されたストイキの値(14.5)よりもさらに小さい値〔(目標第一パージ空燃比)<14.5〕として設定されている。   Note that the target first purge air-fuel ratio here is an air-fuel ratio suitable for desorbing nitrogen dioxide from the storage reduction catalyst 2, and may be a preset fixed value, or any method may be used. It is good also as a fluctuation value computed in this way. In this embodiment, the target first purge air-fuel ratio is set as a value [(target first purge air-fuel ratio) <14.5] that is even smaller than the stoichiometric value (14.5) described in Equation 1.

また、供給量演算部9bは、条件〔A−2〕〜〔A−4〕の全てが成立した場合に上記の供給量Mex1,Mex2の演算を停止する。
[B.第二パージ制御時の演算]
供給量演算部9bは、条件〔B−1〕の成立時に、以下の式3を用いて第一インジェクタ4からの供給量Mex3を演算する。

Figure 0005257332
The supply amount calculation unit 9b stops the calculation of the supply amounts M ex1 and M ex2 when all the conditions [A-2] to [A-4] are satisfied.
[B. Calculation during second purge control]
The supply amount calculation unit 9b calculates the supply amount M ex3 from the first injector 4 using the following expression 3 when the condition [B-1] is satisfied.
Figure 0005257332

式3は、空燃比を目標第二パージ空燃比にするために必要な燃料量から、筒内インジェクタ16で実際に筒内へ噴射された燃料量を減算した値を与えるものである。換言すれば、供給量Mex2の演算時における燃焼サイクルでエンジン12の筒内に噴射された燃料量に加え、酸化触媒1に流入する排気の空燃比を目標第二パージ空燃比にするために第一インジェクタ4から噴射すべき燃料量の加算値を与える式である。 Equation 3 gives a value obtained by subtracting the amount of fuel actually injected into the cylinder by the in-cylinder injector 16 from the amount of fuel necessary to make the air-fuel ratio the target second purge air-fuel ratio. In other words, in addition to the amount of fuel injected into the cylinder of the engine 12 in the combustion cycle when calculating the supply amount M ex2 , the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 1 is set to the target second purge air-fuel ratio. This is an expression that gives an added value of the amount of fuel to be injected from the first injector 4.

なお、ここでいう目標第二パージ空燃比は、吸蔵還元触媒2から硫黄化合物を脱離させるのに適した空燃比であって、予め設定された固定値としてもよいし、任意の手法を用いて算出された変動値としてもよい。ここでは、目標第二パージ空燃比を14.0未満の範囲で設定された固定値(いわゆるオーバーリッチであり、ストイキよりもリッチ側の空燃比)とする。   Note that the target second purge air-fuel ratio here is an air-fuel ratio suitable for desorbing sulfur compounds from the storage reduction catalyst 2, and may be a fixed value set in advance, or any method may be used. It is good also as a fluctuation value computed in this way. Here, the target second purge air-fuel ratio is set to a fixed value set in a range of less than 14.0 (so-called over-rich air-fuel ratio richer than stoichiometry).

また、供給量演算部9bは、条件〔B−2〕及び〔B−3〕がともに成立し、かつ第二インジェクタ5の噴射口に燃料固着が懸念される状態である場合には、第二インジェクタ5からの供給量Mex4を演算する。供給量Mex4は、吸蔵還元触媒2へ流入する排気の空燃比及び排気温度に影響を与えない程度の極微量であり、好ましくは第二インジェクタ5が噴射可能な最小量とする。つまり、ここで演算される供給量Mex4は、第二インジェクタ5の噴射口近傍における燃料の固着を防止することのみを意図された燃料量であり、排気浄化に寄与しないものである。なお、燃料固着が懸念される状態の判断条件については後述する。 In addition, the supply amount calculation unit 9b determines that the second condition is satisfied when both the conditions [B-2] and [B-3] are satisfied and there is a concern that the fuel sticks to the injection port of the second injector 5. The supply amount M ex4 from the injector 5 is calculated. The supply amount M ex4 is a very small amount that does not affect the air-fuel ratio and exhaust temperature of the exhaust gas flowing into the storage reduction catalyst 2, and is preferably the minimum amount that can be injected by the second injector 5. That is, the supply amount Mex4 calculated here is a fuel amount intended only to prevent the fuel from sticking in the vicinity of the injection port of the second injector 5, and does not contribute to exhaust purification. Note that conditions for determining the state where fuel sticking is a concern will be described later.

一方、条件〔B−2〕が成立し、条件〔B−3〕が成立しない場合には、吸蔵還元触媒2の近傍における排気温度を上昇させるための第二インジェクタ5からの供給量Mex5を演算する。この供給量Mex5の具体的な演算方法は任意であり、例えば、触媒入口温度センサ7で検出された排気温度T1(あるいは、排気温度T1と第一所定温度TT1との偏差)及び排気流量に対応する吸入空気質量流量Mairに基づいて供給量Mex5を演算してもよい。 On the other hand, when the condition [B-2] is satisfied and the condition [B-3] is not satisfied, the supply amount M ex5 from the second injector 5 for increasing the exhaust temperature in the vicinity of the storage reduction catalyst 2 is set. Calculate. The specific calculation method of the supply amount M ex5 is arbitrary. For example, the exhaust temperature T 1 (or the deviation between the exhaust temperature T 1 and the first predetermined temperature T T1 ) detected by the catalyst inlet temperature sensor 7 and The supply amount M ex5 may be calculated based on the intake air mass flow rate M air corresponding to the exhaust flow rate.

また、供給量演算部9bは、条件〔B−2〕〜〔B−4〕の全てが成立した場合に上記の供給量Mex3〜Mex5の演算を停止する。 The supply amount calculation unit 9b stops the calculation of the supply amounts M ex3 to M ex5 when all the conditions [B-2] to [B-4] are satisfied.

[C.フィルタ燃焼制御時の演算]
供給量演算部9bは、条件〔C−1〕の成立時に、第二インジェクタ5からの供給量Mex6を演算する。供給量Mex6は、フィルタ3に流入する排気温度T2を第二所定温度TT2以上にするのに必要な燃料量であり、すなわち条件〔C−3〕を成立させるために要するものである。この供給量Mex6の具体的な演算方法は任意であり、例えば、フィルタ入口温度センサ8で検出された排気温度T2(あるいは、排気温度T2と第二所定温度TT2との偏差)及び排気流量に対応する吸入空気質量流量Mairに基づいて供給量Mex6を演算してもよい。
[C. Calculation during filter combustion control]
The supply amount calculation unit 9b calculates the supply amount M ex6 from the second injector 5 when the condition [C-1] is satisfied. The supply amount M ex6 is a fuel amount necessary for setting the exhaust temperature T 2 flowing into the filter 3 to be equal to or higher than the second predetermined temperature T T2 , that is, required for satisfying the condition [C-3]. . Specific computation method of the supply amount M ex6 is arbitrary, for example, (deviation or the exhaust gas temperature T2 and the second predetermined temperature T T2) filter inlet temperature sensor 8 is detected by the exhaust temperature T 2 and an exhaust The supply amount M ex6 may be calculated based on the intake air mass flow rate M air corresponding to the flow rate.

また、供給量演算部9bは、条件〔C−2〕〜〔C−4〕の全てが成立した場合に上記の供給量Mex6の演算を停止する。 The supply amount calculation unit 9b stops the calculation of the supply amount M ex6 when all of the conditions [C-2] to [C-4] are satisfied.

[3−2.還元剤制御部]
還元剤制御部9cは、判定部9aでの判定結果に応じて、供給量演算部9bで演算された供給量の未燃燃料が第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5から噴射されるように、それぞれのインジェクタ4,5を個別に制御するものである。すなわち、還元剤制御部9cは、パージ制御とフィルタ燃焼制御とでは異なる態様で排気通路11での燃料噴射を実施する。また、第一パージ制御と第二パージ制御とでも、未燃燃料の供給量を相違させる。
[3-2. Reducing agent control unit]
The reducing agent control unit 9c is configured so that the unburned fuel of the supply amount calculated by the supply amount calculation unit 9b is injected from the first injector 4 and the second injector 5 according to the determination result of the determination unit 9a. The injectors 4 and 5 are individually controlled. That is, the reducing agent control unit 9c performs fuel injection in the exhaust passage 11 in a manner different between the purge control and the filter combustion control. Also, the amount of unburned fuel supplied is different between the first purge control and the second purge control.

[A.第一パージ制御時の制御]
還元剤制御部9cは、条件〔A−1〕の成立時に、供給量演算部9bで演算された供給量Mex1の未燃燃料が第一インジェクタ4から排気中に噴射されるように、第一インジェクタ4を制御する。第一インジェクタ4からの燃料噴射は、第一パージ制御が終了するまで継続される。
[A. Control during first purge control]
When the condition [A-1] is satisfied, the reducing agent control unit 9c is configured so that unburned fuel of the supply amount M ex1 calculated by the supply amount calculation unit 9b is injected into the exhaust gas from the first injector 4. One injector 4 is controlled. The fuel injection from the first injector 4 is continued until the first purge control is completed.

また、条件〔A−2〕の成立時には、供給量演算部9bで演算された供給量Mex2の未燃燃料が第二インジェクタ5から排気中に噴射されるように、第二インジェクタ5を制御する。これにより、吸蔵還元触媒2の直上流に未燃燃料が供給され、条件〔A−3〕が成立することになる。第二インジェクタ5からの燃料噴射は、第一インジェクタ4と同様に、第一パージ制御が終了するまで継続される。また、還元剤制御部9cは、条件〔A−2〕〜〔A−4〕の全てが成立すると第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5の制御を終了する。 Further, when the condition [A-2] is satisfied, the second injector 5 is controlled so that unburned fuel of the supply amount M ex2 calculated by the supply amount calculation unit 9b is injected into the exhaust gas from the second injector 5. To do. As a result, unburned fuel is supplied immediately upstream of the storage reduction catalyst 2, and the condition [A-3] is satisfied. Fuel injection from the second injector 5 is continued until the first purge control is completed, as in the case of the first injector 4. Moreover, the reducing agent control part 9c complete | finishes control of the 1st injector 4 and the 2nd injector 5, if all the conditions [A-2]-[A-4] are satisfied.

このように、第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5からの燃料噴射量に着目すれば、第一パージ制御には、酸化触媒1のみに未燃燃料を供給する制御状態と、酸化触媒1及び吸蔵還元触媒2の双方に未燃燃料を供給する制御状態とが設けられる。
すなわち、上記の条件〔A−2〕に係る酸素濃度Cが第一所定濃度CT1未満である場合には、還元剤制御手段9cが第一インジェクタ4から供給量Mex1の未燃燃料を噴射させるとともに、第二インジェクタ5からの未燃燃料の供給を保留させる。一方、酸素濃度Cが第一所定濃度CT1以上である場合には、還元剤制御手段9cが第一インジェクタ4から供給量Mex1の未燃燃料を噴射させるとともに、第二インジェクタ5から供給量Mex2の未燃燃料を噴射させる。
Thus, focusing on the fuel injection amounts from the first injector 4 and the second injector 5, the first purge control includes a control state in which unburned fuel is supplied only to the oxidation catalyst 1, the oxidation catalyst 1 and the occlusion. A control state in which unburned fuel is supplied to both of the reduction catalysts 2 is provided.
That is, when the oxygen concentration C according to the above condition [A-2] is less than the first predetermined concentration C T1 , the reducing agent control means 9c injects the unburned fuel of the supply amount M ex1 from the first injector 4. And the supply of unburned fuel from the second injector 5 is suspended. On the other hand, when the oxygen concentration C is equal to or higher than the first predetermined concentration C T1 , the reducing agent control means 9 c injects the unburned fuel with the supply amount M ex1 from the first injector 4 and the supply amount from the second injector 5. Mex2 unburned fuel is injected.

したがって、酸素濃度Cが第一所定濃度CT1以上である場合には、吸蔵還元触媒2よりも酸化触媒1に対して優先的に未燃燃料が供給される。 Therefore, when the oxygen concentration C is equal to or higher than the first predetermined concentration C T1 , unburned fuel is preferentially supplied to the oxidation catalyst 1 over the storage reduction catalyst 2.

[B.第二パージ制御時の制御]
還元剤制御部9cは、条件〔B−1〕の成立時に、供給量演算部9bで演算された供給量Mex3の未燃燃料が第一インジェクタ4から排気中に噴射されるように、第一インジェクタ4を制御する。第一インジェクタ4からの燃料噴射は、第二パージ制御が終了するまで継続される。
[B. Control during second purge control]
When the condition [B-1] is satisfied, the reducing agent control unit 9c is configured so that unburned fuel of the supply amount M ex3 calculated by the supply amount calculation unit 9b is injected into the exhaust gas from the first injector 4. One injector 4 is controlled. The fuel injection from the first injector 4 is continued until the second purge control is completed.

また、条件〔B−2〕が成立した場合には、以下の三種類のうち制御のうちの何れかが実施される
(a)引き続き、第一インジェクタ4のみから燃料噴射する制御
(b)第一インジェクタの燃料噴射に加え、固着防止用の燃料噴射を第二インジェクタ5で行う制御
(c)第一インジェクタの燃料噴射に加え、昇温用の燃料噴射を第二インジェクタ5で行う制御
上記の(b)で第二インジェクタ5から噴射されるのが供給量Mex4の未燃燃料であり、上記の(c)で第二インジェクタ5から噴射されるのが供給量Mex5の未燃燃料である。また、上記の(c)は条件〔B−3〕の不成立時に実施されるものである。上記の(b)は、条件〔B−3〕が成立し、かつ、第二インジェクタ5の噴射口に燃料固着が懸念される状態である場合にのみ実施される。
Further, when the condition [B-2] is satisfied, one of the following three types of control is performed. (A) Subsequently, control for injecting fuel only from the first injector 4 (b) No. (C) Control in which fuel injection for preventing sticking is performed by the second injector 5 in addition to fuel injection by one injector (c) Control in which fuel injection for temperature increase is performed by the second injector 5 in addition to fuel injection by the first injector In (b), the unburned fuel with the supply amount M ex4 is injected from the second injector 5, and the unburned fuel with the supply amount M ex5 is injected from the second injector 5 in (c) above. is there. The above (c) is performed when the condition [B-3] is not satisfied. The above (b) is carried out only when the condition [B-3] is satisfied and there is a concern that fuel sticks to the injection port of the second injector 5.

燃料固着が懸念される状態であるか否かの具体的な判断条件としては、例えば、第二パージ制御が実施された累計時間kを計測して、第二インジェクタ5の先端サック部の形状,材質等に応じて設定される固着耐久時間Kが経過したか否かを判断することが考えられる。この場合、累計時間k≧固着耐久時間Kである場合に、燃料固着が懸念される状態であると判断する。また、上記の(a)は、上記の(b)及び(c)が実施されない場合の制御であり、条件〔B−3〕が成立し、かつ、第二インジェクタ5の噴射口に燃料固着が懸念されない場合に実施される。   Specific conditions for determining whether or not fuel sticking is a concern include, for example, measuring the accumulated time k during which the second purge control is performed, and the shape of the tip sack portion of the second injector 5, It is conceivable to determine whether or not the fixing durability time K set according to the material or the like has elapsed. In this case, when the cumulative time k ≧ the sticking durability time K, it is determined that the fuel sticking is a concern. The above (a) is a control when the above (b) and (c) are not performed, the condition [B-3] is satisfied, and the fuel is fixed to the injection port of the second injector 5. Implemented when there is no concern.

また、還元剤制御部9cは、条件〔B−2〕〜〔B−4〕の全てが成立すると第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5の制御を終了する。
このように、第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5からの燃料噴射量に着目すれば、第二パージ制御においては酸化触媒1のみに未燃燃料が供給され、吸蔵還元触媒2には原則的に未燃燃料の供給が保留される。すなわち、第二パージ制御下において第二インジェクタ5からの燃料噴射がなされるのは、条件〔B−3〕の不成立時又は第二インジェクタ5に燃料固着のおそれが生じた場合のみである。
Moreover, the reducing agent control part 9c will complete | finish control of the 1st injector 4 and the 2nd injector 5, if all the conditions [B-2]-[B-4] are satisfied.
If attention is paid to the fuel injection amounts from the first injector 4 and the second injector 5 in this way, unburned fuel is supplied only to the oxidation catalyst 1 in the second purge control, and the storage reduction catalyst 2 is basically in the state. Unburned fuel supply is suspended. That is, fuel injection from the second injector 5 is performed under the second purge control only when the condition [B-3] is not satisfied or when there is a risk of fuel sticking to the second injector 5.

なお、ここでいう「未燃燃料の供給の保留」とは、他の条件が成立しない限り、第二インジェクタ5からの未燃燃料の供給を停止する(すなわち、第二インジェクタ5からの燃料噴射量を0にする)ことを意味する。   Here, “suspending the supply of unburned fuel” refers to stopping the supply of unburned fuel from the second injector 5 (that is, fuel injection from the second injector 5) unless other conditions are satisfied. Means 0).

[C.フィルタ燃焼制御時の制御]
還元剤制御部9cは、条件〔C−1〕の成立時に、供給量演算部9bで演算された供給量Mex6の未燃燃料が第二インジェクタ5から排気中に噴射されるように、第二インジェクタ5を制御する。このとき、第一インジェクタ4は停止状態(第一インジェクタ4からの燃料噴射量が0)に保持され、酸化触媒1への未燃燃料の供給が保留される。第二インジェクタ5からの燃料噴射は、フィルタ燃焼制御が終了するまで継続される。すなわち、還元剤制御部9cは、条件〔C−2〕〜〔C−4〕の全てが成立すると第二インジェクタ5の制御を終了する。
[C. Control during filter combustion control]
When the condition [C-1] is satisfied, the reducing agent control unit 9c is configured so that unburned fuel of the supply amount Mex6 calculated by the supply amount calculation unit 9b is injected into the exhaust gas from the second injector 5. The two injectors 5 are controlled. At this time, the first injector 4 is held in a stopped state (the fuel injection amount from the first injector 4 is 0), and the supply of unburned fuel to the oxidation catalyst 1 is suspended. The fuel injection from the second injector 5 is continued until the filter combustion control ends. That is, the reducing agent control unit 9c ends the control of the second injector 5 when all the conditions [C-2] to [C-4] are satisfied.

排気浄化装置10の判定部9aで判定される制御条件と制御対象のインジェクタとの関係をまとめると、以下の表2の通りとなる。   Table 2 below summarizes the relationship between the control condition determined by the determination unit 9a of the exhaust emission control device 10 and the injector to be controlled.

Figure 0005257332
Figure 0005257332

[4.フローチャート]
図2〜5は、排気浄化装置10における制御の一例を説明するフローチャートである。図2のフローは三種類の制御のうちの何れか一つを選択するメインフローであり、図3〜5のフローは図2のフローに従属するサブフローである。
[4. flowchart]
2 to 5 are flowcharts for explaining an example of control in the exhaust purification device 10. The flow in FIG. 2 is a main flow for selecting any one of three types of control, and the flows in FIGS. 3 to 5 are subflows subordinate to the flow in FIG.

[4−1.メインフロー]
図2のメインフローにおけるステップA10では、第二パージ制御判定部23において、第二パージ制御の開始条件〔B−1〕が成立したか否かが判定される。ここで、条件〔B−1〕が成立した場合には、図4の第二パージ制御フローへと進む。一方、条件〔B−1〕が成立しない場合にはステップA20へ進む。
[4-1. Main flow]
In step A10 in the main flow of FIG. 2, the second purge control determination unit 23 determines whether or not the second purge control start condition [B-1] is satisfied. If the condition [B-1] is satisfied, the process proceeds to the second purge control flow of FIG. On the other hand, if the condition [B-1] is not satisfied, the process proceeds to Step A20.

ステップA20では、フィルタ燃焼制御判定部24において、フィルタ燃焼制御の開始条件〔C−1〕が成立したか否かが判定される。ここで、条件〔C−1〕が成立した場合には、図5のフィルタ燃焼フローへと進む。また、条件〔C−1〕が成立しない場合にはステップA30へ進む。
ステップA30では、第一パージ制御判定部22において、第一パージ制御の開始条件〔A−1〕が成立したか否かが判定される。ここで、条件〔A−1〕が成立した場合には、図3の第一パージ制御フローへと進む。一方、条件〔A−1〕が成立しない場合には再びステップA10へと進み、所定の周期で本フローを繰り返す。
In step A20, the filter combustion control determination unit 24 determines whether or not the filter combustion control start condition [C-1] is satisfied. Here, when the condition [C-1] is satisfied, the flow proceeds to the filter combustion flow of FIG. If the condition [C-1] is not satisfied, the process proceeds to step A30.
In step A30, the first purge control determination unit 22 determines whether or not the first purge control start condition [A-1] is satisfied. If the condition [A-1] is satisfied, the process proceeds to the first purge control flow of FIG. On the other hand, when the condition [A-1] is not satisfied, the process proceeds to step A10 again, and this flow is repeated at a predetermined cycle.

このように、排気制御装置10における三種類の制御は、何れか一つが選択的に実施される。例えば、車両の走行状態により、条件〔A−1〕,〔B−1〕及び〔C−1〕が同時に成立したとしても、最初に第二パージ制御が実施され、その後フィルタ燃焼制御が実施され、最後に第一パージ制御が実施される。   As described above, any one of the three types of control in the exhaust control device 10 is selectively performed. For example, even if the conditions [A-1], [B-1], and [C-1] are satisfied at the same time depending on the running state of the vehicle, the second purge control is performed first, and then the filter combustion control is performed. Finally, the first purge control is performed.

[4−2.第一パージ制御フロー]
図3の第一パージ制御フローにおけるステップB1では、エンジンECU15で算出された吸入空気質量流量Mair,燃料質量流量Mfuelが再生制御装置9の供給量演算部9bへ入力される。続くステップB2では、式1にしたがって第一インジェクタ4からの未燃燃料の供給量Mex1が演算される。そして続くステップB3において、還元剤制御部9cにより第一インジェクタ4が制御され、供給量Mex1の未燃燃料が酸化触媒1の上流側に噴射される。
[4-2. First purge control flow]
In step B1 in the first purge control flow of FIG. 3, the intake air mass flow rate M air and the fuel mass flow rate M fuel calculated by the engine ECU 15 are input to the supply amount calculation unit 9b of the regeneration control device 9. In the subsequent step B2, the supply amount M ex1 of unburned fuel from the first injector 4 is calculated according to Equation 1. In the subsequent step B3, the first injector 4 is controlled by the reducing agent controller 9c, and the unburned fuel of the supply amount M ex1 is injected upstream of the oxidation catalyst 1.

ここで、酸化触媒1における未燃燃料の酸化反応により、排気中に含まれる酸素が消費されるとともに排気温度が上昇する。続くステップB4では、酸化触媒1の直下流側である吸蔵還元触媒2の入口の酸素濃度Cが酸素濃度センサ6によって検出され、再生制御装置9の第一パージ制御判定部22へと入力される。
ステップB5では、第一パージ制御判定部22において条件〔A−2〕が判定される。ここで、酸素濃度Cが第一所定濃度CT1以上である場合には再びステップB1へと進み、第一所定濃度CT1未満である場合にはステップB6へと進む。つまり、吸蔵還元触媒2の入口の酸素濃度Cが第一所定濃度CT1未満となるまでの間は第一インジェクタ4のみから未燃燃料が供給され、酸化触媒1での酸素消費が継続される。
Here, the oxidation reaction of the unburned fuel in the oxidation catalyst 1 consumes oxygen contained in the exhaust gas and raises the exhaust temperature. In the subsequent step B4, the oxygen concentration C at the inlet of the storage reduction catalyst 2 immediately downstream of the oxidation catalyst 1 is detected by the oxygen concentration sensor 6 and input to the first purge control determination unit 22 of the regeneration control device 9. .
In Step B5, the first purge control determination unit 22 determines the condition [A-2]. Here, the process proceeds oxygen concentration C is to step B1 again when it is first predetermined concentration C T1 or higher, if it is less than the first predetermined concentration C T1 proceeds to step B6. That is, until the oxygen concentration C at the inlet of the storage reduction catalyst 2 becomes less than the first predetermined concentration C T1, unburned fuel is supplied only from the first injector 4 and oxygen consumption in the oxidation catalyst 1 is continued. .

条件〔A−2〕が成立してステップB6へ進むと、供給量演算部9bにおいて、式2にしたがって第二インジェクタ5からの未燃燃料の供給量Mex2が演算される。そして続くステップB7では、還元剤制御部9cによって第二インジェクタ5が制御され、供給量Mex2の未燃燃料が吸蔵還元触媒2の上流側に噴射される。
このとき、吸蔵還元触媒2の近傍には酸素がほとんどない(第一所定濃度CT1未満の)状態であり、かつ、第二インジェクタ5から供給された反応性の高い炭化水素を含有する未燃燃料が豊富な状態となるため、吸蔵還元触媒2に吸蔵されている二酸化窒素が脱離しやすく、二酸化窒素の還元作用が促進される。
When the condition [A-2] is satisfied and the process proceeds to step B6, the supply amount calculation unit 9b calculates the supply amount M ex2 of unburned fuel from the second injector 5 according to Equation 2. Then, in the subsequent step B7, the second injector 5 is controlled by the reducing agent control unit 9c, and the unburned fuel of the supply amount M ex2 is injected to the upstream side of the storage reduction catalyst 2.
At this time, there is almost no oxygen in the vicinity of the occlusion reduction catalyst 2 (less than the first predetermined concentration C T1 ), and unburned containing highly reactive hydrocarbons supplied from the second injector 5. Since the fuel is in an abundant state, nitrogen dioxide stored in the storage reduction catalyst 2 is easily desorbed, and the reduction action of nitrogen dioxide is promoted.

続くステップB8では、第一パージ制御判定部22において、第一パージ制御の終了条件の一つである条件〔A−4〕が成立したか否かが判定される。なお、条件〔A−2〕はステップB5において成立しており、条件〔A−3〕はステップB7において成立しているものとみなすことができる。
ここで条件〔A−4〕が成立した場合にはステップB9へ進み、第一パージ制御が終了する。すなわち、還元剤制御部9cによる第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5からの未燃燃料の供給が停止され、制御がメインフローへと復帰する。一方、条件〔A−4〕が不成立の場合にはステップB1へ進み、このサブフローが繰り返される。
In subsequent step B8, the first purge control determination unit 22 determines whether or not a condition [A-4] which is one of the conditions for ending the first purge control is satisfied. Note that the condition [A-2] is satisfied in Step B5, and the condition [A-3] can be regarded as being satisfied in Step B7.
If the condition [A-4] is satisfied, the process proceeds to step B9, and the first purge control is finished. That is, the supply of unburned fuel from the first injector 4 and the second injector 5 by the reducing agent control unit 9c is stopped, and the control returns to the main flow. On the other hand, if the condition [A-4] is not satisfied, the process proceeds to step B1, and this subflow is repeated.

第一パージ制御のおよその合計継続時間は、条件〔A−4〕に規定される所定の継続時間XT1(例えば1.0[s])となり、第一パージ制御が実施される繰り返しのサイクルは、条件〔A−1〕に規定される所定のサイクル時間T(例えば20[s])となる。 The approximate total duration of the first purge control is a predetermined duration X T1 (for example, 1.0 [s]) defined in the condition [A-4], and the repeated cycle in which the first purge control is performed is A predetermined cycle time T (for example, 20 [s]) defined by the condition [A-1] is obtained.

[4−3.第二パージ制御フロー]
図4の第二パージ制御フローにおけるステップC1では、エンジンECU15で算出された吸入空気質量流量Mair,燃料質量流量Mfuelが再生制御装置9の供給量演算部9bへ入力される。続くステップC2では、式3にしたがって第一インジェクタ4からの未燃燃料の供給量Mex3が演算される。そして続くステップC3において、還元剤制御部9cにより第一インジェクタ4が制御され、供給量Mex3の未燃燃料が酸化触媒1の上流側に噴射される。
[4-3. Second purge control flow]
In step C1 in the second purge control flow of FIG. 4, the intake air mass flow rate M air and the fuel mass flow rate M fuel calculated by the engine ECU 15 are input to the supply amount calculation unit 9b of the regeneration control device 9. In the subsequent step C2, the unburned fuel supply amount M ex3 from the first injector 4 is calculated according to Equation 3. Then, in the subsequent step C3, the first injector 4 is controlled by the reducing agent control unit 9c, and the unburned fuel of the supply amount M ex3 is injected upstream of the oxidation catalyst 1.

ここで、第一パージ制御を実施した場合と同様に、酸化触媒1で未燃燃料が酸化し、排気温度が上昇する。続くステップC4では、酸化触媒1の直下流側である吸蔵還元触媒2の入口の酸素濃度Cが酸素濃度センサ6によって検出され、再生制御装置9の第二パージ制御判定部23へと入力される。
ステップC5では、第二パージ制御判定部23において条件〔B−2〕が判定される。ここで、酸素濃度Cが第二所定濃度CT2以上である場合には再びステップC1へと進み、第二所定濃度CT2未満である場合にはステップC6へと進む。つまり、吸蔵還元触媒2の入口の酸素濃度Cが第二所定濃度CT2未満になるまでの間は第一インジェクタ4のみから未燃燃料が供給され、酸化触媒1での酸素消費が継続される。
Here, similarly to the case where the first purge control is performed, the unburned fuel is oxidized by the oxidation catalyst 1, and the exhaust temperature rises. In the subsequent step C4, the oxygen concentration C at the inlet of the storage reduction catalyst 2, which is immediately downstream of the oxidation catalyst 1, is detected by the oxygen concentration sensor 6 and input to the second purge control determination unit 23 of the regeneration control device 9. .
In Step C5, the second purge control determination unit 23 determines the condition [B-2]. Here, the process proceeds oxygen concentration C is to step C1 again if it is the second predetermined concentration C T2 above, if it is less than the second predetermined concentration C T2 proceeds to step C6. In other words, the inlet of the oxygen concentration C of storage-reduction catalyst 2 Until less than the second predetermined concentration C T2 is unburned fuel supplied from only the first injectors 4, it is continued oxygen consumption in the oxidation catalyst 1 .

条件〔B−2〕が成立してステップC6へ進むと、吸蔵還元触媒2に流入する排気温度T1が触媒入口温度センサ7で検出される。続くステップC7では、前ステップで検出された排気温度T1に基づき、第二パージ制御判定部23において条件〔B−3〕が判定される。ここで、排気温度T1が第一所定温度TT1以上である場合にはステップC8へ進む。一方、排気温度T1が第一所定温度TT1未満である場合には、排気温度を上昇させるためのステップC21へ進む。 If the condition [B-2] proceeds satisfied to step C6, the exhaust temperatures T 1 flowing into the storage-reduction catalyst 2 is detected by the catalyst inlet temperature sensor 7. In step C7, based on the exhaust temperatures T 1 detected in the previous step, the condition [B-3] it is determined in the second purge control determination unit 23. Here, if the exhaust temperature T 1 is equal to or higher than the first predetermined temperature T T1 , the process proceeds to Step C8. On the other hand, when the exhaust temperature T 1 is lower than the first predetermined temperature T T1 , the process proceeds to Step C21 for increasing the exhaust temperature.

なお、ステップC1〜C5の制御の繰り返しによって排気温度T1が上昇するため、通常はステップC7において排気温度T1が第一所定温度TT1未満となることはない。ステップC21以降のフローは、上記の(c)の制御に対応するものであり、何らかの理由により排気温度T1が十分に上昇しなかった場合のフェイルセーフとして設けられた制御フローである。 In order to increase the exhaust temperature T 1 of the repetition of the control of step C1 to C5, usually never exhaust temperatures T 1 less than the first predetermined temperature T T1 in step C7. Step C21 subsequent steps, which corresponds to the control of the (c), a control flow which is provided as a fail-safe when for some reason the exhaust temperatures T 1 has not sufficiently increased.

まず、ステップC21では、供給量演算部9bにおいて第二インジェクタ5からの燃料の供給量Mex5が演算される。ここでは例えば、排気温度T1と第一所定温度TT1との偏差及び吸入空気質量流量Mairに基づいて、供給量Mex5が算出される。続くステップC22では、還元剤制御部9cにより第二インジェクタ5が制御され、供給量Mex5の未燃燃料が吸蔵還元触媒2の上流側に噴射される。また、続くステップC23では、還元剤制御部9cによる第一インジェクタ4の制御が継続され、供給量Mex3の未燃燃料が酸化触媒1の上流側に噴射される。その後、再びステップC7へと進み、排気温度T1が第一所定温度TT1以上になるとステップC8以降へと進む。 First, in step C21, the supply amount Mex5 of the fuel from the second injector 5 is calculated in the supply amount calculation unit 9b. Here, for example, the supply amount M ex5 is calculated based on the deviation between the exhaust temperature T 1 and the first predetermined temperature T T1 and the intake air mass flow rate M air . In the subsequent step C22, the second injector 5 is controlled by the reducing agent control unit 9c, and the unburned fuel of the supply amount M ex5 is injected upstream of the storage reduction catalyst 2. Further, in the subsequent step C23, the control of the first injector 4 by the reducing agent control unit 9c is continued, and the unburned fuel of the supply amount M ex3 is injected upstream of the oxidation catalyst 1. Thereafter, the flow proceeds to step C7 again, proceeds when the exhaust temperatures T 1 becomes equal to or higher than the first predetermined temperature T T1 to Step C8 later.

ステップC8では、第二パージ制御判定部23において、第二インジェクタ5の噴射口に燃料固着が懸念される状態であるか否かが判定される。例えば、第二パージ制御の累積時間kが第二インジェクタ5の固着耐久時間K以上である場合に、燃料固着が懸念されるものとしてステップC10へ進む。また、累積時間kが固着耐久時間K未満である場合には、燃料固着が懸念されないものとしてステップC9へ進む。   In step C8, the second purge control determination unit 23 determines whether or not there is a concern about fuel sticking to the injection port of the second injector 5. For example, when the accumulated time k of the second purge control is equal to or longer than the sticking durability time K of the second injector 5, the process proceeds to Step C10 because fuel sticking is a concern. On the other hand, if the accumulated time k is less than the sticking durability time K, it is determined that there is no concern about fuel sticking, and the process proceeds to step C9.

ステップC9では、還元剤制御部9cにより第二インジェクタ5からの燃料噴射が保留され、その後ステップC11へ進む。一方、ステップC10では、還元剤制御部9cにより第二インジェクタ5から供給量Mex4の燃料が噴射され、ステップC11へ進む。
続くステップC11では、第一インジェクタ4から供給量Mex3の燃料が噴射される。ここで噴射される供給量Mex3は、上記のステップC1〜C3で演算された値としてもよいし、エンジンECU15から入力される吸入空気質量流量Mair,燃料質量流量Mfuelを用い、ステップC11の中で改めて演算してもよい。ステップC9及びC11の制御は、上記の(a)の制御に対応するものである。また、ステップC10及びC11の制御は、上記の(b)の制御に対応するものである。これにより、第二インジェクタ5の噴射口が第一所定温度TT1以上の高温の排気に曝された状態で放置されることがなくなり、燃料固着が防止される。
In step C9, the fuel injection from the second injector 5 is suspended by the reducing agent controller 9c, and then the process proceeds to step C11. On the other hand, in step C10, the reducing agent control unit 9c injects fuel of the supply amount M ex4 from the second injector 5 and proceeds to step C11.
In the subsequent step C11, the supply amount M ex3 of fuel is injected from the first injector 4. The supply amount M ex3 injected here may be the value calculated in the above steps C1 to C3, or the intake air mass flow rate M air and the fuel mass flow rate M fuel input from the engine ECU 15 are used, and the step C11 is performed. You may calculate it again in. The control in steps C9 and C11 corresponds to the control (a) described above. The control in steps C10 and C11 corresponds to the control in (b) above. As a result, the injection port of the second injector 5 is not left in a state where it is exposed to high-temperature exhaust gas having a temperature equal to or higher than the first predetermined temperature T T1 , and fuel sticking is prevented.

また、上記の(a)及び(b)の何れの制御が実施された場合であっても、吸蔵還元触媒2の近傍には酸素がほとんどない(第二所定濃度CT2未満の)状態であり、かつ、吸蔵還元触媒2へ流入する排気温度Tが第一所定温度TT1以上の状態であるため、吸蔵還元触媒2に付着している硫黄化合物が脱離しやすく、硫黄化合物の還元作用が促進される。
続くステップC12では、第二パージ制御判定部23において、第二パージ制御の終了条件の一つである条件〔B−4〕に係る継続時間のカウントが開始される。なお、すでに第二パージ制御の継続時間のカウントが開始されている場合には、このステップC12がスキップされてカウントのみが継続される。そして続くステップC13では、第二パージ制御の継続時間が所定の継続時間XT2以上であるか否かが判定される。なお、条件〔B−2〕はステップC5で成立しており、条件〔B−3〕はステップC7で成立しているものとみなすことができる。
In addition, even when any of the controls (a) and (b) is performed, there is almost no oxygen in the vicinity of the storage reduction catalyst 2 (less than the second predetermined concentration C T2 ). In addition, since the exhaust temperature T flowing into the storage reduction catalyst 2 is in a state equal to or higher than the first predetermined temperature T T1 , the sulfur compound adhering to the storage reduction catalyst 2 is easily detached, and the reduction action of the sulfur compound is promoted. Is done.
In the subsequent step C12, the second purge control determination unit 23 starts counting the duration related to the condition [B-4] which is one of the end conditions of the second purge control. If counting of the duration of the second purge control has already been started, step C12 is skipped and only counting is continued. In the subsequent step C13, it is determined whether or not the duration time of the second purge control is equal to or longer than a predetermined duration time XT2 . The condition [B-2] is satisfied at step C5, and the condition [B-3] can be regarded as being satisfied at step C7.

ここで、条件〔B−4〕が成立した場合にはステップC14へ進み、第二パージ制御が終了する。すなわち、還元剤制御部9cによる第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5からの未燃燃料の供給が停止され、制御がメインフローへと復帰する。一方、条件〔B−4〕が不成立の場合にはステップC8へ進み、第二パージ制御が継続される。
第二パージ制御のおよその合計継続時間は、吸蔵還元触媒2に流入する排気温度T1が第一所定温度TT1以上となるのに要した時間と、条件〔B−4〕に規定される所定の継続時間XT2(例えば、120[s])とを加算した時間となる。また、第二パージ制御は、車両が条件〔B−1〕に規定される所定距離(例えば1000[km])を走行する毎に、周期的に実施される。
If the condition [B-4] is satisfied, the process proceeds to step C14, and the second purge control is finished. That is, the supply of unburned fuel from the first injector 4 and the second injector 5 by the reducing agent control unit 9c is stopped, and the control returns to the main flow. On the other hand, if the condition [B-4] is not satisfied, the process proceeds to step C8, and the second purge control is continued.
The approximate total duration of the second purge control is defined by the time required for the exhaust temperature T 1 flowing into the storage reduction catalyst 2 to be equal to or higher than the first predetermined temperature T T1 and the condition [B-4]. This is a time obtained by adding a predetermined duration X T2 (for example, 120 [s]). The second purge control is periodically performed every time the vehicle travels a predetermined distance (for example, 1000 [km]) defined in the condition [B-1].

[4−4.フィルタ燃焼制御フロー]
図5のフィルタ燃焼制御フローにおけるステップD1では、フィルタ入口温度センサ8で検出された排気温度T2とエンジンECU15で算出された吸入空気質量流量Mairとが再生制御装置9の供給量演算部9bへ入力される。続くステップD2では、第二インジェクタ5からの未燃燃料の供給量Mex6が演算される。そして続くステップD3において、還元算制御部9cにより第二インジェクタ5が制御され、供給量Mex6の未燃燃料が吸蔵還元触媒2の上流側に噴射される。
[4-4. Filter combustion control flow]
In step D1 in the filter combustion control flow of FIG. 5, the exhaust gas temperature T 2 detected by the filter inlet temperature sensor 8 and the intake air mass flow rate M air calculated by the engine ECU 15 are used as the supply amount calculation unit 9b of the regeneration control device 9. Is input. In the subsequent step D2, the unburned fuel supply amount M ex6 from the second injector 5 is calculated. In the subsequent step D3, the second injector 5 is controlled by the reduction calculation control unit 9c, and the unburned fuel of the supply amount M ex6 is injected upstream of the storage reduction catalyst 2.

これにより、フィルタ3に流入する排気温度T2が上昇する。また、第一インジェクタ4と比較してフィルタ3に近い位置に配置された第二インジェクタ5から未燃燃料が供給されるため、フィルタ3に流入する排気が迅速に酸化雰囲気となる。
一方、続くステップD4では、還元算制御部9cにより第一インジェクタ4からの燃料噴射が保留される。つまり、酸化触媒1には未燃燃料が供給されない。
As a result, the exhaust gas temperature T 2 flowing into the filter 3 increases. Further, since unburned fuel is supplied from the second injector 5 disposed closer to the filter 3 than the first injector 4, the exhaust gas flowing into the filter 3 quickly becomes an oxidizing atmosphere.
On the other hand, in the subsequent step D4, the fuel injection from the first injector 4 is suspended by the reduction control unit 9c. That is, unburned fuel is not supplied to the oxidation catalyst 1.

続くステップD5では、ステップD1で検出された排気温度T2に基づき、フィルタ燃焼制御判定部24において条件〔C−3〕が判定される。ここで、排気温度T2が第二所定温度TT2以上である場合にはステップD6へ進む。一方、排気温度がT2が第二所定温度TT2未満である場合には、排気温度T2をさらに上昇させるべくステップD1へ戻り、第二インジェクタ5からの燃料噴射が繰り返される。 In step D5, on the basis of the exhaust temperature T 2 detected in step D1, the condition [C-3] it is determined in the filter combustion control determination unit 24. Here, if the exhaust temperature T 2 is equal to or higher than the second predetermined temperature T T2 , the process proceeds to Step D6. On the other hand, the exhaust temperature T 2 within is less than the second predetermined temperature T T2 returns to step D1 to further raise the exhaust gas temperature T 2, the fuel injection from the second injector 5 is repeated.

ステップD6では、フィルタ燃焼制御判定部24において、フィルタ燃焼制御の終了条件の一つである条件〔C−4〕に係る継続時間のカウントが開始される。なお、すでにフィルタ燃焼制御の継続時間のカウントが開始されている場合には、このステップD6がスキップされてカウントのみが継続される。そして続くステップD7では、フィルタ燃焼制御の継続時間が所定の継続時間XT3以上であるか否かが判定される。なお、条件〔C−2〕はステップD3で成立しており、条件〔C−3〕はステップD5で成立しているものとみなすことができる。 In step D6, the filter combustion control determination unit 24 starts counting the duration related to the condition [C-4], which is one of the end conditions of the filter combustion control. If counting of the duration of filter combustion control has already been started, step D6 is skipped and only counting is continued. In the subsequent step D7, it is determined whether or not the duration of the filter combustion control is equal to or longer than a predetermined duration XT3 . The condition [C-2] is satisfied at step D3, and the condition [C-3] can be regarded as being satisfied at step D5.

ここで、条件〔C−4〕が成立した場合にはステップD8へ進み、フィルタ燃焼制御が終了する。すなわち、第二インジェクタ5からの未燃燃料の供給が停止され、制御がメインフローへと復帰する。一方、条件〔C−4〕が不成立の場合にはステップD1へ進み、フィルタ燃焼制御が継続される。
フィルタ燃焼制御のおよその合計継続時間は、フィルタ3に流入する排気温度T2が第二所定温度TT2以上となるのに要した時間と、条件〔C−4〕に規定される所定の継続時間XT3(例えば、600[s])とを加算した時間となる。また、フィルタ燃焼制御は、車両が条件〔C−1〕に規定される所定距離(例えば、500[km])を走行する度に繰り返し実施される。
Here, when the condition [C-4] is satisfied, the process proceeds to step D8, and the filter combustion control ends. That is, the supply of unburned fuel from the second injector 5 is stopped, and the control returns to the main flow. On the other hand, when the condition [C-4] is not satisfied, the routine proceeds to step D1, and the filter combustion control is continued.
The approximate total duration of the filter combustion control is the time required for the exhaust gas temperature T 2 flowing into the filter 3 to be equal to or higher than the second predetermined temperature T T2 and the predetermined duration defined in the condition [C-4]. This is a time obtained by adding the time X T3 (for example, 600 [s]). The filter combustion control is repeatedly performed every time the vehicle travels a predetermined distance (for example, 500 [km]) defined in the condition [C-1].

[5.作用,効果]
[5−1.第一パージ制御時]
車両走行時における排気浄化装置10の制御作用を説明する。
図6(a)に示すように、時刻t1までは第一パージ制御,第二パージ制御及びフィルタ燃焼制御の何れの開始条件も成立せず、時刻t1に条件〔A−1〕が成立して第一パージ制御の開始条件が成立したと仮定する。再生制御装置9では、時刻t1までは図2に示すメインフローが実施され、時刻t1以降は図3に示す第一パージ制御フローが実施される。
[5. Action, effect]
[5-1. During first purge control]
The control action of the exhaust emission control device 10 during vehicle travel will be described.
As shown in FIG. 6A, until the time t 1 , none of the start conditions of the first purge control, the second purge control, and the filter combustion control is satisfied, and the condition [A-1] is satisfied at the time t 1. It is assumed that the first purge control start condition is satisfied. The reproduction control unit 9, until the time t 1 the main flow is performed as shown in FIG. 2, the time t 1 after the first purge control flow shown in FIG. 3 is performed.

まず時刻t1の直後には、吸蔵還元触媒2の入口における酸素濃度Cが十分に低下しておらず、まだ第一所定濃度CT1よりも高い状態である。つまり、条件〔A−2〕が成立していないため、供給量演算部9bでは第一インジェクタ4の供給量Mex1が演算されるとともに、還元剤制御部9cによって酸化触媒1の上流側に未燃燃料が供給量Mex1で噴射される。このとき、図6(b),(d)に示すように、第一インジェクタ4のみから未燃燃料が排気中に供給され、第二インジェクタ5は停止している。 First, immediately after time t 1 , the oxygen concentration C at the inlet of the storage reduction catalyst 2 is not sufficiently lowered and is still higher than the first predetermined concentration C T1 . That is, since the condition [A-2] is not satisfied, the supply amount calculation unit 9b calculates the supply amount Mex1 of the first injector 4, and the reducing agent control unit 9c does not set the upstream side of the oxidation catalyst 1. Fuel is injected at a supply rate M ex1 . At this time, as shown in FIGS. 6B and 6D, unburned fuel is supplied into the exhaust gas only from the first injector 4, and the second injector 5 is stopped.

第一インジェクタ4から噴射された未燃燃料は酸化触媒1上で酸素を消費して酸化するとともに、排気温度を上昇させる。図6(c)に示すように、吸蔵還元触媒2の入口における酸素濃度Cは徐々に低下する。また、図6(e)に示すように、吸蔵還元触媒2の出口側の空燃比も低下してストイキ(例えば、14.5)の値に漸近する。
酸素濃度Cが時刻t2に第一所定濃度CT1未満まで低下すると、条件〔A−2〕が成立し、供給量演算部9bで第二インジェクタ5の供給量Mex2が演算されるとともに、還元剤制御部9cによって吸蔵還元触媒2の上流側にも未燃燃料が供給量Mex2で噴射される。つまり、図6(b),(d)に示すように、第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5の双方から未燃燃料が噴射される。
The unburned fuel injected from the first injector 4 consumes oxygen on the oxidation catalyst 1 to be oxidized and raises the exhaust temperature. As shown in FIG. 6C, the oxygen concentration C at the inlet of the storage reduction catalyst 2 gradually decreases. Further, as shown in FIG. 6 (e), the air-fuel ratio on the outlet side of the storage reduction catalyst 2 also decreases and gradually approaches the stoichiometric value (for example, 14.5).
When the oxygen concentration C decreases to less than the first predetermined concentration C T1 at time t 2 , the condition [A-2] is satisfied, and the supply amount calculation unit 9b calculates the supply amount M ex2 of the second injector 5, The reducing agent control unit 9c also injects unburned fuel at the supply amount M ex2 upstream of the storage reduction catalyst 2. That is, as shown in FIGS. 6B and 6D, unburned fuel is injected from both the first injector 4 and the second injector 5.

ここで、第二インジェクタ5からの未燃燃料の噴射により、吸蔵還元触媒2の近傍に反応性の高い炭化水素が供給されることになり、条件〔A−3〕が成立する。また、酸素濃度Cは、第一所定濃度CT1よりも低い所定値(ほとんど0%に近い、微少な所定値)となり、条件〔A−3〕の成立状態が維持される。吸蔵還元触媒2の出口側の空燃比は、図6(e)に示すように、時刻t2よりもやや遅れてさらに低下し、目標第一パージ空燃比の値に漸近する。図6(e)中の領域S1の面積は第一インジェクタ4から噴射された燃料の供給量Mex1に対応し、領域S2の面積は第二インジェクタ5から噴射された燃料の供給量Mex2に対応する。 Here, by injection of unburned fuel from the second injector 5, highly reactive hydrocarbons are supplied in the vicinity of the storage reduction catalyst 2, and the condition [A-3] is satisfied. Further, the oxygen concentration C becomes a predetermined value lower than the first predetermined concentration CT1 (a minute predetermined value that is almost 0%), and the condition [A-3] is maintained. As shown in FIG. 6E, the air-fuel ratio on the outlet side of the storage reduction catalyst 2 further decreases slightly later than time t 2 and gradually approaches the target first purge air-fuel ratio. The area of a region S1 in FIG. 6 (e) corresponds to the supply amount M ex1 of fuel injected from the first injector 4, the area of the region S2 in the supply amount M ex2 of fuel injected from the second injector 5 Correspond.

時刻t2から所定の継続時間XT1が経過した時刻t3になると、条件〔A−4〕が成立し、第一パージ制御が終了する。これにより、図6(c)に示すように、酸素濃度Cは徐々に増大する。また、図6(e)に示すように、吸蔵還元触媒2の出口側の空燃比も増大し、燃焼空燃比へと漸近する。
このように、開示の排気浄化装置10によれば、第一パージ制御の開始時に酸化触媒1の上流側のみに未燃燃料を供給することにより、吸蔵還元触媒2へ流入する排気中の酸素を大幅に減少させることができ、二酸化窒素の還元に有利な環境を提供することができる。
When the time t 2 predefined duration from X T1 is the time t 3 when passed, satisfied conditions [A-4], the first purge control is completed. Thereby, as shown in FIG.6 (c), the oxygen concentration C increases gradually. Further, as shown in FIG. 6 (e), the air-fuel ratio on the outlet side of the storage reduction catalyst 2 also increases and gradually approaches the combustion air-fuel ratio.
As described above, according to the disclosed exhaust purification device 10, by supplying unburned fuel only to the upstream side of the oxidation catalyst 1 at the start of the first purge control, oxygen in the exhaust flowing into the storage reduction catalyst 2 is reduced. It can be greatly reduced and can provide an advantageous environment for the reduction of nitrogen dioxide.

なお、酸化触媒1を通過した排気中に含まれる炭化水素は低級炭化水素(反応性の低い炭化水素)が多く、二酸化窒素の還元性に乏しい場合がある。これに対し、開示の排気浄化装置10では、酸素濃度Cを低下させた後に吸蔵還元触媒2の上流側に未燃燃料を供給することにより、反応性の高い炭化水素を吸蔵還元触媒2の近傍に存在させることができ、二酸化窒素の還元性を向上させることができる。   In addition, the hydrocarbons contained in the exhaust gas that has passed through the oxidation catalyst 1 are mostly lower hydrocarbons (hydrocarbons with low reactivity), and there are cases where the reducing ability of nitrogen dioxide is poor. On the other hand, in the disclosed exhaust purification device 10, after reducing the oxygen concentration C, unburned fuel is supplied to the upstream side of the storage reduction catalyst 2, whereby highly reactive hydrocarbons are brought into the vicinity of the storage reduction catalyst 2. It is possible to improve the reducibility of nitrogen dioxide.

また、酸素濃度Cが十分に低下していない状態では吸蔵還元触媒2の上流側に未燃燃料が供給されないため、燃費を向上させることができる。
また、第一インジェクタ4からの供給量Mex1が、空燃比をストイキとする量に設定されているため、吸蔵還元触媒2の上流側の酸素濃度を迅速に低下させることができ、二酸化窒素の再生効率をさらに向上させることができる。
In addition, in a state where the oxygen concentration C is not sufficiently lowered, the unburned fuel is not supplied to the upstream side of the storage reduction catalyst 2, so that the fuel consumption can be improved.
Further, since the supply amount M ex1 from the first injector 4 is set to an amount that makes the air-fuel ratio stoichiometric, the oxygen concentration on the upstream side of the storage reduction catalyst 2 can be rapidly reduced, and nitrogen dioxide The reproduction efficiency can be further improved.

[5−2.第二パージ制御時]
また、開示の排気浄化装置10では、第二パージ制御時にも酸化触媒1の上流側のみに未燃燃料が供給される。これにより、吸蔵還元触媒2の近傍における還元雰囲気を確実に形成することができ、硫黄化合物の還元に有利な環境を提供することができる。このとき、第一インジェクタ4からの供給量Mex3が、空燃比をオーバーリッチ(目標第二パージ空燃比)とする量に設定されているため、硫黄化合物の還元反応を促進することができ、吸蔵還元触媒2の再生効率を向上させることができる。
[5-2. During second purge control]
Further, in the disclosed exhaust purification device 10, unburned fuel is supplied only to the upstream side of the oxidation catalyst 1 even during the second purge control. Thereby, the reducing atmosphere in the vicinity of the occlusion reduction catalyst 2 can be reliably formed, and an environment advantageous for the reduction of the sulfur compound can be provided. At this time, since the supply amount M ex3 from the first injector 4 is set to an amount that makes the air-fuel ratio overrich (target second purge air-fuel ratio), the reduction reaction of the sulfur compound can be promoted, The regeneration efficiency of the storage reduction catalyst 2 can be improved.

また、吸蔵還元触媒2に流入する排気温度T1が第一所定温度TT1以上になるまでは第二パージ制御の継続時間のカウントが開始されずに排気昇温操作が繰り返されるため、吸蔵還元触媒2の雰囲気温度を硫黄化合物を効率的に還元可能な温度まで確実に昇温させることができ、硫黄化合物の還元性を向上させることができる。
また、燃料固着が懸念される状態である場合には、第二インジェクタ5から最小量の未燃燃料を噴射するため、排気の空燃比や燃費にほとんど影響を与えることなく第二インジェクタ5の性能を確保することができる。
Further, until the exhaust gas temperature T 1 flowing into the storage reduction catalyst 2 becomes equal to or higher than the first predetermined temperature T T1 , the exhaust temperature raising operation is repeated without starting the counting of the duration of the second purge control. The atmospheric temperature of the catalyst 2 can be reliably raised to a temperature at which the sulfur compound can be efficiently reduced, and the reducibility of the sulfur compound can be improved.
Further, when there is a concern about fuel sticking, since the minimum amount of unburned fuel is injected from the second injector 5, the performance of the second injector 5 hardly affects the air-fuel ratio and fuel consumption of the exhaust gas. Can be secured.

また、たとえ酸素濃度Cが第二所定濃度CT2未満となったときに排気温度T1が第一所定温度TT1以上まで昇温していなかったとしても、燃料噴射が保留状態に制御されている第二インジェクタ5から供給量Mex5の燃料を追加噴射することにより、確実に排気温度T1を第一所定温度TT1以上にすることができる。
また、第二パージ制御では、吸蔵還元触媒2の雰囲気温度が第一所定温度TT1以上である状態が所定の継続時間XT2持続されるため、硫黄化合物を確実に吸蔵還元触媒2の表面から除去することができる。
Further, even if the exhaust gas temperature T 1 has not risen to the first predetermined temperature T T1 or more when the oxygen concentration C becomes less than the second predetermined concentration C T2 , the fuel injection is controlled to be in the hold state. By additionally injecting the fuel of the supply amount M ex5 from the second injector 5, the exhaust temperature T 1 can be reliably set to the first predetermined temperature T T1 or more.
Further, in the second purge control, the state in which the atmospheric temperature of the storage reduction catalyst 2 is equal to or higher than the first predetermined temperature T T1 is maintained for a predetermined duration X T2, so that the sulfur compound is reliably removed from the surface of the storage reduction catalyst 2. Can be removed.

[5−3.フィルタ燃焼制御時]
また、開示の排気浄化装置10によれば、フィルタ燃焼制御時には第一インジェクタ4からの燃料噴射を保留するとともに、第二インジェクタ5のみから燃料が供給される。これにより、フィルタ3の近傍での発熱量(すなわち、吸蔵還元触媒2での発熱量)を増大させることができ、フィルタ3に対する熱損失を減少させて燃費を改善することができる。また、酸化触媒1には未燃燃料が供給されず、すなわち酸化触媒1に排気管路上での熱損失を考慮した温度上昇を期待する必要がなくなるため、酸化触媒1の熱劣化を抑制することができ、ひいては触媒貴金属コストを抑制することができる。
[5-3. During filter combustion control]
Further, according to the disclosed exhaust purification device 10, fuel injection from the first injector 4 is suspended and fuel is supplied only from the second injector 5 during filter combustion control. As a result, the amount of heat generated in the vicinity of the filter 3 (ie, the amount of heat generated by the storage reduction catalyst 2) can be increased, and heat loss to the filter 3 can be reduced to improve fuel efficiency. In addition, unburned fuel is not supplied to the oxidation catalyst 1, that is, it is not necessary to expect the temperature increase in the oxidation catalyst 1 in consideration of heat loss on the exhaust pipe, thereby suppressing thermal deterioration of the oxidation catalyst 1. As a result, the cost of the catalyst noble metal can be reduced.

また、フィルタ燃焼制御では、フィルタ3の雰囲気温度が第二所定温度TT2以上である状態が所定の継続時間XT3持続されるため、フィルタ3に捕集された粒子状物質を確実に燃焼させて取り除くことができる。 In the filter combustion control, the state where the atmospheric temperature of the filter 3 is equal to or higher than the second predetermined temperature T T2 is maintained for a predetermined duration X T3, so that the particulate matter collected by the filter 3 is reliably burned. Can be removed.

[5−4.相乗作用,相乗効果]
さらに、開示の排気浄化装置10によれば、排気中の酸素濃度Cに基づいて第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5から噴射される未燃燃料の供給量Mex1,Mex2,Mex3,Mex4をそれぞれ制御することにより、図6(c),(e)に示すように、還元場を自在に制御することができ、吸蔵還元触媒2の近傍における還元反応性及び再生効率を向上させることができる。
[5-4. Synergy, synergy]
Furthermore, according to the disclosed exhaust emission control device 10, the supply amounts M ex1 , M ex2 , M ex3 , M of unburned fuel injected from the first injector 4 and the second injector 5 based on the oxygen concentration C in the exhaust gas. By controlling ex4 respectively, the reduction field can be controlled freely as shown in FIGS. 6C and 6E , and the reduction reactivity and regeneration efficiency in the vicinity of the occlusion reduction catalyst 2 are improved. Can do.

特に、第一パージ制御及び第二パージ制御に着目すれば、パージの種類(すなわち、吸蔵還元触媒2からのパージ対象が二酸化窒素であるか、それとも硫黄化合物であるか)に応じて未燃燃料の供給態様及び供給量が変更されるため、吸蔵還元触媒2の上流における排気温度T1をそれぞれの制御に適した温度にすることができ、それぞれの制御における再生効率を高めることができる。 In particular, paying attention to the first purge control and the second purge control, unburned fuel depends on the type of purge (that is, whether the purge target from the storage reduction catalyst 2 is nitrogen dioxide or sulfur compound). Therefore, the exhaust temperature T 1 upstream of the storage reduction catalyst 2 can be set to a temperature suitable for each control, and the regeneration efficiency in each control can be increased.

また、パージ制御及びフィルタ燃焼制御に着目すれば、再生対象(すなわち、吸蔵還元触媒2であるか、それともフィルタ3であるか)に応じて未燃燃料の供給態様及び供給量が変更されるため、フィルタ3の再生効率を確保しつつその上流側に配置される酸化触媒1及び吸蔵還元触媒2の熱劣化を抑制することができ、それぞれの制御に対して最適な状態を実現することができる。   If attention is paid to purge control and filter combustion control, the supply mode and supply amount of unburned fuel are changed according to the regeneration target (that is, whether it is the storage reduction catalyst 2 or the filter 3). In addition, while ensuring the regeneration efficiency of the filter 3, it is possible to suppress thermal deterioration of the oxidation catalyst 1 and the occlusion reduction catalyst 2 disposed on the upstream side, and it is possible to realize an optimum state for each control. .

また、排気浄化装置10は第一インジェクタ4及び第二インジェクタ5の双方が未燃燃料を還元剤として噴射するため、構成が簡素であり、例えば同一の燃料配管材をそれぞれのインジェクタに接続してコストを削減することができる。   Further, since both the first injector 4 and the second injector 5 inject the unburned fuel as a reducing agent, the exhaust purification device 10 has a simple configuration. For example, the same fuel pipe material is connected to each injector. Cost can be reduced.

[6.変形例等]
上述の実施形態の変形例としての排気浄化装置30を図7に例示する。この排気浄化装置30は、上述の排気浄化装置10と比較して、排気通路11上に介装された各構成の配設位置が異なる。なお、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
[6. Modified example]
FIG. 7 illustrates an exhaust purification device 30 as a modification of the above-described embodiment. This exhaust purification device 30 differs from the above-described exhaust purification device 10 in the arrangement positions of the respective components interposed on the exhaust passage 11. In addition, about the same structure, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

排気通路11上には、排気の流れの上流側から順に、ターボチャージャ13,酸化触媒1,フィルタ3及び吸蔵還元触媒2が介装される。すなわち、排気浄化装置10における吸蔵還元触媒2及びフィルタ3の配設位置が交換されたものである。また、第二インジェクタ5,酸素濃度センサ6及び触媒入口温度センサ7が吸蔵還元触媒2の直上流となる酸化触媒1の下流側に配置され、フィルタ入口温度センサ8がフィルタ3の直上流となる酸化触媒1の下流側に配置される。   On the exhaust passage 11, a turbocharger 13, an oxidation catalyst 1, a filter 3, and an occlusion reduction catalyst 2 are interposed in order from the upstream side of the exhaust flow. That is, the arrangement positions of the storage reduction catalyst 2 and the filter 3 in the exhaust purification device 10 are exchanged. The second injector 5, the oxygen concentration sensor 6, and the catalyst inlet temperature sensor 7 are disposed on the downstream side of the oxidation catalyst 1 that is immediately upstream of the storage reduction catalyst 2, and the filter inlet temperature sensor 8 is immediately upstream of the filter 3. It is arranged downstream of the oxidation catalyst 1.

第一インジェクタ4は酸化触媒1に未燃燃料を供給する機能を有し、第二インジェクタ5は吸蔵還元触媒2に未燃燃料を供給する機能を有する。したがって、この排気浄化装置30における第一パージ制御及び第二パージ制御は、上述の排気浄化装置10における第一パージ制御及び第二パージ制御と同様に実施される。一方、図7に示すように、フィルタ3の上流側に配置される最も近接したインジェクタが第二インジェクタ5ではなく第一インジェクタ4であるから、フィルタ燃焼制御では第一インジェクタ4から未燃燃料が供給される。   The first injector 4 has a function of supplying unburned fuel to the oxidation catalyst 1, and the second injector 5 has a function of supplying unburned fuel to the storage reduction catalyst 2. Therefore, the first purge control and the second purge control in the exhaust purification device 30 are performed in the same manner as the first purge control and the second purge control in the exhaust purification device 10 described above. On the other hand, as shown in FIG. 7, the closest injector disposed upstream of the filter 3 is not the second injector 5 but the first injector 4. Therefore, in the filter combustion control, unburned fuel is discharged from the first injector 4. Supplied.

[6−1.変形例の構成]
例えば、供給量演算部9dが、条件〔C−1〕の成立時に第一インジェクタ4からの供給量Mex7を演算する。供給量Mex7は、上述の供給量Mex6と同様に、フィルタ3に流入する排気温度T2を第二所定温度TT2以上にするのに必要な燃料量であり、すなわち条件〔C−3〕を成立させるために要するものである。供給量Mex7の具体的な演算方法は任意であり、フィルタ入口温度センサ8で検出された排気温度T2(あるいは、排気温度T2と第二所定温度TT2との偏差)及び排気流量に対応する吸入空気質量流量Mairに基づいて演算することが考えられる。
[6-1. Configuration of Modification]
For example, the supply amount calculation unit 9d calculates the supply amount M ex7 from the first injector 4 when the condition [C-1] is satisfied. The supply amount M ex7 is a fuel amount necessary for setting the exhaust temperature T 2 flowing into the filter 3 to be equal to or higher than the second predetermined temperature T T2 , similarly to the above-described supply amount M ex6 , that is, the condition [C-3 ] Is required to establish Specific computation method of feed amount M ex7 is optional, the filter inlet temperature sensor 8 is detected by the exhaust temperature T 2 (deviation or the exhaust gas temperature T2 and the second predetermined temperature T T2) and corresponding to the exhaust flow rate It is conceivable to calculate based on the intake air mass flow rate M air to be performed.

この場合、供給量演算部9dは、条件〔C−2〕及び〔C−3〕が成立し、かつ第二インジェクタ5の噴射口に燃料固着が懸念される状態である場合には、第二インジェクタ5からの供給量Mex8を演算する。供給量Mex8は、供給量Mex4と同様に、吸蔵還元触媒2へ流入する排気の空燃比及び排気温度に影響を与えない程度の極微量であり、好ましくは第二インジェクタ5が噴射可能な最小量とする。 In this case, when the conditions [C-2] and [C-3] are satisfied and the fuel injection sticking of the second injector 5 is concerned, the supply amount calculation unit 9d A supply amount M ex8 from the injector 5 is calculated. Similarly to the supply amount M ex4 , the supply amount M ex8 is a very small amount that does not affect the air-fuel ratio and exhaust temperature of the exhaust gas flowing into the storage reduction catalyst 2, and preferably the second injector 5 can inject. Minimum amount.

一方、還元剤制御部9eは、条件〔C−1〕の成立時に、供給量演算部9dで演算された供給量Mex7の未燃燃料が第一インジェクタ4から排気中に噴射されるように、第一インジェクタ4を制御する。このとき、第二インジェクタ5は停止状態(第二インジェクタ5からの燃料噴射量が0)に保持され、吸蔵還元触媒2への未燃燃料の供給が保留される。 On the other hand, when the condition [C-1] is satisfied, the reducing agent control unit 9e causes the unburned fuel of the supply amount M ex7 calculated by the supply amount calculation unit 9d to be injected into the exhaust gas from the first injector 4. The first injector 4 is controlled. At this time, the second injector 5 is held in a stopped state (the fuel injection amount from the second injector 5 is 0), and the supply of unburned fuel to the storage reduction catalyst 2 is suspended.

また、還元剤制御部9eは、条件〔C−2〕及び〔C−3〕が成立し、かつ第二インジェクタ5の噴射口に燃料固着が懸念される状態である場合には、第二インジェクタ5の停止状態を解除する。すなわち、第一インジェクタ4の制御を継続しつつ、第二インジェクタ5から供給量Mex8の未燃燃料が排気中に噴射されるように、第二インジェクタ5を制御する。 In addition, the reducing agent control unit 9e determines that the second injector is in a state where the conditions [C-2] and [C-3] are satisfied and there is a concern about fuel sticking to the injection port of the second injector 5. Release the 5 stop state. That is, the second injector 5 is controlled so that unburned fuel of the supply amount M ex8 is injected into the exhaust gas from the second injector 5 while continuing the control of the first injector 4.

[6−2.変形例の作用,効果]
排気浄化装置30における制御の一例として、フィルタ燃焼制御のフローを図8に示す。
ステップE1では、フィルタ入口温度センサ8で検出された排気温度T2とエンジンECU15で算出された吸入空気質量流量Mairとが再生制御装置9の供給量演算部9dへ入力される。続くステップE2では、第一インジェクタ4からの未燃燃料の供給量Mex7が演算される。そして続くステップE3において、還元算制御部9eにより第一インジェクタ4が制御され、供給量Mex7の未燃燃料が酸化触媒1の上流側に噴射される。
[6-2. Action and effect of modification]
As an example of control in the exhaust purification device 30, a flow of filter combustion control is shown in FIG.
In step E1, the exhaust gas temperature T 2 detected by the filter inlet temperature sensor 8 and the intake air mass flow rate M air calculated by the engine ECU 15 are input to the supply amount calculation unit 9d of the regeneration control device 9. In the subsequent step E2, the unburned fuel supply amount M ex7 from the first injector 4 is calculated. In the subsequent step E3, the first injector 4 is controlled by the reduction control unit 9e, and the unburned fuel of the supply amount M ex7 is injected upstream of the oxidation catalyst 1.

これにより、フィルタ3に流入する排気温度T2が上昇し、フィルタ3に流入する排気が迅速に酸化雰囲気となる。一方、続くステップE4では、還元算制御部9eにより第二インジェクタ5からの燃料噴射が保留される。
続くステップE5では、ステップE1で検出された排気温度T2に基づき、フィルタ燃焼制御判定部24において条件〔C−3〕が判定される。ここで、排気温度T2が第二所定温度TT2以上である場合にはステップE6へ進む。一方、排気温度がT2が第二所定温度TT2未満である場合には、排気温度T2をさらに上昇させるべくステップE1へ戻り、第二インジェクタ5からの燃料噴射が繰り返される。
As a result, the exhaust gas temperature T 2 flowing into the filter 3 rises, and the exhaust gas flowing into the filter 3 quickly becomes an oxidizing atmosphere. On the other hand, in the subsequent step E4, the fuel injection from the second injector 5 is suspended by the reduction calculation control unit 9e.
In step E5, based on the exhaust temperature T 2 detected in step E1, the condition [C-3] is determined in the filter combustion control determination unit 24. Here, if the exhaust temperature T 2 is equal to or higher than the second predetermined temperature T T2 , the process proceeds to Step E6. On the other hand, when the exhaust temperature T 2 is lower than the second predetermined temperature T T2 , the process returns to step E1 to further increase the exhaust temperature T 2 and the fuel injection from the second injector 5 is repeated.

ステップE6では、還元剤制御部9eにおいて、第二インジェクタ5の噴射口に燃料固着が懸念される状態であるか否かが判定される。ここで、燃料固着が懸念されると判定された場合にはステップE7へ進み、そうでない場合にはステップE7をスキップしてステップE9へ進む。
ステップE7では、還元剤制御部9eにより第二インジェクタ5から供給量Mex8の燃料が噴射される。これにより、第二インジェクタ5が第二所定温度TT2以上の高温の排気に曝された状態で放置されることがなくなり燃料固着が防止される。
In step E6, it is determined in the reducing agent control unit 9e whether or not fuel sticking to the injection port of the second injector 5 is a concern. If it is determined that fuel sticking is concerned, the process proceeds to step E7. If not, step E7 is skipped and the process proceeds to step E9.
In step E7, the reducing agent control unit 9e injects fuel of the supply amount M ex8 from the second injector 5. As a result, the second injector 5 is not left in a state where it is exposed to high-temperature exhaust gas that is equal to or higher than the second predetermined temperature T T2, and fuel sticking is prevented.

続くステップE8では、フィルタ燃焼制御判定部24において、フィルタ燃焼制御の終了条件の一つである条件〔C−4〕に係る継続時間のカウントが開始される。なお、すでにフィルタ燃焼制御の継続時間のカウントが開始されている場合には、このステップE8がスキップされる。そして続くステップE9では、フィルタ燃焼制御の継続時間が所定の継続時間XT3以上であるか否かが判定される。なお、条件〔C−2〕はステップE3で成立しており、条件〔C−3〕はステップE5で成立しているものとみなすことができる。 In subsequent step E8, the filter combustion control determination unit 24 starts counting the duration related to the condition [C-4], which is one of the end conditions of the filter combustion control. If counting of the duration of filter combustion control has already been started, step E8 is skipped. In subsequent step E9, it is determined whether or not the duration of the filter combustion control is equal to or longer than a predetermined duration XT3 . The condition [C-2] is satisfied at step E3, and the condition [C-3] can be regarded as being satisfied at step E5.

ここで、条件〔C−4〕が成立した場合にはステップE10へ進み、フィルタ燃焼制御が終了する。すなわち、第一インジェクタ4からの未燃燃料の供給が停止され、制御がメインフローへと復帰する。また、第二インジェクタ5からも固着防止用の未燃燃料が供給されていた場合には、これも停止される。一方、条件〔C−4〕が不成立の場合にはステップE1へ進み、フィルタ燃焼制御が継続される。   Here, when the condition [C-4] is satisfied, the process proceeds to step E10, and the filter combustion control ends. That is, the supply of unburned fuel from the first injector 4 is stopped, and the control returns to the main flow. If unburned fuel for preventing sticking is also supplied from the second injector 5, this is also stopped. On the other hand, if the condition [C-4] is not satisfied, the process proceeds to step E1, and the filter combustion control is continued.

フィルタ燃焼制御のおよその合計継続時間は、フィルタ3に流入する排気温度T2が第二所定温度TT2以上となるのに要した時間と、条件〔C−4〕に規定される所定の継続時間XT3(例えば、600 [s])とを加算した時間となる。また、フィルタ燃焼制御は、車両が条件〔C−1〕に規定される所定距離(例えば、500 [km])を走行する度に繰り返し実施される。 The approximate total duration of the filter combustion control is the time required for the exhaust gas temperature T 2 flowing into the filter 3 to be equal to or higher than the second predetermined temperature T T2 and the predetermined duration defined in the condition [C-4]. This is a time obtained by adding the time X T3 (for example, 600 [s]). The filter combustion control is repeatedly performed every time the vehicle travels a predetermined distance (for example, 500 [km]) defined in the condition [C-1].

このように、図7に示された排気浄化装置30は、上述の実施形態と同様の効果を奏するものである。
さらに、開示の排気浄化装置30では、フィルタ燃焼制御時に上流側の第一インジェクタ4のみを作動させることによって生じうる下流側の第二インジェクタ5の燃料固着を防止することができ、排気の空燃比や燃費にほとんど影響を与えることなく第二インジェクタ5の性能を確保することができる。
Thus, the exhaust emission control device 30 shown in FIG. 7 has the same effects as those of the above-described embodiment.
Furthermore, the disclosed exhaust purification device 30 can prevent the fuel sticking of the downstream second injector 5 that can be caused by operating only the upstream first injector 4 during filter combustion control, and can reduce the air-fuel ratio of the exhaust. In addition, the performance of the second injector 5 can be ensured without substantially affecting the fuel consumption.

[6−3.その他]
上述の実施形態及び変形例では、酸化触媒1及び吸蔵還元触媒2での触媒反応の還元剤として未燃燃料を用いたものを例示したが、還元剤の種類はこれに限定されない。例えば、未燃燃料の代わりに反応性の高い不飽和炭化水素(オレフィン)のみを抽出した還元剤液を使用してもよいし、あるいは、種々のオレフィン炭化水素(アルケン)やアルカンを含有する溶液を使用してもよい。あるいは、酸化触媒1及び吸蔵還元触媒2の種類に応じた成分の還元剤を使用することが考えられる。
[6-3. Others]
In the above-described embodiment and modification, the example in which unburned fuel is used as the reducing agent for the catalytic reaction in the oxidation catalyst 1 and the storage reduction catalyst 2 is illustrated, but the type of the reducing agent is not limited thereto. For example, instead of unburned fuel, a reducing agent solution obtained by extracting only highly reactive unsaturated hydrocarbons (olefins) may be used, or a solution containing various olefinic hydrocarbons (alkenes) or alkanes. May be used. Or it is possible to use the reducing agent of the component according to the kind of the oxidation catalyst 1 and the occlusion reduction catalyst 2.

また、上述の実施形態で例示されたもの以外の演算式を用いることも可能である。例えば、上記の式1では、第一パージ制御時に第一インジェクタ4から供給される供給量Mex1の算定に際し、吸入空気質量流量Mairと燃料質量流量Mfuelとを用いているが、別のパラメータを用いて供給量Mex1を算出することも考えられる。また、排気通路11上に排気流量を算出又は検出する手段を介装し、これを吸入空気質量流量Mairの代用としてもよい。 It is also possible to use arithmetic expressions other than those exemplified in the above embodiment. For example, in the above equation 1, the intake air mass flow rate M air and the fuel mass flow rate M fuel are used in calculating the supply amount M ex1 supplied from the first injector 4 during the first purge control. It is also conceivable to calculate the supply amount M ex1 using parameters. Further, a means for calculating or detecting the exhaust flow rate may be provided on the exhaust passage 11, and this may be substituted for the intake air mass flow rate M air .

また、上述の実施形態に記載された第一パージ制御,第二パージ制御及びフィルタ燃焼制御のそれぞれの開始条件及び終了条件もこれに限定されない。例えば、第一パージ制御の開始条件として、吸蔵還元触媒2に吸蔵された二酸化窒素量や、排気通路11を流通した排気流量の累積値を考慮してもよい。また、第二パージ制御の開始条件としては、排気流量や吸蔵還元触媒2を通過した燃料成分の累計を考慮することが考えられる。また、フィルタ燃焼制御の開始条件としては、フィルタ3の上流側及び下流側の差圧や流路抵抗値を考慮することが考えられる。各制御の終了条件に関しても同様に種々の条件を設定可能である。   Further, the start conditions and end conditions of the first purge control, the second purge control, and the filter combustion control described in the above-described embodiment are not limited to this. For example, as the starting condition for the first purge control, the amount of nitrogen dioxide stored in the storage reduction catalyst 2 or the cumulative value of the exhaust flow rate flowing through the exhaust passage 11 may be considered. In addition, as a starting condition for the second purge control, it is conceivable to consider the exhaust gas flow rate and the total amount of fuel components that have passed through the storage reduction catalyst 2. Further, as a start condition of the filter combustion control, it can be considered that the upstream side and downstream side differential pressure and the flow path resistance value of the filter 3 are taken into consideration. Various conditions can be similarly set for the end conditions of each control.

また、酸素濃度センサ6の具体例としては、酸素濃度を直接検出する酸素ガスセンサやレーザー式分析センサ等を用いてもよいし、あるいは窒素酸化物濃度センサやアンモニアセンサを用いてその検出結果から酸素濃度を推定するものとしてもよい。
また、上述の実施形態及び変形例では、第一供給手段として酸化触媒1よりも上流側の排気通路に設けられた第一インジェクタ4を用いたものを例示したが、還元剤の供給手法はこれに限定されない。例えば、排気通路に設けた第一インジェクタ4の代わりに筒内インジェクタ16を用い、主燃焼後の排気行程において追加の燃料噴射(いわゆるレイトポスト噴射)等を行うようにしてもよい。
As a specific example of the oxygen concentration sensor 6, an oxygen gas sensor or a laser analysis sensor that directly detects the oxygen concentration may be used, or the oxygen oxide concentration sensor 6 or ammonia sensor may be used to detect oxygen concentration from the detection result. The concentration may be estimated.
Further, in the above-described embodiment and modification, the first injector 4 provided in the exhaust passage upstream of the oxidation catalyst 1 is exemplified as the first supply means. It is not limited to. For example, an in-cylinder injector 16 may be used instead of the first injector 4 provided in the exhaust passage, and additional fuel injection (so-called late post injection) or the like may be performed in the exhaust stroke after the main combustion.

また、上述の実施形態ではディーゼルエンジン12の排気系に本発明を適用したものが例示されているが、ガソリンエンジンを備えた車両への適用も可能である。   Moreover, although what applied this invention to the exhaust system of the diesel engine 12 is illustrated in the above-mentioned embodiment, the application to the vehicle provided with the gasoline engine is also possible.

1 酸化触媒
2 吸蔵還元触媒
3 フィルタ
4 第一インジェクタ(第一供給手段)
5 第二インジェクタ(第二供給手段)
6 酸素濃度センサ(酸素濃度検出手段)
7 触媒入口温度センサ(触媒入口排気温度検出手段)
8 フィルタ入口温度センサ(フィルタ入口温度検出手段)
9 再生制御装置(還元剤制御手段)
9a 判定部
9b,9d 供給量演算部
9c,9e 還元剤制御部
10 排気浄化装置
11 排気通路
12 エンジン(内燃機関)
13 ターボチャージャ
14 吸気通路
15 エンジンECU
16 筒内インジェクタ
21 パージ制御判定部
22 第一パージ制御判定部
23 第二パージ制御判定部
24 フィルタ燃焼制御判定部
C 酸素濃度
1 触媒入口排気温度
2 フィルタ入口排気温度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oxidation catalyst 2 Occlusion reduction catalyst 3 Filter 4 1st injector (1st supply means)
5 Second injector (second supply means)
6 Oxygen concentration sensor (oxygen concentration detection means)
7 Catalyst inlet temperature sensor (catalyst inlet exhaust temperature detection means)
8 Filter inlet temperature sensor (filter inlet temperature detection means)
9 Regeneration control device (reducing agent control means)
9a Determination unit 9b, 9d Supply amount calculation unit 9c, 9e Reductant control unit 10 Exhaust purification device 11 Exhaust passage 12 Engine (internal combustion engine)
13 Turbocharger 14 Air intake passage 15 Engine ECU
16 In-cylinder injector 21 Purge control determination unit 22 First purge control determination unit 23 Second purge control determination unit 24 Filter combustion control determination unit C Oxygen concentration T 1 Catalyst inlet exhaust temperature T 2 Filter inlet exhaust temperature

Claims (7)

内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の成分に対する酸化能を有する酸化触媒と、
該酸化触媒よりも下流側の該排気通路に設けられ、酸化雰囲気下で該排気中の窒素酸化物を吸蔵するとともに還元雰囲気下で該窒素酸化物を還元する吸蔵還元触媒と、
該酸化触媒へ流れ込む排気に、該酸化触媒によって酸化される第一の還元剤を供給する第一供給手段と、
該酸化触媒該吸蔵還元触媒の間の該排気通路に設けられ、該吸蔵還元触媒で該窒素酸化物を還元する第二の還元剤を該排気中に供給する第二供給手段と、
所定の第一パージ開始条件の成立時に該吸蔵還元触媒に吸蔵された該窒素酸化物を放出させる第一パージ制御を実施するとともに、該第一パージ開始条件の非成立時かつ所定の第二パージ開始条件の成立時に該吸蔵還元触媒に付着した該成分の一つである硫黄化合物を取り除く第二パージ制御を実施する還元剤制御手段とを備え、
該還元剤制御手段が、
該第一供給手段から供給される該第一の還元剤及び該第二供給手段から供給される該第二の還元剤のそれぞれの供給量を、該第一パージ制御と該第二パージ制御とで個別に制御し、
該第一パージ制御の実施時に、該第一供給手段から該第一の還元剤を噴射させるとともに該第二供給手段からも該第二の還元剤を噴射させ、
該第二パージ制御の実施時に、該第一供給手段から該第一の還元剤を噴射させるとともに該第二供給手段からの該第二の還元剤の噴射を保留させる
ことを特徴とする、排気浄化装置。
An oxidation catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and having an oxidizing ability for components in the exhaust;
An occlusion reduction catalyst that is provided in the exhaust passage downstream of the oxidation catalyst and occludes nitrogen oxides in the exhaust gas under an oxidizing atmosphere and reduces the nitrogen oxides under a reducing atmosphere;
First supply means for supplying, to the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst, a first reducing agent that is oxidized by the oxidation catalyst;
It provided the exhaust passage between the oxidizing catalyst and the absorbent storage reduction catalyst, a second supply means for supplying a second reducing agent for reducing nitrogen oxides in absorbent storage reduction catalyst during the exhaust,
The first purge control is performed to release the nitrogen oxide stored in the storage reduction catalyst when the predetermined first purge start condition is satisfied, and when the first purge start condition is not satisfied and the predetermined second purge is performed. A reducing agent control means for performing a second purge control for removing a sulfur compound that is one of the components adhering to the storage reduction catalyst when a start condition is satisfied,
The reducing agent control means comprises:
Respective supply amounts of the first reducing agent supplied from the first supply unit and the second reducing agent supplied from the second supply unit are set as the first purge control and the second purge control, respectively. Individually controlled by
When the first purge control is performed, the first reducing agent is injected from the first supply unit and the second reducing agent is also injected from the second supply unit,
When the second purge control is performed, the first reducing agent is injected from the first supply unit, and the injection of the second reducing agent from the second supply unit is suspended. Exhaust gas purification device.
該第一供給手段及び該第二供給手段のそれぞれが、該第一の還元剤及び該第二の還元剤として未燃燃料を噴射する
ことを特徴とする、請求項記載の排気浄化装置。
Each of the first supply means and said second supply means, characterized by injecting the unburned fuel as said first reducing agent and said second reducing agent, the exhaust gas purification apparatus according to claim 1.
該還元剤制御手段が、該第一パージ制御の実施時に、該酸化触媒における排気空燃比をストイキとする量の該未燃燃料を該第一供給手段から噴射させる
ことを特徴とする、請求項記載の排気浄化装置。
The reducing agent control means, when performing the first purge control, injects an amount of the unburned fuel from the first supply means so that the exhaust air-fuel ratio in the oxidation catalyst is stoichiometric. 2. An exhaust emission control device according to 2 .
該還元剤制御手段が、該第二パージ制御の実施時に、該酸化触媒における排気空燃比をストイキよりリッチとする量の該未燃燃料を該第一供給手段から噴射させる
ことを特徴とする、請求項又は記載の排気浄化装置。
The reducing agent control means injects, from the first supply means, an amount of the unburned fuel that makes the exhaust air / fuel ratio in the oxidation catalyst richer than stoichiometric when the second purge control is performed. The exhaust emission control device according to claim 2 or 3 .
該吸蔵還元触媒の入口における触媒入口排気温度を検出する触媒入口排気温度検出手段をさらに備え、
該還元剤制御手段が、該第二パージ制御の実施時、かつ、該触媒入口排気温度検出手段で検出された該触媒入口排気温度が所定温度以上となってから所定時間が経過したときに、該第二パージ制御を終了する
ことを特徴とする、請求項記載の排気浄化装置。
A catalyst inlet exhaust temperature detecting means for detecting a catalyst inlet exhaust temperature at the inlet of the storage reduction catalyst;
When the reducing agent control means performs the second purge control, and when a predetermined time has elapsed since the catalyst inlet exhaust temperature detected by the catalyst inlet exhaust temperature detection means exceeds a predetermined temperature, The exhaust emission control device according to claim 4 , wherein the second purge control is terminated.
該還元剤制御手段が、該第二パージ制御の実施時、かつ、該触媒入口排気温度検出手段で検出された該触媒入口排気温度が該所定温度未満であるときに、該第一供給手段から該第一の還元剤を噴射させるとともに該第二供給手段からも該第二の還元剤を噴射させ、
該第二の還元剤の供給量が、該触媒入口排気温度を該所定温度まで昇温させるのに要する量である
ことを特徴とする、請求項記載の排気浄化装置。
When the reducing agent control means performs the second purge control and the catalyst inlet exhaust temperature detected by the catalyst inlet exhaust temperature detection means is less than the predetermined temperature, the first supply means Injecting the first reducing agent and also injecting the second reducing agent from the second supply means;
6. The exhaust emission control device according to claim 5 , wherein the supply amount of the second reducing agent is an amount required to raise the exhaust gas temperature at the catalyst inlet to the predetermined temperature.
該還元剤制御手段が、該第二パージ制御の実施時、かつ、該触媒入口排気温度検出手段で検出された該触媒入口排気温度が該所定温度以上であるときに、該第一供給手段から該第一の還元剤を噴射させるとともに該第二供給手段からも該第二の還元剤を噴射させ、
該第二の還元剤の供給量が、該触媒入口排気温度を該所定温度に維持するのに要する量である
ことを特徴とする、請求項又は記載の排気浄化装置。
When the reducing agent control means performs the second purge control and when the catalyst inlet exhaust temperature detected by the catalyst inlet exhaust temperature detection means is equal to or higher than the predetermined temperature, the first supply means Injecting the first reducing agent and also injecting the second reducing agent from the second supply means;
The exhaust gas purification apparatus according to claim 5 or 6 , wherein the supply amount of the second reducing agent is an amount required to maintain the catalyst inlet exhaust temperature at the predetermined temperature.
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