JP6512535B2 - Exhaust purification system for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust purification system for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP6512535B2
JP6512535B2 JP2015241781A JP2015241781A JP6512535B2 JP 6512535 B2 JP6512535 B2 JP 6512535B2 JP 2015241781 A JP2015241781 A JP 2015241781A JP 2015241781 A JP2015241781 A JP 2015241781A JP 6512535 B2 JP6512535 B2 JP 6512535B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
urea
scrf
catalyst
influence index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015241781A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017106399A (en
Inventor
友博 上野
友博 上野
窪島 司
司 窪島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2015241781A priority Critical patent/JP6512535B2/en
Priority to DE102016123417.6A priority patent/DE102016123417B4/en
Publication of JP2017106399A publication Critical patent/JP2017106399A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6512535B2 publication Critical patent/JP6512535B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495Controlling the catalytic process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409Nitrogen oxides
    • B01D53/9431Processes characterised by a specific device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/20Reductants
    • B01D2251/206Ammonium compounds
    • B01D2251/2067Urea
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207Transition metals
    • B01D2255/20723Vanadium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207Transition metals
    • B01D2255/20769Molybdenum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207Transition metals
    • B01D2255/20776Tungsten
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/50Zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/90Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/915Catalyst supported on particulate filters
    • B01D2255/9155Wall flow filters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust purification system of an internal combustion engine.

従来、内燃機関から排出される排気を浄化するシステムの一つに尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)システムが知られている。尿素SCRシステムでは、内燃機関の排気管に、尿素から生成されたアンモニアを貯蔵してそのアンモニアにより排気中のNOxを選択的に還元する選択還元触媒(SCR触媒)と、その選択還元触媒の排気上流側に尿素を添加する添加弁とが設けられる(例えば特許文献1参照)。   Urea SCR (Selective Catalytic Reduction) system is known as one of the systems for purifying the exhaust gas emitted from an internal combustion engine. In the urea SCR system, a selective reduction catalyst (SCR catalyst) that stores ammonia generated from urea in the exhaust pipe of an internal combustion engine and selectively reduces NOx in the exhaust by the ammonia, and exhaust of the selective reduction catalyst An addition valve for adding urea is provided on the upstream side (see, for example, Patent Document 1).

また、排気管には、排気中の粒子状物質(パティキュレートマター、PM)を捕集するフィルタが設けられることがある。このフィルタに一定量以上の粒子状物質が堆積した場合には、フィルタを昇温させて堆積した粒子状物質を燃焼させる再生処理が実施される。再生処理としては、例えば内燃機関のトルクを得るためのメイン噴射に後続して、排気の温度を上げるためのアフター噴射やポスト噴射を実施する。また、フィルタに粒子状物質の堆積量が多くなるにしたがってフィルタの前後差圧(圧損)が次第に大きくなっていく。そこで、再生処理を実施するか否かは、例えばフィルタの前後の差圧を取得する差圧センサを設けて、その差圧センサが取得した値に基づき判断している。   Also, the exhaust pipe may be provided with a filter for collecting particulate matter (particulate matter, PM) in the exhaust gas. When particulate matter of a certain amount or more is deposited on the filter, the filter is heated to carry out a regeneration treatment for burning the deposited particulate matter. As the regeneration process, for example, after injection or post injection for raising the temperature of the exhaust gas is performed following the main injection for obtaining the torque of the internal combustion engine. In addition, as the deposition amount of particulate matter on the filter increases, the pressure difference (pressure loss) across the filter gradually increases. Therefore, whether or not the regeneration process is to be performed is determined based on the value acquired by the differential pressure sensor, for example, by providing a differential pressure sensor that acquires the differential pressure before and after the filter.

特開2010−270624号公報JP, 2010-270624, A

ところで、尿素SCRシステムでは、添加弁から添加された尿素の添加量や選択還元触媒の温度等の条件によっては、排気管の内壁や選択還元触媒の前端などに、尿素や中間生成物(シアヌル酸、メラミン、メルムなど)の析出固形物である尿素由来デポジットが堆積することがある。   By the way, in the urea SCR system, depending on conditions such as the addition amount of urea added from the addition valve and the temperature of the selective reduction catalyst, urea or an intermediate product (cyanuric acid) may be formed on the inner wall of the exhaust pipe or the front end of the selective reduction catalyst. Deposits derived from urea, which are precipitated solids of melamine, melamine, etc.).

一方で、上記フィルタに上記選択還元触媒が担持された触媒担持フィルタがある。この触媒担持フィルタを採用した場合、触媒担持フィルタの上流から尿素水を添加するため、尿素水由来のデポジットが排気管内やミキサー、触媒前端に堆積する。触媒担持フィルタの前端に尿素由来デポジットが堆積した場合、尿素由来デポジットにより触媒担持フィルタの前後差圧が増加する。尿素由来デポジットの堆積による差圧増加により、触媒担持フィルタへの粒子状物質の堆積量が少ない時にも粒子状物質を燃焼させるための昇温が実施され、無駄な昇温が繰り返されることにより燃費が悪化するという問題がある。   On the other hand, there is a catalyst-carrying filter in which the selective reduction catalyst is supported on the filter. When this catalyst-carrying filter is employed, deposits from the urea water are deposited on the exhaust pipe, the mixer, and the front end of the catalyst because urea water is added from the upstream of the catalyst-carrying filter. When the urea-derived deposit is deposited on the front end of the catalyst-supporting filter, the urea-derived deposit increases the pressure difference across the catalyst-supporting filter. Due to the increase in differential pressure due to the deposition of the urea-derived deposit, the temperature rise for burning the particulate matter is carried out even when the deposition amount of the particulate matter on the catalyst-carrying filter is small, and the unnecessary temperature rise is repeated Problem of getting worse.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、触媒担持フィルタの前端への尿素由来デポジットの堆積により、粒子状物質を燃焼させるための昇温を頻繁に実施してしまうのを抑制できる内燃機関の排気浄化装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is an internal combustion that can suppress frequent implementation of temperature rise for burning particulate matter by deposition of a urea-derived deposit on the front end of a catalyst-carrying filter. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device for an engine.

上記課題を解決するため、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関(2)の排気管(3)に設けられ、前記内燃機関の排気中の粒子状物質を捕集するフィルタに、排気中のNOxを選択的に還元する選択還元触媒が担持された触媒担持フィルタ(7)と、
前記触媒担持フィルタの排気上流側に、前記触媒担持フィルタにおいてNOxを還元させるための尿素を添加する添加弁(5)と、
前記触媒担持フィルタの前後の差圧を取得する差圧センサ(8)と、
前記差圧センサが取得した値に基づいて前記触媒担持フィルタの再生実施を判断する判断部(S31、1)と、
前記触媒担持フィルタの前端への尿素由来デポジットの堆積による前記差圧への影響の大きさを示した影響指標を検出する指標検出部(S1、1)と、
前記判断部が前記触媒担持フィルタの再生実施を判断した場合に、前記影響指標が所定値未満のときに、前記触媒担持フィルタに堆積した粒子状物質が燃焼するよう前記触媒担持フィルタを昇温させる第1再生処理を実施する第1の再生制御部(S32、S34、S4、1)と、
前記判断部が前記触媒担持フィルタの再生実施を判断した場合に、前記影響指標が前記所定値以上のときには、前記第1再生処理に代えて、前記触媒担持フィルタに堆積した尿素由来デポジットを除去する第2再生処理を実施する第2の再生制御部(S32、S33、S5、1)と、
を備える。
In order to solve the above-mentioned subject, the exhaust gas purification device of the internal combustion engine of the present invention,
A catalyst provided in an exhaust pipe (3) of an internal combustion engine (2) and carrying a selective reduction catalyst that selectively reduces NOx in exhaust gas on a filter that collects particulate matter in the exhaust gas of the internal combustion engine A supported filter (7),
An addition valve (5) for adding urea for reducing NOx in the catalyst supporting filter on the exhaust upstream side of the catalyst supporting filter;
A differential pressure sensor (8) for acquiring a differential pressure before and after the catalyst-carrying filter;
A determination unit (S31, 1) that determines regeneration of the catalyst-carrying filter based on the value acquired by the differential pressure sensor;
An index detection unit (S1, 1) for detecting an influence index indicating the magnitude of the influence on the differential pressure by the deposition of the urea-derived deposit on the front end of the catalyst-carrying filter;
When the determination unit determines that the catalyst supporting filter is to be regenerated, the catalyst supporting filter is heated so that the particulate matter deposited on the catalyst supporting filter is burned when the influence index is less than a predetermined value. A first reproduction control unit (S32, S34, S4, 1) for performing a first reproduction process;
When the determination unit determines that the catalyst supporting filter is to be regenerated, if the influence index is equal to or more than the predetermined value, the urea regeneration process removes the urea-derived deposit accumulated on the catalyst supporting filter instead of the first regeneration process. A second reproduction control unit (S32, S33, S5, 1) for performing a second reproduction process;
Equipped with

本発明によれば、触媒担持フィルタの前端への尿素由来デポジットの堆積による差圧への影響の大きさを示した影響指標を検出する。そして、触媒担持フィルタの前後の差圧に基づいて触媒担持フィルタの再生実施を判断した場合には、再生実施する前に影響指標を確認する。影響指標が所定値未満のときに、堆積した粒子状物質を燃焼させるための昇温(第1再生処理)を実施する。一方、影響指標が所定値以上のときには、第1再生処理の実施を中止して、尿素由来デポジットを除去する第2再生処理を実施するので、尿素由来デポジットの堆積により粒子状物質を燃焼させるための昇温(第1再生処理)を頻繁に実施してしまうのを抑制できる。加えて、第2再生処理により触媒担持フィルタに堆積した尿素由来デポジットを除去できるので、尿素由来デポジットの堆積により触媒担持フィルタの前後の差圧が増加してしまうのを抑制できる。   According to the present invention, the influence index indicating the magnitude of the influence on the differential pressure due to the deposition of the urea-derived deposit on the front end of the catalyst-carrying filter is detected. Then, when it is determined that the regeneration of the catalyst supporting filter is performed based on the differential pressure before and after the catalyst supporting filter, the influence index is confirmed before the regeneration is performed. When the influence index is less than the predetermined value, the temperature raising (first regeneration processing) for burning the accumulated particulate matter is performed. On the other hand, when the influence index is equal to or more than the predetermined value, the execution of the first regeneration treatment is stopped and the second regeneration treatment for removing the urea-derived deposit is performed, so that the particulate matter is burned by the deposition of the urea-derived deposit It can be suppressed that the temperature rise (first regeneration process) is frequently performed. In addition, since the urea-derived deposit deposited on the catalyst-loaded filter can be removed by the second regeneration treatment, it is possible to suppress an increase in differential pressure before and after the catalyst-loaded filter due to the deposition of the urea-derived deposit.

内燃機関の排気浄化装置の構成図である。It is a block diagram of the exhaust gas purification device of an internal combustion engine. SCRF前端に尿素デポが堆積した状態を示した図である。It is the figure which showed the state which the urea depot deposited on the SCRF front end. 差圧が閾値に達したときにおける、PM堆積による差圧と尿素デポ堆積による差圧との内訳を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a breakdown of a differential pressure due to PM deposition and a differential pressure due to urea deposition when the differential pressure reaches a threshold. SCRF前端の狭い範囲に尿素デポが堆積した状態を示した図である。It is the figure which showed the state which the urea depot deposited in the narrow range of the SCRF front end. SCRFの再生処理を構成する各工程のブロック図である。It is a block diagram of each process which comprises the regeneration process of SCRF. SCRF温度及び尿素添加量から影響指標を算出する工程を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the process of calculating an influence index from SCRF temperature and the amount of urea addition. SCRF温度と影響指標との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between SCRF temperature and an influence index. SCRF温度が低い時の尿素添加量と影響指標との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship of the amount of urea addition, and an influence index in case the SCRF temperature is low. SCRF温度が高い時の尿素添加量と影響指標との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship of the amount of urea addition, and an influence index when the SCRF temperature is high. 上段にSCRF温度の推移を例示し、その温度の推移に対応させた形で影響指標の推移を下段に示した図である。It is the figure which showed transition of the SCRF temperature to the upper part and illustrated transition of the influence index in the form made to respond to the transition of the temperature in the lower part. SCRF温度及び尿素添加量に加えて、NOx浄化率を考慮した影響指標を算出する工程を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the process of calculating the influence index in which the NOx purification rate was considered in addition to the SCRF temperature and the amount of urea addition. NOx浄化率と影響指標の補正項との関係を示した図である。It is a figure showing the relation between the NOx purification rate and the correction term of an influence index. SCRF温度とSCRFでのNOx浄化能力との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between SCRF temperature and NOx purification capacity in SCRF. SCRF温度及び尿素添加量に加えて、エンジン停止時間を考慮した影響指標を算出する工程を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the process of calculating the influence index which considered engine stop time in addition to the SCRF temperature and the amount of urea addition. エンジン停止時間と影響指標の補正項との関係を示した図である。It is a figure showing the relation between engine stop time and the correction term of influence index. PM除去用の昇温を実施するか尿素デポ除去用の昇温を実施するかの昇温実施判定のフローチャートである。It is a flow chart of temperature rise execution decision whether it carries out temperature rise for PM removal or temperature rise for urea depot removal. SCRFの再生処理に関連する各パラメータのタイムチャートである。It is a time chart of each parameter relevant to regeneration processing of SCRF.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明が適用された内燃機関の排気浄化装置の構成図である。図1の排気浄化装置は車両に搭載されて、車両のエンジン2(内燃機関)から排出された排気中の有害物質を除去する装置である。排気浄化装置は、排気中のNOxを浄化する尿素SCRシステムを含んで構成される。さらに、排気浄化装置は、排気中のPM(Soot、すす)を除去する装置でもある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine to which the present invention is applied. The exhaust gas purification apparatus shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle to remove harmful substances in the exhaust gas discharged from an engine 2 (internal combustion engine) of the vehicle. The exhaust gas purification apparatus includes a urea SCR system that purifies NOx in the exhaust gas. Furthermore, the exhaust gas purification device is also a device for removing PM (Soot, soot) in the exhaust gas.

エンジン2は、例えば、筒内に燃料を直接噴射するインジェクタを備えて、そのインジェクタから噴射された燃料が筒内で自己着火することで、車両を駆動するためのトルクを生み出すディーゼルエンジンである。   The engine 2 is, for example, a diesel engine that includes an injector that directly injects fuel into a cylinder, and the fuel injected from the injector self-ignites in the cylinder to generate a torque for driving a vehicle.

エンジン2の排気管3には、排気中の有害成分の一つであるHCやCOを酸化浄化する酸化触媒4(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)が配置されている。酸化触媒4は、例えば、ウォールスルータイプのセラミック製ハニカムや金属製のメッシュなどに、HC、COの酸化反応を促進させる触媒成分(例えば、Pt(白金)やPd(パラジウム)など)を担持した構造となっている。また、酸化触媒4は、後述のSCRF7に堆積したPMや尿素由来デポジットを燃焼除去するために、酸化触媒4に供給された未燃燃料(未燃HC)との酸化反応により排気を昇温する役割も担っている。   In the exhaust pipe 3 of the engine 2, an oxidation catalyst 4 (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) for oxidizing and purifying HC or CO, which is one of the harmful components in the exhaust gas, is disposed. The oxidation catalyst 4 supports, for example, a catalyst component (for example, Pt (platinum), Pd (palladium), etc.) that accelerates the oxidation reaction of HC and CO on a wall-through type ceramic honeycomb or metal mesh. It has a structure. Further, the oxidation catalyst 4 raises the temperature of the exhaust by the oxidation reaction with the unburned fuel (unburned HC) supplied to the oxidation catalyst 4 in order to burn and remove the PM and the urea-derived deposit accumulated in the below-mentioned SCRF 7 It also plays a role.

酸化触媒4の下流の排気管3には、排気管3内に還元剤としての尿素水を添加する添加弁5が配置されている。添加弁5は、ガソリンエンジンの筒内または吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁(インジェクタ)と同様の構造を有している。すなわち、添加弁5は、噴孔が形成されたノズルと、電磁ソレノイド等からなる駆動部と、尿素水を流通させる尿素水通路やノズルを開閉するためのニードルとを備えた電磁式開閉弁として構成されている。そして、電磁ソレノイドが通電されると、その通電に伴いニードルが開弁方向に移動し、そのニードルの移動に伴いノズル先端に形成された噴孔から尿素水が噴射される。   In the exhaust pipe 3 downstream of the oxidation catalyst 4, an addition valve 5 for adding urea water as a reducing agent is disposed in the exhaust pipe 3. The addition valve 5 has the same structure as a fuel injection valve (injector) that injects fuel into a cylinder of a gasoline engine or into an intake port. That is, the addition valve 5 is an electromagnetic on-off valve provided with a nozzle in which an injection hole is formed, a drive unit including an electromagnetic solenoid and the like, and a urea water passage for circulating urea water and a needle for opening and closing the nozzle. It is configured. Then, when the electromagnetic solenoid is energized, the needle moves in the valve opening direction with the energization, and urea water is injected from the injection hole formed at the tip of the nozzle with the movement of the needle.

添加弁5の下流の排気管3にはミキサー6が配置されている。ミキサー6は、添加弁5から添加された尿素水を微粒化して排気中に分散させる装置である。ミキサー6は、例えば、排気の旋廻流や蛇行流を生じさせる通路として構成される。   A mixer 6 is disposed in the exhaust pipe 3 downstream of the addition valve 5. The mixer 6 is a device that atomizes the urea water added from the addition valve 5 and disperses it in the exhaust gas. The mixer 6 is configured, for example, as a passage for generating a swirling or meandering flow of exhaust.

ミキサー6の下流の排気管3には、触媒担持フィルタとしてのSCRF(Selective Catalytic Reduction Filter)7が配置されている。SCRF7は、排気中のPMを捕集する、例えばウォールスルータイプのセラミック製ハニカムに構成されたフィルタ(DPF:Diesel Particulate Filter)に、排気中のNOxを選択的に還元する選択還元触媒としてのSCR触媒が担持された構造を有する。つまり、SCRF7は、PMを除去する機能と、NOxを還元浄化する機能の両方を備えている。排気は、SCRF7の多孔性の隔壁を通過しながら下流に流れ、その間に排気中のPMがSCRF7に捕集される。   In the exhaust pipe 3 downstream of the mixer 6, a selective catalytic reduction filter (SCRF) 7 as a catalyst-carrying filter is disposed. The SCRF 7 collects PM in exhaust gas, for example, an SCR as a selective reduction catalyst that selectively reduces NOx in exhaust gas to a filter (DPF: Diesel Particulate Filter) configured on a wall-through type ceramic honeycomb. The catalyst has a supported structure. That is, the SCRF 7 has both the function of removing PM and the function of reducing and purifying NOx. Exhaust gas flows downstream while passing through the porous partition walls of the SCRF 7, while PM in the exhaust gas is collected by the SCRF 7.

SCRF7に担持されているSCR触媒は、尿素水から生成されたアンモニア(NH3)とNOxとの還元反応として例えば下記式1、式2、式3の還元反応を促進させるものであり、例えばバナジウム、モリブデン、タングステン等の卑金属酸化物、ゼオライトや貴金属である。このように、排気がSCRF7を通過する間に、NOxは例えば下記式1、式2、式3により水や窒素に分解(浄化)する。
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O ・・・(式1)
6NO2+8NH3→7N2+3H2O ・・・(式2)
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O ・・・(式3)
The SCR catalyst supported on SCRF 7 promotes, for example, the reduction reactions of the following formulas 1, 2 and 3 as a reduction reaction of ammonia (NH 3) generated from urea water and NO x, for example, vanadium, Base metal oxides such as molybdenum and tungsten, zeolites and noble metals. Thus, while the exhaust gas passes through the SCRF 7, NOx is decomposed (purified) into water or nitrogen according to, for example, the following formulas 1, 2, and 3.
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O (Equation 1)
6 NO 2 + 8 NH 3 → 7 N 2 + 3 H 2 O (Equation 2)
NO + NO 2 + 2 NH 3 → 2 N 2 + 3 H 2 O (Equation 3)

また、排気浄化装置には、添加弁5に尿素水を供給する尿素水供給装置(図示外)が備えられている。その尿素水供給装置は、尿素水を貯蔵する尿素水タンクと、尿素水タンクと添加弁5の間を繋ぐ配管と、尿素水タンクから尿素水を汲み上げて配管を通じて添加弁5側に吐出するポンプと、配管内の尿素水の圧力を所定圧力となるように調整するレギュレータとを備えている。   Further, the exhaust gas purification device is provided with a urea water supply device (not shown) that supplies urea water to the addition valve 5. The urea water supply device includes a urea water tank for storing urea water, a pipe connecting the urea water tank and the addition valve 5, and a pump for drawing up urea water from the urea water tank and discharging it to the addition valve 5 side through the pipe And a regulator for adjusting the pressure of the urea water in the pipe to a predetermined pressure.

さらに、排気浄化装置には各種センサが設けられている。具体的には、SCRF7の前後の差圧(SCRF7の上流の圧力と下流の圧力との差)を検出する差圧センサ8が設けられている。また、SCRF7の上流には、SCRF7に流入する排気の温度を検出する排気温センサ9と、NOx濃度を検出する上流NOxセンサ10とが設けられている。SCRF7に流入するNOx濃度を推定する機能がECU1内にある場合には上流NOxセンサ10は無くても良い。センサ9は、ミキサー6の下流に設けられている。センサ10を搭載する場合は添加弁5の上流に設けられている。また、SCRF7の下流には、SCRF7から流出した排気中のNOx濃度を検出する下流NOxセンサ11が設けられている。さらに、エンジン2の吸気管を流れる吸気ガスの流量(例えば質量流量)を検出するエアフロメータ12、エンジン2の回転数を検出する回転数センサ13及び車両の運転者の要求トルクを車両側に知らせるためのアクセルペダルの操作量(踏み込み量)を検出するアクセルペダルセンサ14などが設けられている。これらセンサ8〜14の検出値はECU1に入力されるようになっている。   Furthermore, various sensors are provided in the exhaust gas purification device. Specifically, a differential pressure sensor 8 is provided which detects a differential pressure before and after the SCRF 7 (a difference between a pressure upstream of the SCRF 7 and a pressure downstream of the SCRF 7). Further, an exhaust temperature sensor 9 for detecting the temperature of exhaust flowing into the SCRF 7 and an upstream NOx sensor 10 for detecting the NOx concentration are provided upstream of the SCRF 7. If the function of estimating the concentration of NOx flowing into the SCRF 7 is in the ECU 1, the upstream NOx sensor 10 may be omitted. The sensor 9 is provided downstream of the mixer 6. When the sensor 10 is mounted, it is provided upstream of the addition valve 5. Further, downstream of the SCRF 7, a downstream NOx sensor 11 is provided which detects the concentration of NOx in the exhaust gas flowing out of the SCRF 7. Furthermore, an airflow meter 12 for detecting the flow rate (for example, mass flow rate) of intake gas flowing through the intake pipe of the engine 2, a rotation speed sensor 13 for detecting the rotation speed of the engine 2, and a vehicle side The accelerator pedal sensor 14 etc. which detect the operation amount (depression amount) of the accelerator pedal for this are provided. The detection values of these sensors 8 to 14 are input to the ECU 1.

排気浄化装置は、排気浄化装置の全体制御を司るECU(Electronic Control Unit)1を備えている。そのECU1は、通常のコンピュータの構造を有するものとし、各種演算を行うCPU(図示外)や各種情報の記憶を行うROM、RAM等のメモリ15を備えている。ECU1は、例えば、上記各種センサからの検出信号を基にエンジン2の運転条件を検出し、運転条件に応じた最適な燃料噴射量、噴射時期、噴射圧等を算出して、エンジン2への燃料噴射を制御する。また、ECU1は、SCRF7に流入するNOx濃度を推定する機能を有する場合もある。   The exhaust gas purification apparatus includes an ECU (Electronic Control Unit) 1 that controls the overall control of the exhaust gas purification apparatus. The ECU 1 has a normal computer structure, and includes a CPU (not shown) that performs various calculations, and a memory 15 such as a ROM and a RAM that store various information. The ECU 1 detects, for example, the operating conditions of the engine 2 based on detection signals from the various sensors described above, calculates the optimal fuel injection amount, injection timing, injection pressure, etc. according to the operating conditions, Control fuel injection. Further, the ECU 1 may have a function of estimating the concentration of NOx flowing into the SCRF 7.

また、ECU1は、SCRF7でのNOx浄化に必要な尿素水の添加量を算出し、その添加量の尿素水が添加されるよう添加弁5を駆動する。尿素水の添加量の算出に関し、例えばSCRF7に流入するNOxを浄化するのに必要なアンモニア量と、これまでに添加した尿素水添加量から定まるSCRF7へのアンモニア供給量と、SCRF7でのアンモニア消費量との収支に基づいて、SCRF7でのアンモニア吸着量を算出する。そして、アンモニア吸着量と目標吸着量との偏差に応じた尿素水添加量を今回時点の添加量として算出する。なお、SCRF7でのアンモニア消費量は、例えば上流NOxセンサ10やエンジン2の運転条件(回転数センサ13から求まるエンジン回転数及びアクセルペダルセンサ14から求まるエンジン負荷(燃料噴射量)等)に基づいてSCRF7に流入するNOx量を算出し、下流NOxセンサ11からSCRF7から流出するNOx濃度を算出し、SCRF上流のNOx量とSCRF下流のNOx量とから求める。   Further, the ECU 1 calculates the addition amount of urea water necessary for NOx purification in the SCRF 7 and drives the addition valve 5 so that the addition amount of urea water is added. With regard to calculation of the addition amount of urea water, for example, the ammonia supply amount to SCRF 7 determined from the amount of ammonia necessary to purify NOx flowing into SCRF 7 and the addition amount of urea water added so far, ammonia consumption in SCRF 7 The ammonia adsorption amount at SCRF 7 is calculated based on the balance with the amount. Then, the urea water addition amount corresponding to the deviation between the ammonia adsorption amount and the target adsorption amount is calculated as the addition amount at this time. The ammonia consumption amount in the SCRF 7 is based on, for example, the operating conditions of the upstream NOx sensor 10 and the engine 2 (engine speed obtained from the speed sensor 13 and engine load (fuel injection amount) obtained from the accelerator pedal sensor 14). The amount of NOx flowing into the SCRF 7 is calculated, the concentration of NOx flowing out of the SCRF 7 from the downstream NOx sensor 11 is calculated, and the amount of NOx upstream of the SCRF and the amount of NOx downstream of the SCRF are obtained.

さらに、ECU1は、差圧センサ8が検出する差圧が大きくなった時に、SCRF7に堆積したPMを燃焼除去してSCRF7を再生させる再生処理を実行する。この再生処理の詳細は後述する。   Furthermore, when the differential pressure detected by the differential pressure sensor 8 becomes large, the ECU 1 executes a regeneration process to burn off the PM deposited on the SCRF 7 and regenerate the SCRF 7. Details of this reproduction process will be described later.

再生処理の詳細を説明する前に、尿素由来デポジットについて説明する。添加弁5から添加された尿素水が排気熱により熱分解されることでアンモニアとシアヌル酸が生成される。ここで、尿素水からアンモニアやシアヌル酸が生成される過程で、メラミン、メルムなどの中間生成物が発生する。その中間生成物は通常は熱によって分解するが、条件によっては消滅せずに固形化することがある。また、尿素水の水分のみが蒸発し尿素が析出して固形化する場合もある。以下では、尿素や尿素由来の中間生成物の析出固形物である尿素由来デポジットを尿素デポという。尿素デポは、例えばSCRF7の温度が低温(具体的には例えば250℃以下)の時に発生しやすい。また、尿素デポは、添加弁5による尿素水添加量が多いほど発生しやすい。   Before describing the details of the regeneration process, the urea-derived deposit will be described. The urea water added from the addition valve 5 is thermally decomposed by the exhaust heat to generate ammonia and cyanuric acid. Here, in the process of generating ammonia and cyanuric acid from urea water, an intermediate product such as melamine and melm is generated. The intermediate product usually decomposes by heat, but may solidify without disappearing under certain conditions. Moreover, only the water content of the urea water may be evaporated to precipitate urea and solidify. Below, the urea origin deposit which is a precipitation solid substance of the intermediate product derived from urea or urea is called urea depot. Urea deposits tend to occur, for example, when the temperature of SCRF 7 is low (specifically, for example, 250 ° C. or less). Also, the urea depot is more likely to occur as the amount of urea water added by the addition valve 5 increases.

尿素デポは、排気管3の内壁、ミキサー6、SCRF7などに堆積する。SCRF7について言えば、図2に示すように、尿素デポは、SCRF7の前端(排気上流側の端部)に堆積しやすい。これは、SCRF7の前端までに尿素水の蒸発や分解が完了しない場合に、SCRF前端に尿素水が溜まり固形化した尿素デポが発生する。   The urea deposit is deposited on the inner wall of the exhaust pipe 3, the mixer 6, the SCRF 7 and the like. As for SCRF7, as shown in FIG. 2, the urea deposit tends to be deposited on the front end (end on the exhaust upstream side) of the SCRF 7. This is because when the evaporation or decomposition of the aqueous urea solution is not completed by the front end of the SCRF 7, the urea water is accumulated at the front end of the SCRF and a solidified urea deposit is generated.

SCRF7に尿素デポが堆積すると、その堆積により排気の流れが阻害され、その結果、SCRF7の前後の差圧(圧損)が増加する。このとき、差圧がSCRF7の再生処理(PM除去用の昇温)を実施するための判定閾値に達した場合であっても、図3に示すように、差圧の内訳としてPM量による差圧が大きく、尿素デポによる差圧が小さい場合もあれば、反対に、PM量による差圧が小さく、尿素デポによる差圧が大きい場合もある。PMを燃焼除去するための昇温は、図3の左に示す内訳のようにできるだけSCRF7に堆積したPM量が多い時に実施するのが良い。なぜなら、PMを除去するために必要な温度は尿素デポを除去するために必要な温度より高いため、排気を昇温させるのに必要な燃料が多い。そのため図3の右に示す内訳のようにPM量が少ない時にも昇温を実施すると、排気の昇温に無駄に燃料が使用され、結果、燃費の悪化につながるためである。   When the urea deposit is deposited on SCRF7, the deposition blocks the flow of exhaust gas, resulting in an increase in pressure difference (pressure loss) before and after SCRF7. At this time, even if the differential pressure reaches the determination threshold value for carrying out the regeneration process (the temperature rise for PM removal) of the SCRF 7, as shown in FIG. In some cases, the pressure may be large and the differential pressure due to the urea deposition may be small, or conversely, the differential pressure due to the amount of PM may be small and the differential pressure due to the urea deposition may be large. The temperature elevation for burning and removing the PM may be performed when the amount of PM deposited on the SCRF 7 is as large as possible as shown in the breakdown on the left of FIG. Because the temperature required to remove the PM is higher than the temperature required to remove the urea depot, there is more fuel needed to heat the exhaust. Therefore, if the temperature increase is performed even when the amount of PM is small as shown in the right of FIG. 3, the fuel is wastefully used to raise the temperature of the exhaust gas, resulting in the deterioration of the fuel efficiency.

なお、図4に示すように、尿素デポがSCRF7の前端の狭い範囲に堆積した場合には、図2の場合に比べて、尿素デポがSCRF7における排気の流れを阻害する程度が小さく、尿素デポによる差圧への影響は小さい。この場合、差圧が判定閾値に達したときには、図3の左の内訳になると考えられるので、それほど問題にはならない。   As shown in FIG. 4, when the urea deposit is deposited in a narrow area at the front end of the SCRF 7, the extent to which the urea deposit inhibits the flow of exhaust gas in the SCRF 7 is smaller than in the case of FIG. The influence on the differential pressure is small. In this case, when the differential pressure reaches the determination threshold, it is considered that the breakdown in the left of FIG. 3 is not significant.

以下に説明するSCRF7の再生処理は、図2のようにSCRF7の前端に尿素デポが堆積したことにより、図3の右の内訳のときにPM除去用の昇温を実施してしまうのを抑制することを目的として構成されている。以下、ECU1が実行するSCRF7の再生処理の詳細を説明する。   The regeneration process of SCRF 7 described below suppresses that the temperature rise for PM removal is carried out in the breakdown of the right in FIG. 3 due to the deposition of the urea deposit at the front end of SCRF 7 as shown in FIG. It is configured for the purpose of Hereinafter, the details of the regeneration process of the SCRF 7 executed by the ECU 1 will be described.

図5は、この再生処理を構成する各工程のブロック図を示している。図5に示す再生処理は、例えばエンジン2の始動と同時に開始し、所定周期で繰り返し実行される。図5の再生処理では、SCRF7の前端への尿素デポ堆積による差圧への影響の大きさを示した影響指標を算出する(S1)。影響指標は、別の言い方をすると、SCRF7の前端への尿素デポ堆積による差圧への寄与度を示した指標であって、値が大きいほど寄与度が大きいことを示した指標である。   FIG. 5 shows a block diagram of each step of the regeneration process. The regeneration process shown in FIG. 5 starts, for example, simultaneously with the start of the engine 2 and is repeatedly executed in a predetermined cycle. In the regeneration process of FIG. 5, an influence index indicating the magnitude of the influence on the differential pressure due to the deposition of urea on the front end of the SCRF 7 is calculated (S1). The influence index is, in other words, an index showing the degree of contribution to differential pressure by deposition of urea on the front end of SCRF 7, and is an index showing that the larger the value, the larger the degree of contribution.

影響指標は、具体的には図6の工程にしたがって算出する。図6において、各時点のSCRF7の温度を取得する(S11)。具体的には、SCRF7の温度は排気の温度に応じて変化するので、例えば排気温センサ9が検出する排気の温度に基づいてSCRF7の温度を推定する。より具体的には、例えばSCRF7の内部を仮想的に上流側から下流側へ複数個の領域(セル)に分割し、各セルの温度を推定することで、SCRF7内部の温度分布を求める。そして、例えば得られた温度分布の平均値をSCRF7の温度とする。セルの分割数は、分割数が多いほど正確な温度を求めることができるが、計算量が多くなる。温度の精度と計算量とに鑑みて、セルの分割数が適宜に設定される。   Specifically, the influence index is calculated according to the process of FIG. In FIG. 6, the temperature of the SCRF 7 at each time point is acquired (S11). Specifically, since the temperature of the SCRF 7 changes according to the temperature of the exhaust gas, the temperature of the SCRF 7 is estimated based on the temperature of the exhaust gas detected by the exhaust gas temperature sensor 9, for example. More specifically, for example, the inside of the SCRF 7 is virtually divided into a plurality of regions (cells) from the upstream side to the downstream side, and the temperature distribution in the SCRF 7 is obtained by estimating the temperature of each cell. Then, for example, the average value of the obtained temperature distribution is taken as the temperature of the SCRF 7. As for the number of cell divisions, the more the number of divisions, the more accurate the temperature can be obtained, but the amount of calculation increases. In consideration of the accuracy of the temperature and the amount of calculation, the number of cell divisions is appropriately set.

以下、各セルの温度の推定方法を説明する。各セルの温度の推定は例えば上流側から順に行う。なお、セルの温度とはそのセル部分の基材の温度とすればよい。各時点において全てのセル温度を推定する処理を1回の処理とし、1回前に行った処理を前回の処理、現在行っている処理を今回の処理などと呼称する。また、セル温度推定の対象となる1つのセルを当該セル、当該セルに隣接する1つ上流側のセルを上流セル、当該セルに隣接する1つ下流側のセルを下流セルと呼称する。   Hereinafter, a method of estimating the temperature of each cell will be described. The estimation of the temperature of each cell is performed, for example, sequentially from the upstream side. The temperature of the cell may be the temperature of the base material of the cell portion. The process of estimating all cell temperatures at each time point is regarded as one process, and the process performed one time before is referred to as the previous process and the process currently performed is referred to as the present process. Further, one cell to be a target of cell temperature estimation is referred to as the cell, one upstream cell adjacent to the cell is referred to as an upstream cell, and one downstream cell adjacent to the cell is referred to as a downstream cell.

具体的には、当該セルを流通する排気から当該セルへの熱伝達量Q1を求める。この熱伝達量Q1は、当該セルを流通する排気の温度(以下セルガス温度という)と当該セルの温度と当該セルを流通する排気流量と排気とセル間の熱の伝わりやすさを示す熱伝達係数とにより得られる。排気流量はエアフロメータ12の検出値により得られる。セルガス温度は前回の処理にて得られた値又は今回の処理において得られた上流セルにおけるセルガス温度を用いれば良い。なお、セルガス温度の求め方は後述する。また、当該セルの温度は、前回の処理にて得られた値を用いれば良い。熱伝達係数は、予め定められた固定値であっても良いし、排気流量に応じた値であっても良い。セルガス温度、当該セルの温度及び排気流量と、熱伝達量Q1との関係を予め求めておいて、例えばマップとしてメモリ15に記憶しておき、そのマップを用いて熱伝達量Q1を算出する。   Specifically, the heat transfer amount Q1 from the exhaust flowing through the cell to the cell is determined. The heat transfer amount Q1 is a heat transfer coefficient indicating the temperature of the exhaust flowing through the cell (hereinafter referred to as the cell gas temperature), the temperature of the cell, the flow rate of the exhaust flowing through the cell, and the heat transfer between the exhaust and the cell. Obtained by The exhaust flow rate is obtained by the detection value of the air flow meter 12. The cell gas temperature may be the value obtained in the previous process or the cell gas temperature in the upstream cell obtained in the current process. The method of determining the cell gas temperature will be described later. Further, the temperature of the cell may be a value obtained in the previous processing. The heat transfer coefficient may be a predetermined fixed value or a value corresponding to the exhaust gas flow rate. The relationship between the cell gas temperature, the temperature of the cell and the exhaust gas flow rate, and the heat transfer amount Q1 is determined in advance, and stored in the memory 15 as a map, for example, and the heat transfer amount Q1 is calculated using the map.

また、当該セルの上下流に隣接するセルから当該セルへの熱伝達量Q2を求める。この熱伝達量Q2は、上流セルの温度、下流セルの温度、当該セルの温度及びSCRF7内の熱の伝わりやすさを示す熱伝導係数により得られる。上流セルの温度は、上流のセルから順にセル温度を求めるとして、今回の処理により得られる値を用いれば良い。下流セルの温度及び当該セルの温度は前回の処理により得られる値を用いれば良い。熱伝導係数は予め定められた固定値とすれば良い。上流セルの温度、下流セルの温度及び当該セルの温度と、熱伝達量Q2との関係を予め求めておいて、例えばマップとしてメモリ15に記憶しておき、そのマップを用いて熱伝達量Q2を算出する。   Further, the heat transfer amount Q2 from the cell adjacent to the upstream and downstream of the cell to the cell is obtained. The heat transfer amount Q2 is obtained by the heat transfer coefficient indicating the temperature of the upstream cell, the temperature of the downstream cell, the temperature of the cell, and the heat transfer in the SCRF 7. As the temperature of the upstream cell, a value obtained by the process of this time may be used, assuming that the cell temperature is determined sequentially from the upstream cell. As the temperature of the downstream cell and the temperature of the cell, values obtained by the previous processing may be used. The heat transfer coefficient may be a predetermined fixed value. The relationship between the temperature of the upstream cell, the temperature of the downstream cell and the temperature of the cell, and the heat transfer amount Q2 is determined in advance, and stored, for example, in the memory 15 as a map. Calculate

得られた2つの熱伝達量Q1、Q2の合計値を算出する。これにより、当該セルへ伝達される全熱量が求められる。次に、当該セルへの熱伝達量の合計値から、当該セルの温度上昇値を算出する。この算出では、熱伝達量の合計値を予め定められたセルの熱容量で除算すれば良い。さらに、求まった温度上昇値を前回算出した当該セルの温度に加算する。これにより、当該セルの今回の温度が求まる。   A total value of the obtained two heat transfer amounts Q1 and Q2 is calculated. This determines the total heat transferred to the cell. Next, the temperature rise value of the cell is calculated from the total value of the heat transfer amount to the cell. In this calculation, the total value of the heat transfer amount may be divided by the heat capacity of a predetermined cell. Furthermore, the obtained temperature rise value is added to the previously calculated temperature of the cell. This determines the current temperature of the cell.

次に、各セルの温度を求めるために必要なセルガス温度の求め方を説明する。当該セルのセルガス温度の算出の基本的な考え方は、当該セルを流通するガスから当該セルへの熱伝達量Q1による温度低下分(熱伝達量Qを、ガスの熱容量で除算することにより得られる)を、上流セルのセルガス温度から減算するというものである。つまり、当該セルのセルガス温度は、熱伝達量Q1及び上流セルのセルガス温度により得られる。熱伝達量Q1及び上流セルのセルガス温度は今回の処理において既に得られている。なお、当該セルより上流にセルが無い場合、つまり当該セルが最上流のセルである場合には、上流セルのセルガス温度として排気温センサ9の検出値を用いれば良い。熱伝達量Q1及び上流セルのセルガス温度と、当該セルのセルガス温度との関係を予め求めておいて例えばマップとしてメモリ15に記憶しておき、そのマップを用いて当該セルのセルガス温度を算出する。   Next, how to determine the cell gas temperature required to determine the temperature of each cell will be described. The basic idea of the calculation of the cell gas temperature of the cell can be obtained by dividing the temperature decrease by the heat transfer amount Q1 from the gas flowing through the cell to the cell (dividing the heat transfer amount Q by the heat capacity of the gas ) Is subtracted from the cell gas temperature of the upstream cell. That is, the cell gas temperature of the cell is obtained by the heat transfer amount Q1 and the cell gas temperature of the upstream cell. The heat transfer amount Q1 and the cell gas temperature of the upstream cell are already obtained in this process. If there is no cell upstream from the cell, that is, if the cell is the most upstream cell, the detection value of the exhaust temperature sensor 9 may be used as the cell gas temperature of the upstream cell. The relationship between the heat transfer amount Q1 and the cell gas temperature of the upstream cell, and the cell gas temperature of the cell are obtained in advance and stored, for example, in the memory 15 as a map, and the cell gas temperature of the cell is calculated using the map. .

結局、SCRF7の温度は、SCRF7に流入する排気の温度及び流量に応じた値となる。したがって、S11では、排気の温度及び流量に基づくSCRF7の温度の推定モデルをメモリ15に記憶しておき、その推定モデルに基づいてSCRF7の温度を推定することを意味する。   After all, the temperature of the SCRF 7 becomes a value corresponding to the temperature and flow rate of the exhaust flowing into the SCRF 7. Therefore, in S11, it is meant that the estimated model of the temperature of the SCRF 7 based on the exhaust temperature and flow rate is stored in the memory 15, and the temperature of the SCRF 7 is estimated based on the estimated model.

なお、上記ではSCRF7に堆積したPMが燃焼しないものとしてSCRF7の温度の算出を説明したが、SCRF7の温度が高くPMが燃焼した場合には、その燃焼による発熱量によってもSCRF7の温度が変化する。したがって、PM燃焼による発熱量も考慮してSCRF7の温度を推定しても良い。また、図6のS11の工程では、SCRF7の内部に温度センサを設けて、その温度センサの検出値を、SCRF7の温度として取得しても良い。   Note that although the calculation of the temperature of the SCRF 7 is described above as the PM accumulated in the SCRF 7 does not burn, when the temperature of the SCRF 7 is high and the PM burns, the temperature of the SCRF 7 also changes depending on the amount of heat generated by the combustion. . Therefore, the temperature of the SCRF 7 may be estimated in consideration of the amount of heat generation due to PM combustion. Further, in the process of S11 in FIG. 6, a temperature sensor may be provided inside the SCRF 7 and the detection value of the temperature sensor may be acquired as the temperature of the SCRF 7.

図6の説明に戻り、各時点において添加弁5から添加される単位時間当たりの尿素添加量を取得する(S12)。尿素添加量は、ECU1自身が各時点において求めた添加弁5への添加量指令値とすれば良い。   Returning to the explanation of FIG. 6, the urea addition amount per unit time added from the addition valve 5 at each time point is acquired (S12). The addition amount of urea may be the addition amount command value to the addition valve 5 that the ECU 1 itself has obtained at each time point.

S11、S12で得られた各時点のSCRF7の温度及び尿素添加量(尿素デポ堆積に関係する条件)に基づいて、各時点における尿素デポによる差圧への影響指標を算出する(S13)。ここで算出する影響指標は、各時点におけるSCRF7への尿素デポ堆積量の単位時間当たりの変化量、すなわち尿素デポの堆積率に相当する指標である。言い換えると、S13の影響指標は、各時点におけるSCRF7への尿素デポの堆積のしやすさを示した指標である。   Based on the temperature of SCRF 7 and the amount of urea added (conditions related to urea depot deposition) obtained at S11 and S12, the influence index to the differential pressure by the urea depot at each time is calculated (S13). The impact index calculated here is an index corresponding to the amount of change per unit time of the amount of urea deposit deposited on the SCRF 7 at each time point, that is, the deposition rate of the urea deposit. In other words, the influence index of S13 is an index indicating the ease of deposition of the urea depot on the SCRF 7 at each time point.

ここで、図7〜図9は、SCRF温度又は尿素添加量と影響指標との関係を例示している。尿素デポは温度が低温の時に発生しやすく、高温になると分解してしまう。したがって、図7に示すように、SCRF温度が低温の領域では影響指標が大きい値となっており、SCRF温度が高温になるほど影響指標は小さくなる。また、SCRF温度がある程度高温になると、堆積していた尿素デポが分解して消滅する。そのため、図7においては、SCRF温度が所定温度以上の領域では、影響指標は、尿素デポが消滅することを示したマイナス値となる。影響指標は、プラス側に大きい値ほど尿素デポの堆積量が多いことを示し、マイナス側に大きい値ほど堆積した尿素デポが分解して消滅する量が多いことを示している。   Here, FIGS. 7 to 9 illustrate the relationship between the SCRF temperature or the amount of urea added and the influence index. Urea deposits tend to occur at low temperatures and decompose at high temperatures. Therefore, as shown in FIG. 7, the influence index becomes a large value in the region where the SCRF temperature is low, and the influence index becomes smaller as the SCRF temperature becomes higher. In addition, when the SCRF temperature rises to a certain degree, the deposited urea depot decomposes and disappears. Therefore, in FIG. 7, in the region where the SCRF temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the influence index is a negative value indicating that the urea depot disappears. The influence index indicates that the larger the value on the positive side, the larger the deposition amount of urea depot, and the larger the value on the negative side, the larger the decomposition amount of the deposited urea depot and the more it disappears.

また、図8、図9に示すように、尿素添加量が多いほど影響指標が大きくなる。これは、尿素添加量が多いほど尿素デポの原因となる中間生成物の発生量が多くなるためである。また、尿素添加量が多いと、少ない場合に比べて、SCRF7に供給された尿素水によりSCRF7の温度が低下しやすくなり、その温度低下により尿素デポが発生しやすくなるためである。   Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the influence index becomes larger as the amount of addition of urea is larger. This is because as the amount of urea added increases, the amount of intermediate products that cause the urea depot increases. In addition, when the amount of urea added is large, the temperature of SCRF 7 is easily lowered by the aqueous urea solution supplied to SCRF 7 as compared with the case where the amount is small, and the temperature drop tends to generate urea depot.

図8と図9とを比較すると、図8のSCRF温度が低い時には尿素添加量の増加に対する影響指標の増加度合いが大きいのに対し、図9のSCRF温度が高い時にはその増加度合いは小さい。言い換えると、同じ尿素水添加量であっても、図8のSCRF温度が低い時の影響指標のほうが、図9のSCRF温度が高い時の影響指標よりも大きい値となる。これは、図7で説明したように、SCRF温度が低いと尿素デポが発生しやすくなるためである。なお、図8、図9においても、影響指標はマイナス値を取り得る。例えば、尿素添加量が少ない時には、尿素デポの新たな堆積よりも、SCRF温度の影響で既に堆積した尿素デポの分解のほうが優位となる。この場合、影響指標はマイナス値となる。   Comparing FIG. 8 with FIG. 9, when the SCRF temperature in FIG. 8 is low, the degree of increase in the influence index with respect to the increase in the urea addition amount is large, while when the SCRF temperature in FIG. In other words, even if the amount of urea water addition is the same, the influence index when the SCRF temperature is low in FIG. 8 becomes a larger value than the influence index when the SCRF temperature is high in FIG. This is because, as described with reference to FIG. 7, when the SCRF temperature is low, urea deposition is likely to occur. Also in FIG. 8 and FIG. 9, the influence index can take a negative value. For example, when the amount of urea added is small, the decomposition of the urea deposit already deposited under the influence of the SCRF temperature is superior to the new deposit of the urea deposit. In this case, the impact index is negative.

S13の工程では、SCRF温度及び尿素添加量と影響指標との関係を予め求めておいて例えばマップ101(図6参照)としてメモリ15に記憶しておく。そして、このマップ101とS11、S12で求めたSCRF温度及び尿素添加量とから、時点毎にSCRF温度及び尿素添加量に応じた影響指標を算出する。マップ101は、図7〜図9の関係を統合したものに相当する。   In the process of S13, the relationship between the SCRF temperature and the urea addition amount, and the influence index is obtained in advance, and stored in the memory 15 as, for example, the map 101 (see FIG. 6). Then, an influence index corresponding to the SCRF temperature and the urea addition amount is calculated for each time point from the map 101 and the SCRF temperature and the urea addition amount obtained in S11 and S12. The map 101 corresponds to an integrated one of the relationships shown in FIGS.

S13の工程を実施した後、次に、S13で得られた各時点における影響指標を積算する(S14)。すなわち、現時点のS13で得られた影響指標を、前回時点までにS14で得られた影響指標の積算値に加えて、現時点における積算値とする。この積算値は、SCRF7の前端に堆積した尿素デポの積算量に相当する。S14により得られた積算値を、図5のS1の工程における出力値とする。なお、積算値は、例えば下限をゼロ、上限を所定値(例えば100)として、それら下限、上限間で変化する。   After carrying out the step of S13, next, the influence index at each time point obtained in S13 is integrated (S14). That is, the influence index obtained at S13 at the present time point is added to the integrated value of the influence index obtained at S14 up to the previous time point to be an integrated value at the current time point. This integrated value corresponds to the integrated amount of urea depot deposited at the front end of the SCRF 7. The integrated value obtained by S14 is taken as the output value in the process of S1 of FIG. The integrated value changes between the lower limit and the upper limit, for example, with the lower limit being zero and the upper limit being a predetermined value (for example, 100).

ここで、図10は、S1の工程(図6の工程)で得られる影響指標の時間に対する推移を例示した図であり、詳しくは、上段に、SCRF温度の推移を例示し、その温度の推移に対応させた形で影響指標の推移を下段に示している。なお、図10の符号「m」は、図6のS13で算出する影響指標を示している。図10の例では、SCRF温度が低い時には、時間の経過にしたがって次第に影響指標(積算値)が増加していき、単位時間当たりの増加量(各時点での影響指標m)は、SCRF温度が中程度又は高い時に比べて大きくなっている。また、SCRF温度が中程度の時には、時間の経過にしたがって次第に影響指標(積算値)が増加していくが、単位時間当たりの増加量は、SCRF温度が低い時に比べて小さくなっている。また、SCRF温度が高い時には、時間の経過にしたがって次第に影響指標(積算値)が減少していく。このように、影響指標の積算値は、時間の経過にしたがって単調に増加し続けるわけではなく、SCRF温度及び尿素添加量の条件によっては、増加率が変わったり、逆に減少したりする。   Here, FIG. 10 is a diagram illustrating transition of the influence index obtained in the step S1 (step of FIG. 6) with respect to time, and in detail, transition of the SCRF temperature is illustrated in the upper part, and transition of the temperature The lower half shows the transition of the impact indicator in a form that corresponds to the In addition, the code | symbol "m" of FIG. 10 has shown the influence parameter | index calculated by S13 of FIG. In the example of FIG. 10, when the SCRF temperature is low, the influence index (integrated value) gradually increases with the passage of time, and the increase amount per unit time (the influence index m at each time point) is the SCRF temperature It is larger than when it is medium or high. Further, when the SCRF temperature is medium, the influence index (integrated value) gradually increases with the passage of time, but the increase amount per unit time is smaller than when the SCRF temperature is low. Further, when the SCRF temperature is high, the influence index (integrated value) gradually decreases with the passage of time. Thus, the integrated value of the influence index does not continue to increase monotonically with the passage of time, but depending on the conditions of the SCRF temperature and the amount of added urea, the rate of increase may change or may decrease.

なお、図10の影響指標の積算の開始点(ゼロ点)つまり図6のS13の影響指標の算出及びS14の積算の開始時は、後述の図5のS4によるPM除去用の昇温を実施した時、又はS5の尿素デポ除去用の昇温を実施した時とする。すなわち、S1の工程では、前回にS4又はS5の昇温を実施してから現時点までの影響指標の積算値を算出する。これは、昇温を実施することで、SCRF7に堆積した尿素デポは除去されて、影響指標がゼロにリセットされるためである。   In addition, the start point (zero point) of integration of the influence index of FIG. 10, that is, when calculation of the influence index of S13 of FIG. 6 and start of integration of S14 are carried out, temperature rise for PM removal by S4 of FIG. Or when the temperature rise for removing the urea deposit in S5 is performed. That is, in the process of S1, the integral value of the influence index to the present time after temperature rising of S4 or S5 was implemented last time is calculated. This is because by performing the temperature raising, the urea deposit deposited on the SCRF 7 is removed and the influence index is reset to zero.

このように、図6においては、各時点におけるSCRF温度及び尿素添加量から影響指標を求めており、これを別の言い方をすると、SCRF温度の履歴と尿素添加量の履歴とに基づいて影響指標を求めている。   Thus, in FIG. 6, the influence index is obtained from the SCRF temperature and the urea addition amount at each time point, and in other words, the influence index based on the history of the SCRF temperature and the history of the urea addition amount Seeking.

ところで、尿素デポは、SCRF温度及び尿素添加量の他に、SCRF7でのNOx浄化率や最近のエンジン停止時間によっても影響する。そこで、SCRF温度及び尿素添加量に加えて、以下に説明するようにNOx浄化率やエンジン停止時間も考慮して、影響指標を求めても良い。   By the way, in addition to the SCRF temperature and the amount of urea addition, the urea depot is influenced by the NOx purification rate in SCRF 7 and the recent engine stop time. Therefore, in addition to the SCRF temperature and the urea addition amount, the influence index may be determined in consideration of the NOx purification rate and the engine stop time as described below.

先ず、NOx浄化率を考慮した影響指標の算出を説明する。SCRF7の前端に図2のように尿素デポが堆積すると、その堆積によりSCRF7での排気の流通範囲が狭くなって、結果、NOx浄化率が想定よりも低下する。逆に言うと、NOx浄化率が想定よりも低い場合には、尿素デポ堆積の影響が大きいと考えることができる。この考え方をもとに、SCRF温度及び尿素添加量から求めた影響指標をNOx浄化率に応じて補正する。   First, calculation of the influence index in consideration of the NOx purification rate will be described. When the urea deposit is deposited at the front end of the SCRF 7 as shown in FIG. 2, the deposition narrows the flow range of the exhaust gas in the SCRF 7 and as a result, the NOx purification rate lowers than expected. Conversely, when the NOx purification rate is lower than expected, it can be considered that the effect of urea deposit deposition is large. Based on this concept, the influence index obtained from the SCRF temperature and the urea addition amount is corrected according to the NOx purification rate.

図11は、図6の各工程に、NOx浄化率による補正に関連する工程を追加したブロック図である。図11においてSCRF7での各時点でのNOx浄化率を取得する(S15)。NOx浄化率は、SCRF7に流入するNOx量B1と、SCRF7から流出するNOx量B2とを取得して、それらNOx量B1、B2の差分を流入NOx量B1で除算することで得られる。つまり、NOx浄化率=(B1−B2)/B1を計算する。ここで、流入NOx量B1は、例えば上流NOxセンサ10の検出値から求めても良いし、エンジン運転条件(エンジン回転数、エンジン負荷等)から推定しても良い。また、流出NOx量B2は例えば下流NOxセンサ11の検出値から求める。エンジン運転条件から流入NOx量B1を推定する場合、エンジン運転条件としてのエンジン回転数は回転数センサ13から得られる。エンジン負荷は、アクセルペダルセンサ14の検出値(アクセルペダルの操作量)及びエンジン回転数等に基づいてECU1自身が設定したインジェクタへの燃料噴射量の指令値とすれば良い。エンジン運転条件と流入NOx量B1との関係を予め求めておいて例えばマップとしてメモリ15に記憶しておき、このマップに基づいて流入NOx量B1を得ることができる。   FIG. 11 is a block diagram in which a process related to the correction by the NOx purification rate is added to each process of FIG. In FIG. 11, the NOx purification rate at each time point of SCRF 7 is acquired (S15). The NOx purification rate is obtained by acquiring the NOx amount B1 flowing into the SCRF 7 and the NOx amount B2 flowing out from the SCRF 7 and dividing the difference between the NOx amounts B1 and B2 by the inflowing NOx amount B1. That is, the NOx purification rate = (B1-B2) / B1 is calculated. Here, the inflow NOx amount B1 may be obtained from, for example, a detection value of the upstream NOx sensor 10, or may be estimated from engine operating conditions (engine speed, engine load, etc.). Further, the outflowing NOx amount B2 is obtained from, for example, the detection value of the downstream NOx sensor 11. When the inflow NOx amount B1 is estimated from the engine operating condition, the engine rotational speed as the engine operating condition is obtained from the rotational speed sensor 13. The engine load may be a command value of the fuel injection amount to the injector set by the ECU 1 itself based on the detection value of the accelerator pedal sensor 14 (operation amount of the accelerator pedal), the engine speed, and the like. The relationship between the engine operating condition and the inflow NOx amount B1 can be obtained in advance and stored, for example, in the memory 15 as a map, and the inflow NOx amount B1 can be obtained based on this map.

次に、NOx浄化率に基づいてS11〜S14の工程で得られる影響指標を補正するための補正項(補正係数)を算出する(S16)。なお、補正項は、影響指標に乗算することで影響指標を増加側に補正するための係数であり、1以上の値に設定される。補正項=1の場合には、影響指標の補正が行われないことを意味する。   Next, a correction term (correction coefficient) for correcting the influence index obtained in the steps of S11 to S14 is calculated based on the NOx purification rate (S16). The correction term is a coefficient for correcting the influence index to the increase side by multiplying the influence index, and is set to a value of 1 or more. When the correction term = 1, it means that the correction of the influence index is not performed.

ここで、図12はNOx浄化率と補正項との関係を示している。図12において、ライン103はSCRF温度が高い時の関係を示し、ライン104はSCRF温度が低い時の関係を示している。また、図13は、SCRF温度とSCRF7でのNOx浄化能力(NOx浄化率)との関係を示している。図13に示すように、SCRF温度が低温の領域(温度T1以下の領域)では、SCRF7での触媒の活性度が低いため、NOx浄化能力は低い。また、SCRF温度がある程度高くなると、触媒の活性度が上がるため、NOx浄化能力が高くなる。ただし、SCRF温度が高温になりすぎると(温度T2以上の領域)、NOx浄化能力が低下する。   Here, FIG. 12 shows the relationship between the NOx purification rate and the correction term. In FIG. 12, line 103 shows the relationship when the SCRF temperature is high, and line 104 shows the relationship when the SCRF temperature is low. Further, FIG. 13 shows the relationship between the SCRF temperature and the NOx purification capacity (NOx purification rate) in SCRF7. As shown in FIG. 13, in the region where the SCRF temperature is low (region below the temperature T1), the NOx purification capacity is low because the catalyst activity in the SCRF 7 is low. In addition, when the SCRF temperature is increased to a certain extent, the activity of the catalyst is increased, so the NOx purification capacity is increased. However, if the SCRF temperature becomes too high (in the range of temperature T2 or more), the NOx purification capacity decreases.

SCRF温度が高い時(図13の例では温度がT1からT2の間)には通常ならばNOx浄化能力が高いにもかかわらず、実際のNOx浄化率が低いということは、SCRF7への尿素デポ堆積の影響でNOx浄化率が低下していると考えることができる。また、NOx浄化率が低いほど尿素デポ堆積による影響度が高いと考えることができる。この考え方のもと、図12のライン103では、NOx浄化率が低いほど補正項が大きくなっている。一方で、SCRF温度が高い時にNOx浄化率が高い場合には、もともとNOx浄化能力が高く(図13参照)、SCRF温度及び尿素水添加量から得られる影響指標の補正が必要な程の尿素デポ堆積ではないとして、ライン103ではNOx浄化率がある値以上の領域では補正項が1となっている。   When the SCRF temperature is high (the temperature is between T1 and T2 in the example of FIG. 13), although the NOx purification capacity is normally high, the actual NOx purification rate is low. It can be considered that the NOx purification rate is decreasing due to the influence of deposition. In addition, it can be considered that the lower the NOx purification rate, the higher the degree of influence due to the accumulation of urea depot. Based on this idea, in the line 103 of FIG. 12, the correction term is larger as the NOx purification rate is lower. On the other hand, when the NOx purification rate is high when the SCRF temperature is high, the NOx purification capacity is originally high (see FIG. 13), and the urea depot is necessary to correct the influence index obtained from the SCRF temperature and the urea water addition amount. Assuming that deposition is not performed, the correction term is 1 in the region where the NOx purification rate is a certain value or more in the line 103.

また、SCRF温度が低い時(図13では温度T1以下)には、もともとNOx浄化能力が低いので、実際のNOx浄化率が低いからといって尿素デポ堆積による影響が大きいと判断することはできない。そのため、図12のライン104では、ライン103に比べて補正項が小さく設定されている。   In addition, when the SCRF temperature is low (temperature T1 or lower in FIG. 13), the NOx purification ability is originally low, so it can not be judged that the influence of urea deposit deposition is large even if the actual NOx purification rate is low. . Therefore, in the line 104 of FIG. 12, the correction term is set smaller than that of the line 103.

S16の工程では、図12の関係つまりSCRF温度及びNOx浄化率と補正項との関係を予め求めておいてマップ102(図11参照)としてメモリ15に記憶しておく。そして、マップ102と、S11及びS15の工程で取得したSCRF温度及びNOx浄化率とに基づいて補正項を算出する。なお、図12では、SCRF温度が高い時の関係103と低い時の関係104との2つを例示したが、マップ102は2つより多くのSCRF温度の領域ごとにNOx浄化率と補正項との関係が設定されたマップである。なお、SCRF温度が高い時にNOx浄化率が低い場合に影響指標を補正する必要性が特に高いので、マップ102を図12のライン103のみから構成して、S11で取得したSCRF温度が所定値以上の場合にS16の補正項の算出及び後述のS17による補正を実施し、SCRF温度が所定値未満の場合にはS16、S17の工程を省略しても良い。   In the process of S16, the relationship of FIG. 12, that is, the relationship between the SCRF temperature and the NOx purification rate, and the correction term is obtained in advance and stored in the memory 15 as the map 102 (see FIG. 11). Then, the correction term is calculated based on the map 102 and the SCRF temperature and the NOx purification rate acquired in the steps of S11 and S15. Although FIG. 12 exemplifies two of the relationship 103 when the SCRF temperature is high and the relationship 104 when the SCRF temperature is low, the map 102 shows the NOx purification rate and the correction term for each region of more than two SCRF temperatures. Is a map in which the relationship of Since the necessity of correcting the influence index is particularly high when the NOx purification rate is low when the SCRF temperature is high, the map 102 is configured only with the line 103 in FIG. 12 and the SCRF temperature acquired in S11 is a predetermined value or more In this case, the calculation of the correction term in S16 and the correction in S17 described later may be performed, and if the SCRF temperature is less than the predetermined value, the processes in S16 and S17 may be omitted.

S16の工程で補正項を算出した後、次に、その補正項を、S14の工程で得られた影響指標に乗算することで、影響指標を補正する(S17)。これによって、SCRF温度及び尿素添加量に加えて、NOx浄化率も考慮した影響指標を得ることができる。例えば、SCRF温度が高く、NOx浄化率が低い場合には、影響指標が増加する方向に補正される。補正後の影響指標を、図5のS1の工程における出力値とする。   After the correction term is calculated in the process of S16, next, the influence index is corrected by multiplying the influence index obtained in the process of S14 (S17). By this, in addition to the SCRF temperature and the urea addition amount, it is possible to obtain an influence index in which the NOx purification rate is also taken into consideration. For example, when the SCRF temperature is high and the NOx purification rate is low, the influence index is corrected to increase. The influence index after correction is taken as an output value in the step S1 of FIG.

次に、最近のエンジン停止時間を考慮した影響指標の算出を説明する。エンジン2が停止するとSCRF温度が低下するが、エンジン停止時間が長いほど、つまりSCRF温度が低下した状態が長く継続するほど、尿素デポが発生しやすい。そこで、SCRF温度及び尿素添加量から求めた影響指標を、最近のエンジン停止時間に応じて補正する。   Next, calculation of the influence index in consideration of the recent engine stop time will be described. When the engine 2 stops, the SCRF temperature decreases, but as the engine stop time is longer, that is, as the state where the SCRF temperature decreases continues longer, urea deposition tends to occur. Therefore, the influence index obtained from the SCRF temperature and the urea addition amount is corrected according to the recent engine stop time.

具体的には、図14に示すように、最近のエンジン停止時間を取得する(S18)。ECU1は、時計を有しており、エンジン2が停止する度にその時計によりエンジン2が停止してから次に始動するまでの時間であるエンジン停止時間を算出して、メモリ15に記憶しておく。S18の工程では、メモリ15に記憶されたエンジン停止時間を読み出す。   Specifically, as shown in FIG. 14, the latest engine stop time is acquired (S18). The ECU 1 has a clock, and calculates the engine stop time, which is the time from when the engine 2 is stopped to when the engine 2 is next started, every time the engine 2 stops, and stores it in the memory 15 deep. In the process of S18, the engine stop time stored in the memory 15 is read.

次に、エンジン停止時間に基づいてS11〜S14の工程で得られる影響指標を補正するための補正項(補正係数)を算出する(S19)。この補正項も、S16で算出する補正項と同様に、影響指標に乗算することで影響指標を増加側に補正するための係数であり、1以上の値に設定される。   Next, a correction term (correction coefficient) for correcting the influence index obtained in the process of S11 to S14 is calculated based on the engine stop time (S19). Similarly to the correction term calculated in S16, this correction term is also a coefficient for correcting the influence index to the increase side by multiplying the influence index, and is set to one or more values.

ここで、図15はエンジン停止時間と補正項との関係を示している。図15に示すようにエンジン停止時間が短い領域では補正項は、1又は1に近い値となっているが、エンジン停止時間が長くなると補正項は急激に増加する。これは、信号待ち等でエンジンが自動停止するアイドルストップ機能によるエンジン停止などエンジン停止時間が短い場合には、エンジン停止中に尿素デポが発生することはほとんど無い。これに対し、車両を一晩中停止していた場合などエンジン停止時間が長い場合には、エンジン停止前に添加弁5から供給されSCRF7に残留している尿素が、エンジン作動時では固形化しない尿素添加量であったとしても、SCRF温度が低い状態が長時間継続することで、固形化する場合がある。このとき、エンジン停止の終了時(エンジン始動時)におけるSCRF7の前後差圧は、エンジン停止前における前後差圧から、エンジン停止中に発生した尿素デポ堆積量に応じた分だけ増加した値となる。この増加分が、図15の補正項に相当する。   Here, FIG. 15 shows the relationship between the engine stop time and the correction term. As shown in FIG. 15, the correction term has a value close to 1 or 1 in a region where the engine stop time is short, but the correction term increases rapidly as the engine stop time becomes longer. This is because when the engine stop time is short, such as when the engine is stopped by an idle stop function that causes the engine to stop automatically while waiting for a signal, urea deposition hardly occurs while the engine is stopped. On the other hand, when the engine stop time is long, for example, when the vehicle is stopped overnight, the urea supplied from the addition valve 5 and remaining in the SCRF 7 before the engine stop does not solidify at the time of engine operation Even if it is a urea addition amount, it may be solidified by the state where the SCRF temperature is low continuing for a long time. At this time, the differential pressure across the SCRF 7 at the end of the engine stop (when starting the engine) is a value obtained by increasing the differential pressure before and after the engine stop by the amount corresponding to the amount of urea deposit accumulation generated during the engine stop. . This increase corresponds to the correction term in FIG.

S19の工程では、図15の関係を予め求めておいてこれをマップ105(図14参照)としてメモリ15に記憶しておく。そして、マップ105とS18で取得したエンジン停止時間とに基づいて補正項を算出する。   In the process of S19, the relationship of FIG. 15 is obtained in advance and stored in the memory 15 as the map 105 (see FIG. 14). Then, the correction term is calculated based on the map 105 and the engine stop time acquired in S18.

次に、S19の工程で求めた補正項を、S14の工程で得られた影響指標に乗算することで、影響指標を補正する(S20)。これによって、SCRF温度及び尿素添加量に加えて、最近のエンジン停止時間をも考慮した影響指標を得ることができる。例えば、エンジン停止時間が長い場合には、影響指標が増加する方向に補正される。補正後の影響指標を、図5のS1の工程における出力値とする。   Next, the influence index is corrected by multiplying the effect index obtained in the process of S14 by the correction term obtained in the process of S19 (S20). Thereby, in addition to the SCRF temperature and the amount of added urea, it is possible to obtain an impact indicator that also takes into account the recent engine shutdown time. For example, when the engine stop time is long, the influence index is corrected to increase. The influence index after correction is taken as an output value in the step S1 of FIG.

なお、S15で取得するエンジン停止時間が、同一時刻に発生したエンジン停止に対するエンジン停止時間である限りにおいては、該エンジン停止時間に基づくS20の補正は1回のみ行う。すなわち、例えばある時刻t1でエンジン停止した場合には、そのエンジン停止に対するエンジン停止時間に基づくS20の補正は1回のみ実施する。その後、別の時刻t2でエンジン停止した場合には、そのエンジン停止に対するエンジン停止時間に基づくS20の補正も1回のみ実施する。   In addition, as long as the engine stop time acquired by S15 is the engine stop time with respect to the engine stop which generate | occur | produced at the same time, correction | amendment of S20 based on this engine stop time is performed only once. That is, for example, when the engine is stopped at a certain time t1, the correction of S20 based on the engine stop time for the engine stop is performed only once. Thereafter, when the engine is stopped at another time t2, the correction of S20 based on the engine stop time with respect to the engine stop is also performed only once.

また、アイドルストップ機能に基づくエンジン停止の場合には、エンジン停止時間が非常に短く、エンジン停止中に尿素デポが発生することはほとんど無い。そのため、S18〜S20の工程では、アイドルストップ機能によるエンジン停止を除外した、車両のキーオフに基づくエンジン停止のみを考慮して、影響指標の補正を行っても良い。この場合、S18の工程では、車両のキーオフに基づくエンジン停止のうち最近のエンジン停止におけるエンジン停止時間を取得する。なお、アイドルストップ機能に基づくエンジン停止も考慮して補正する場合であっても、アイドルストップ機能に基づくエンジン停止時間は非常に短いので、S19で算出する補正項は1となって、実質的には影響指標の補正を行わないようにしても良い。   Furthermore, in the case of engine stop based on the idle stop function, the engine stop time is very short, and there is almost no occurrence of urea deposition during engine stop. Therefore, in the processes of S18 to S20, the influence index may be corrected in consideration of only the engine stop based on the key-off of the vehicle excluding the engine stop by the idle stop function. In this case, in the process of S18, the engine stop time at the latest engine stop of the engine stop based on the key-off of the vehicle is acquired. Even when correction is performed in consideration of the engine stop based on the idle stop function, the engine stop time based on the idle stop function is very short, so the correction term calculated in S19 is 1 and it is substantially The correction of the influence index may not be performed.

なお、NOx浄化率に基づく影響指標の補正と、エンジン停止時間に基づく影響指標の補正はいずれか一方のみ実施しても良いし、両方実施しても良い。両方実施する場合には、例えば、図11のS16で算出した補正項と、図14のS19で算出した補正項の両方をS14で算出した影響指標に乗算する。または、図11のマップ102と、図14のマップ105とを統合した、SCRF温度、NOx浄化率及びエンジン停止時間と補正項とのマップを求めてこれをメモリ15に記憶しておく。そして、このマップに基づいてSCRF温度、NOx浄化率及びエンジン停止時間に応じた一つの補正項を算出して、この補正項に基づいて影響指標を補正しても良い。   The correction of the influence index based on the NOx purification rate and the correction of the influence index based on the engine stop time may be performed only one or both. When both are performed, for example, both the correction term calculated in S16 of FIG. 11 and the correction term calculated in S19 of FIG. 14 are multiplied by the influence index calculated in S14. Alternatively, a map of the SCRF temperature, the NOx purification rate, the engine stop time, and the correction term, in which the map 102 of FIG. 11 and the map 105 of FIG. 14 are integrated, is obtained and stored in the memory 15. Then, one correction term may be calculated according to the SCRF temperature, the NOx purification rate, and the engine stop time based on this map, and the influence index may be corrected based on this correction term.

このように、SCRF温度及び尿素添加量に加えて、NOx浄化率やエンジン停止時間も考慮することで、高精度の影響指標を得ることができる。   Thus, in addition to the SCRF temperature and the amount of urea addition, a high accuracy influence index can be obtained by considering the NOx purification rate and the engine stop time.

以上が図5のS1の工程の内容である。なお、S1の工程を実行するECU1が指標検出部に相当する。また、S11の工程を実行するECU1が温度取得部に相当する。S12の工程を実行するECU1が添加量取得部に相当する。S13の工程を実行するECU1が算出部に相当する。S14の工程を実行するECU1が積算部に相当する。S15の工程を実行するECU1が浄化率取得部に相当する。S16及びS17の工程を実行するECU1が補正部に相当する。S18の工程を実行するECU1が停止時間取得部に相当する。S19及びS20の工程を実行するECU1が補正部に相当する。   The above is the content of the process of S1 of FIG. In addition, ECU1 which performs the process of S1 corresponds to an index detection part. Moreover, ECU1 which performs the process of S11 corresponds to a temperature acquisition part. The ECU 1 that executes the process of S12 corresponds to the addition amount acquisition unit. The ECU 1 that executes the process of S13 corresponds to a calculation unit. The ECU 1 that executes the process of S14 corresponds to the integration unit. The ECU 1 that executes the process of S15 corresponds to the purification rate acquisition unit. The ECU 1 that executes the steps of S16 and S17 corresponds to a correction unit. The ECU 1 that executes the process of S18 corresponds to the stop time acquisition unit. The ECU 1 that executes the processes of S19 and S20 corresponds to the correction unit.

図5の説明に戻り、差圧センサ8からSCRF7の前後差圧を取得する(S2)。S1及びS2で影響指標及び差圧を取得した後、次に、これらに基づいてPM除去用の昇温を実施するか、尿素デポ除去用の昇温を実施するかの昇温実施判定を行う(S3)。具体的には、図16のフローチャートの処理を実行する。   Returning to the explanation of FIG. 5, the front and rear differential pressure of the SCRF 7 is acquired from the differential pressure sensor 8 (S2). After acquiring the influence index and the differential pressure in S1 and S2, next, based on these, the temperature raising execution judgment of whether to carry out the temperature raising for PM removal or to carry out the temperature rise for urea deposit removal is performed (S3). Specifically, the process of the flowchart of FIG. 16 is performed.

図16において、先ずS2の工程で取得した差圧が予め定められた閾値以上か否かを判断する(S31)。なお、差圧は、同一のPM量が堆積されている場合であっても、SCRF7を通過する排気の流量によって変化し、具体的には高流量ほど差圧が大きくなる。そこで、S31では、排気の流量による差圧の影響を除外するために、例えば排気の流量に応じた閾値を設定する。この閾値は高流量ほど大きい値に設定される。排気の流量はエアフロメータ12とSCRF上流の排気温センサ9、差圧センサ8により得られる。そして、流量に応じた閾値と、差圧とを比較する。または、排気の流量に基づいて、差圧センサ8の検出値を単位流量当たりの差圧に変換して、その単位流量当たりの差圧と閾値とを比較しても良い。なお、S31の工程を実施するECU1が判断部に相当する。   In FIG. 16, first, it is determined whether or not the differential pressure acquired in the process of S2 is equal to or greater than a predetermined threshold (S31). The differential pressure changes depending on the flow rate of the exhaust gas passing through the SCRF 7 even when the same amount of PM is deposited, and specifically, the higher the flow rate, the larger the differential pressure. So, in S31, in order to exclude the influence of the differential pressure by the flow of exhaust, for example, the threshold according to the flow of exhaust is set. The threshold is set to a larger value as the flow rate is higher. The flow rate of the exhaust is obtained by the air flow meter 12, the exhaust temperature sensor 9 upstream of the SCRF, and the differential pressure sensor 8. Then, the threshold value corresponding to the flow rate is compared with the differential pressure. Alternatively, the detected value of the differential pressure sensor 8 may be converted to a differential pressure per unit flow rate based on the flow rate of the exhaust gas, and the differential pressure per unit flow rate may be compared with the threshold. In addition, ECU1 which implements the process of S31 corresponds to a judgment part.

差圧が閾値未満の場合には(S31:No)、差圧が閾値以上になるまで待機する。差圧が閾値以上になった場合には(S31:Yes)、次に、S1の工程で求めた影響指標が予め定められた閾値以上か否かを判断する。閾値未満の場合には(S32:No)、尿素デポ堆積による差圧への影響が小さく、差圧の内訳が図3の左の内訳であるとして、PM除去用の昇温実施を判定する(S34)。その後、図16の処理を終了する。   If the differential pressure is less than the threshold (S31: No), the process waits until the differential pressure becomes equal to or greater than the threshold. If the differential pressure becomes equal to or higher than the threshold (S31: Yes), then it is determined whether the influence index obtained in the step of S1 is equal to or higher than a predetermined threshold. If it is less than the threshold value (S32: No), it is determined that the temperature increase execution for PM removal is performed, assuming that the influence on differential pressure due to urea deposition is small and the breakdown of differential pressure is the breakdown on the left of FIG. S34). Thereafter, the process of FIG. 16 is ended.

一方、影響指標が閾値以上の場合には(S32:Yes)、尿素デポ堆積による差圧への影響が大きく、差圧の内訳が図3の右の内訳であるとして、尿素デポ除去用の昇温実施を判定する(S33)。その後、図16の処理を終了する。   On the other hand, if the influence index is equal to or higher than the threshold (S32: Yes), it is assumed that urea deposition has a large effect on differential pressure, and the breakdown of differential pressure is the breakdown on the right in FIG. It is determined that the warm operation is performed (S33). Thereafter, the process of FIG. 16 is ended.

図5に戻って、S3の実施判定の結果に基づいて、PM除去用の昇温(S4)又は尿素デポ除去用の昇温(S5)のいずれか一方を実施する。具体的には、図16のS34でPM除去用の昇温実施を判定した場合には、PM除去用の昇温を実施する(S4)。この昇温は、例えばエンジン2のトルクを得るためのメイン噴射に後続して、アフター噴射やポスト噴射を実施する。ここで、アフター噴射は、排気の温度を高めることを目的にメイン噴射の直後に行う少量の燃料噴射である。ポスト噴射は、未燃燃料を排気管3に送り込むため排気バルブが開く直前に行う少量の燃料噴射である。また、排気管3の酸化触媒4の上流に燃料を添加する燃料添加弁を設けて、この燃料添加弁により未燃燃料を排気管3内に直接添加しても良い。   Referring back to FIG. 5, either one of the temperature increase for PM removal (S4) or the temperature increase for urea deposit removal (S5) is performed based on the result of the implementation determination of S3. Specifically, when it is determined in S34 of FIG. 16 that the temperature rise for PM removal is performed, the temperature rise for PM removal is performed (S4). For example, after the main injection for obtaining the torque of the engine 2, this temperature rise is carried out after injection or post injection. Here, the after injection is a small amount of fuel injection performed immediately after the main injection for the purpose of raising the temperature of the exhaust gas. The post injection is a small amount of fuel injection performed immediately before the exhaust valve opens in order to feed the unburned fuel into the exhaust pipe 3. Further, a fuel addition valve for adding fuel may be provided upstream of the oxidation catalyst 4 of the exhaust pipe 3 and the unburned fuel may be directly added into the exhaust pipe 3 by this fuel addition valve.

アフター噴射、ポスト噴射又は燃料添加弁による燃料添加によって、酸化触媒4に未燃燃料が供給され、酸化触媒4において未燃燃料が酸化反応することで排気の温度が昇温する。昇温した排気がSCRF7に流入することで、SCRF温度が昇温する。PM除去用の昇温時におけるSCRF温度の目標温度は、後述のデポ除去用の昇温時における目標温度より高温に設定され、具体的にはPMが燃焼除去する温度(600℃〜700℃程度)に設定される。ECU1は、PM除去用の昇温を実施中、SCRF温度を監視して、SCRF温度が目標温度となるようにポスト噴射量などを調整する。例えば、SCRF温度が目標温度より低温の場合にはポスト噴射量を増量し、反対に目標温度より高温の場合にはポスト噴射量を減量する。なお、SCRF温度の監視(取得)は、図11のS11の工程と同様に行えばよい。また、SCRF温度は排気温度に相関するので、排気温センサ9の検出値が目標温度となるように噴射量を調整しても良い。このように、SCRF温度を監視しながら昇温を実施することで、SCRF7が過昇温となるのを抑制でき、過昇温によってSCRF7が熱で溶けてしまうのを抑制できる。   Unburned fuel is supplied to the oxidation catalyst 4 by after injection, post injection, or fuel addition by the fuel addition valve, and the unburned fuel is oxidized in the oxidation catalyst 4 to raise the temperature of the exhaust gas. The exhaust gas that has been heated flows into the SCRF 7 to raise the temperature of the SCRF. The target temperature of the SCRF temperature at the time of temperature rise for PM removal is set to a temperature higher than the target temperature at the time of temperature rise for deposit removal described later, specifically the temperature at which PM burns out (about 600 ° C. to 700 ° C. Set to). The ECU 1 monitors the SCRF temperature while performing the temperature rise for removing the PM, and adjusts the post injection amount and the like so that the SCRF temperature becomes the target temperature. For example, when the SCRF temperature is lower than the target temperature, the post injection amount is increased, and conversely, when the SCRF temperature is higher than the target temperature, the post injection amount is reduced. The monitoring (acquisition) of the SCRF temperature may be performed in the same manner as the process of S11 in FIG. Further, since the SCRF temperature is correlated with the exhaust temperature, the injection amount may be adjusted so that the detection value of the exhaust temperature sensor 9 becomes the target temperature. As described above, by performing temperature raising while monitoring the SCRF temperature, it is possible to suppress the temperature rise of the SCRF 7 and to suppress that the SCRF 7 is melted by heat due to the temperature rise.

また、PM除去用の昇温は、予め定められた固定時間(例えば20分〜30分)継続しても良いし、差圧センサ8の検出値が所定値(図16のS31の閾値よりも小さい値)以下となるまで継続しても良い。PM除去用の昇温の継続時間は、尿素デポ除去用の昇温の継続時間よりも長い。   Further, the temperature rise for PM removal may continue for a fixed time (for example, 20 minutes to 30 minutes) determined in advance, or the detection value of the differential pressure sensor 8 is a predetermined value (more than the threshold of S31 in FIG. 16). You may continue until it becomes less than a small value). The duration of the temperature rise for PM removal is longer than the duration of the temperature rise for urea depot removal.

このように、PM除去用の昇温を実施することで、SCRF7に堆積したPMを燃焼除去できる。加えて、尿素デポはPMよりも低温で燃焼するので、尿素デポも燃焼除去できる。   Thus, by carrying out the temperature rise for PM removal, it is possible to burn and remove the PM deposited on the SCRF 7. In addition, because the urea depot burns at a lower temperature than PM, the urea depot can also be burned off.

一方、図16のS33で尿素デポ除去用の昇温実施を判定した場合には、尿素デポ除去用の昇温を実施する(S5)。この昇温も、PM除去用の昇温と同様に、例えばアフター噴射、ポスト噴射又は燃料添加弁による燃料添加を実施する。ただし、SCRF温度の目標温度や、昇温の継続時間が、PM除去用の昇温とは異なっている。具体的には、尿素デポ除去用の昇温時におけるSCRF温度の目標温度は、PM除去用の昇温時における目標温度より低温に設定され、具体的には、PMは燃焼除去されないことを許容しつつ、尿素デポは燃焼除去される温度(例えば350℃〜400℃程度)に設定される。   On the other hand, when it is determined in S33 of FIG. 16 that the temperature raising for removing the urea deposit is performed, the temperature raising for removing the urea depot is performed (S5). This temperature increase is also performed, for example, after injection, post injection, or fuel addition by a fuel addition valve, similarly to the temperature increase for PM removal. However, the target temperature of the SCRF temperature and the duration of the temperature rise are different from the temperature rise for PM removal. Specifically, the target temperature of the SCRF temperature at the time of temperature rise for removing the urea depot is set to a temperature lower than the target temperature at the time of temperature rise for PM removal. Specifically, it is permitted that PM is not burned and removed Meanwhile, the urea depot is set to a temperature (for example, about 350 ° C. to 400 ° C.) at which combustion removal is performed.

尿素デポ除去用の昇温においては、SCRF温度が過昇温となるのは想定しにくいので、例えばポスト噴射等の燃料噴射量は、目標温度となるように運転条件ごとに予め定められた固定値とする。つまり、昇温処理中のSCRF温度の監視及びSCRF温度に基づく噴射量の調整は行わない。なお、PM除去用の昇温と同様に、SCRF温度を監視して、SCRF温度が目標温度となるように噴射量を調整するようにしても良い。   Since it is difficult to predict that the SCRF temperature will be excessive when raising the temperature for removing the urea deposit, for example, the amount of fuel injection such as post injection is fixed in advance for each operating condition to achieve the target temperature. It will be a value. That is, monitoring of the SCRF temperature during the temperature raising process and adjustment of the injection amount based on the SCRF temperature are not performed. Note that, similarly to the temperature increase for PM removal, the SCRF temperature may be monitored to adjust the injection amount so that the SCRF temperature becomes the target temperature.

また、尿素デポ除去用の昇温の継続時間は、PM除去用の継続時間よりも短い時間(例えば5分〜10分程度)に設定される。つまり、尿素デポ除去用の昇温は、PM除去用の昇温の継続時間より短い、予め定められた固定時間継続した後、終了する。なお、尿素デポ除去用の昇温の継続時間は、影響指標に応じた時間に設定しても良く、具体的には影響指標が大きいほど長い時間に設定しても良い。影響指標に応じて継続時間を設定する場合であっても、PM除去用の昇温における継続時間より短い時間に設定する。このように、影響指標に応じて継続時間を設定することで、SCRF7に堆積した尿素デポを完全に燃焼除去する前に昇温が終了してしまうのを抑制でき、また、尿素デポの燃焼除去が完了したにもかかわらず無駄に昇温を継続してしまうのを抑制できる。このように、尿素デポ除去用の昇温を実施することで、SCRF7に堆積した尿素デポを燃焼除去できる。   Moreover, the continuation time of temperature rising for urea depot removal is set to time (for example, about 5 minutes-about 10 minutes) shorter than the continuation time for PM removal. That is, the temperature rise for removing the urea deposit is ended after continuing for a predetermined fixed time which is shorter than the duration of the temperature rise for PM removal. Note that the duration of the temperature rise for removing the urea deposit may be set to a time according to the influence index, and specifically, may be set to a longer time as the influence index is larger. Even when the duration is set in accordance with the influence index, the duration is set to be shorter than the duration in the temperature rise for PM removal. As described above, by setting the duration according to the influence index, it is possible to suppress the termination of the temperature rise before the combustion removal of the urea deposit deposited on the SCRF 7 completely, and also the combustion removal of the urea deposit It can be suppressed that the temperature rise is continued needlessly despite the completion of. Thus, by carrying out the temperature rise for removing the urea deposit, the urea deposit deposited on the SCRF 7 can be burned and removed.

なお、S32、S34及びS4の工程を実行するECU1が第1の再生制御部に相当する。S32、S33及びS5の工程を実行するECU1が第2の再生制御部に相当する。また、PM除去用の昇温が第1再生処理に相当し、尿素デポ除去用の昇温が第2再生処理に相当する。   The ECU 1 that executes the processes of S32, S34 and S4 corresponds to a first regeneration control unit. The ECU 1 executing the processes of S32, S33 and S5 corresponds to a second regeneration control unit. Further, the temperature rise for PM removal corresponds to the first regeneration process, and the temperature rise for urea deposit removal corresponds to the second regeneration process.

ここで、図17は、本実施形態の作用を説明する図であり、SCRF7の再生処理に関連する各パラメータのタイムチャートを示している。詳しくは、図17は、上から、SCRFの前後の差圧(同図(a))、SCRF内のPM量(同図(b))、SCRF前端への尿素デポによる差圧(影響指標)(同図(c))、SCRF温度(同図(d))、及び昇温用の噴射量(同図(e))のタイムチャートを示している。また、図17では、点線が本実施例を示し、実線が従来例を示している。   Here, FIG. 17 is a diagram for explaining the operation of the present embodiment, and shows a time chart of each parameter related to the regeneration processing of the SCRF 7. More specifically, FIG. 17 shows, from the top, the differential pressure before and after the SCRF (FIG. 17A), the PM amount in the SCRF (FIG. 17B), and the differential pressure due to urea deposition to the front end of the SCRF (impact index) FIG. 6C shows a time chart of the SCRF temperature (FIG. 7D) and the injection amount for temperature rise (FIG. 7E). Further, in FIG. 17, the dotted line indicates the present embodiment, and the solid line indicates the conventional example.

図17に示すように、差圧が閾値に達した場合に、従来では図17(d)、(e)の実線で示されるように必ずPM除去用の昇温を実施するのに対し、本実施例では、昇温を実施する前にSCRF前端への尿素デポによる影響指標を確認する。その影響指標が所定値に達していた場合には(図17(c)参照)、PM除去用の昇温に代えて、尿素デポ除去用の昇温を実施する(図17(d)、(e)の点線参照)。尿素デポ除去用の昇温を実施することで、SCRF内のPM量が減少しないものの(図17(b)の点線参照)、尿素デポによる差圧は減少する(図17(c)参照)。その結果、図17(a)の点線で示される差圧は、図17(c)の差圧が減少した分だけ減少する。ただし、PM量が燃焼除去されるわけではないので、図17(a)の点線は、実線よりも高くなっている。   As shown in FIG. 17, when the differential pressure reaches the threshold, conventionally, as shown by the solid lines in FIGS. 17 (d) and 17 (e), the temperature rise for PM removal is necessarily performed. In the example, before performing the temperature rise, the influence index by the urea deposit to the front end of the SCRF is confirmed. If the influence index has reached the predetermined value (see FIG. 17C), the temperature increase for urea deposit removal is performed instead of the temperature increase for PM removal (FIGS. 17D and 17D). see dotted line in e)). Although the amount of PM in the SCRF does not decrease by performing the temperature rise for removing the urea depot (see the dotted line in FIG. 17B), the differential pressure due to the urea depot decreases (see FIG. 17C). As a result, the differential pressure indicated by the dotted line in FIG. 17 (a) decreases by the amount by which the differential pressure in FIG. 17 (c) decreases. However, since the amount of PM is not burned and removed, the dotted line in FIG. 17A is higher than the solid line.

以上、本実施形態によれば、SCRF前端への尿素デポ堆積による影響指標を算出し、差圧が閾値に達した場合にはその影響指標を確認し、影響指標が閾値以上の場合には、PM除去用の昇温に代えて、尿素デポ除去用の昇温を実施する。これにより、尿素デポ堆積の影響でPM除去用の昇温が頻繁に実施されてしまうのを抑制できる。尿素デポ除去用の昇温は、PM除去用の昇温に比べて、目標温度が低く、継続時間が短いので、燃費が良い昇温である。PM除去用の昇温が頻繁に実施されるのを抑制できることで、燃費の悪化を抑制できる。また、尿素デポ除去用の昇温を実施することで、SCRFに堆積した尿素デポを除去でき、尿素デポ堆積による差圧の増加を抑制できる。   As described above, according to the present embodiment, the influence index due to the urea deposition on the front end of the SCRF is calculated, and when the differential pressure reaches the threshold value, the influence index is confirmed. In place of the temperature rise for PM removal, the temperature rise for urea deposit removal is carried out. Thereby, it can suppress that temperature rising for PM removal is implemented frequently under the influence of urea deposit deposition. Since the target temperature is lower and the duration time is shorter than the temperature increase for PM removal, the temperature increase for urea deposit removal is a temperature increase with good fuel efficiency. By suppressing the frequent implementation of the temperature rise for PM removal, the deterioration of the fuel efficiency can be suppressed. Further, by carrying out the temperature rise for removing the urea deposit, it is possible to remove the urea deposit deposited on the SCRF, and it is possible to suppress the increase in the differential pressure due to the urea deposit deposition.

また、SCRFへの尿素デポの堆積量を正確に検出することは困難であるが、本実施形態では、差圧センサの検出値と影響指標の両方を用いているので、図2のようなSCRF前端への尿素デポの堆積量が多く、尿素デポによる差圧が大きい状態を精度よく捉えることができる。また、図4のようにSCRF前端の狭い範囲に尿素デポが堆積し尿素デポによる差圧が小さい時にも尿素デポ除去用の昇温を実施してしまう可能性がある。この場合には、車両性能やSCRF触媒性能への影響が小さいにもかかわらず、尿素デポ除去用の昇温が頻繁に実施されることとなり、燃費が悪化してしまう。本実施形態では、尿素デポ除去用の昇温が頻繁に(無駄に)実施されてしまうのも抑制できる。   In addition, although it is difficult to accurately detect the accumulation amount of urea deposit on the SCRF, in the present embodiment, since both the detection value of the differential pressure sensor and the influence index are used, the SCRF as shown in FIG. A large amount of deposition of urea deposit on the front end can accurately capture a state where the differential pressure due to the urea deposit is large. Further, as shown in FIG. 4, there is a possibility that the temperature rise for removing the urea deposit may be carried out even when the urea deposit is deposited in a narrow range at the front end of the SCRF and the differential pressure by the urea deposit is small. In this case, although the influence on the vehicle performance and the SCRF catalyst performance is small, the temperature rise for removing the urea depot is frequently performed, and the fuel efficiency is deteriorated. In this embodiment, frequent (wasted) temperature increase for removing the urea deposit can be suppressed.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、SCRFに堆積した尿素デポを除去する手段として、ポスト噴射等に基づくSCRF温度の昇温処理を例示したが、例えば排気の流量が増加させて、排気流によって尿素デポをSCRFから飛ばしても良い。排気の流量増加は、例えばエンジンを高回転数、高負荷の条件で運転させるようにする。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims. For example, in the above embodiment, as a means for removing the urea deposit deposited on the SCRF, temperature increase processing of the SCRF temperature based on post injection etc. has been exemplified, but for example, the flow rate of the exhaust is increased and the urea deposit is You may fly from SCRF. An increase in the flow rate of exhaust causes, for example, the engine to operate at high speed and high load conditions.

また、上記実施形態では、SCRFの上流に酸化触媒を配置した例を示したが、SCRFの基材に酸化触媒を担持しても良い。これによっても、SCRFに担持された酸化触媒に未燃燃料を供給することで、SCRF温度を昇温させることができる。   Moreover, although the example which arrange | positioned the oxidation catalyst upstream of SCRF was shown in the said embodiment, you may carry | support an oxidation catalyst on the base material of SCRF. Also by this, it is possible to raise the SCRF temperature by supplying the unburned fuel to the oxidation catalyst supported on the SCRF.

1 ECU(判断部、指標検出部、温度取得部、添加量取得部、算出部、積算部、浄化率取得部、停止時間取得部、補正部、第1の再生制御部、第2の再生制御部)
2 エンジン(内燃機関)
3 排気管
5 添加弁
7 SCRF(触媒担持フィルタ)
8 差圧センサ
1 ECU (determination unit, index detection unit, temperature acquisition unit, addition amount acquisition unit, calculation unit, integration unit, purification rate acquisition unit, stop time acquisition unit, correction unit, first regeneration control unit, second regeneration control Department)
2 Engine (internal combustion engine)
3 Exhaust pipe 5 Addition valve 7 SCRF (catalyst-carrying filter)
8 Differential pressure sensor

Claims (7)

内燃機関(2)の排気管(3)に設けられ、前記内燃機関の排気中の粒子状物質を捕集するフィルタに、排気中のNOxを選択的に還元する選択還元触媒が担持された触媒担持フィルタ(7)と、
前記触媒担持フィルタの排気上流側に、前記触媒担持フィルタにおいてNOxを還元させるための尿素を添加する添加弁(5)と、
前記触媒担持フィルタの前後の差圧を取得する差圧センサ(8)と、
前記差圧センサが取得した値に基づいて前記触媒担持フィルタの再生実施を判断する判断部(S31、1)と、
前記触媒担持フィルタの前端への尿素由来デポジットの堆積による前記差圧への影響の大きさを示した影響指標を検出する指標検出部(S1、1)と、
前記判断部が前記触媒担持フィルタの再生実施を判断した場合に、前記影響指標が所定値未満のときに、前記触媒担持フィルタに堆積した粒子状物質が燃焼するよう前記触媒担持フィルタを昇温させる第1再生処理を実施する第1の再生制御部(S32、S34、S4、1)と、
前記判断部が前記触媒担持フィルタの再生実施を判断した場合に、前記影響指標が前記所定値以上のときには、前記第1再生処理に代えて、前記触媒担持フィルタに堆積した尿素由来デポジットを除去する第2再生処理を実施する第2の再生制御部(S32、S33、S5、1)と、
を備える内燃機関の排気浄化装置。
A catalyst provided in an exhaust pipe (3) of an internal combustion engine (2) and carrying a selective reduction catalyst that selectively reduces NOx in exhaust gas on a filter that collects particulate matter in the exhaust gas of the internal combustion engine A supported filter (7),
An addition valve (5) for adding urea for reducing NOx in the catalyst supporting filter on the exhaust upstream side of the catalyst supporting filter;
A differential pressure sensor (8) for acquiring a differential pressure before and after the catalyst-carrying filter;
A determination unit (S31, 1) that determines regeneration of the catalyst-carrying filter based on the value acquired by the differential pressure sensor;
An index detection unit (S1, 1) for detecting an influence index indicating the magnitude of the influence on the differential pressure by the deposition of the urea-derived deposit on the front end of the catalyst-carrying filter;
When the determination unit determines that the catalyst supporting filter is to be regenerated, the catalyst supporting filter is heated so that the particulate matter deposited on the catalyst supporting filter is burned when the influence index is less than a predetermined value. A first reproduction control unit (S32, S34, S4, 1) for performing a first reproduction process;
When the determination unit determines that the catalyst supporting filter is to be regenerated, if the influence index is equal to or more than the predetermined value, the urea regeneration process removes the urea-derived deposit accumulated on the catalyst supporting filter instead of the first regeneration process. A second reproduction control unit (S32, S33, S5, 1) for performing a second reproduction process;
An exhaust purification system of an internal combustion engine comprising:
前記指標検出部は、前記触媒担持フィルタの温度と、前記添加弁から添加される尿素の添加量とを取得して、前記温度と前記添加量とに基づき前記影響指標を算出する請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。   The index detection unit obtains the temperature of the catalyst-supporting filter and the addition amount of urea added from the addition valve, and calculates the influence index based on the temperature and the addition amount. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine as described above. 前記指標検出部は、
前記触媒担持フィルタの各時点での温度を取得する温度取得部(S11)と、
前記添加弁から添加される各時点での尿素の添加量を取得する添加量取得部(S12)と、
時点毎に前記温度と前記添加量とに応じた前記影響指標を算出する算出部(S13)と、
前記算出部が算出した時点毎の前記影響指標を積算する積算部(S14)とを備え、
前記第1の再生制御部は、前記積算部により得られた積算の前記影響指標が前記所定値未満のときに基づき前記第1再生処理を実施し、
前記第2の再生制御部は、前記積算部により得られた積算の前記影響指標が前記所定値以上のときに前記第2再生処理を実施する請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
The index detection unit
A temperature acquisition unit (S11) for acquiring temperatures at respective points in time of the catalyst-carrying filter;
An addition amount acquisition unit (S12) for acquiring the addition amount of urea at each time point added from the addition valve;
A calculation unit (S13) for calculating the influence index according to the temperature and the addition amount at each time point;
And an integration unit (S14) for integrating the influence index at each time point calculated by the calculation unit, and
The first regeneration control unit executes the first regeneration process based on the time when the influence index of the integration obtained by the integration unit is less than the predetermined value,
The exhaust gas purification apparatus according to claim 2, wherein the second regeneration control unit implements the second regeneration process when the influence index of integration obtained by the integration unit is equal to or more than the predetermined value.
前記指標検出部は、
前記触媒担持フィルタでのNOx浄化率を取得する浄化率取得部(S15)と、
前記浄化率取得部が取得したNOx浄化率に基づいて前記影響指標を補正する補正部(S16、S17)とを備える請求項2又は3に記載の内燃機関の排気浄化装置。
The index detection unit
A purification rate acquisition unit (S15) for acquiring the NOx purification rate of the catalyst-carrying filter;
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, further comprising: a correction unit (S16, S17) that corrects the influence index based on the NOx purification rate acquired by the purification rate acquisition unit.
前記指標検出部は、
前記内燃機関の最近の停止時間を取得する停止時間取得部(S18)と、
前記停止時間取得部が取得した停止時間に基づいて前記影響指標を補正する補正部(S19、S20)とを備える請求項2〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
The index detection unit
A stop time acquisition unit (S18) for acquiring the latest stop time of the internal combustion engine;
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 4, further comprising: a correction unit (S19, S20) that corrects the influence index based on the stop time acquired by the stop time acquisition unit.
前記第2再生処理は、尿素由来デポジットが燃焼するよう前記触媒担持フィルタを昇温させる処理であり、前記第2再生処理の実施時における前記触媒担持フィルタの目標温度は、前記第1再生処理の実施時における前記触媒担持フィルタの目標温度より低温である請求項1〜5のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。   The second regeneration process is a process of raising the temperature of the catalyst supporting filter so that the urea-derived deposit is burned, and a target temperature of the catalyst supporting filter at the time of performing the second regeneration process is the value of the first regeneration process. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the temperature is lower than a target temperature of the catalyst-carrying filter at the time of implementation. 前記第2の再生制御部は、前記第2再生処理を所定時間継続した後、終了する請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the second regeneration control unit ends the second regeneration process after continuing for a predetermined time.
JP2015241781A 2015-12-11 2015-12-11 Exhaust purification system for internal combustion engine Active JP6512535B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015241781A JP6512535B2 (en) 2015-12-11 2015-12-11 Exhaust purification system for internal combustion engine
DE102016123417.6A DE102016123417B4 (en) 2015-12-11 2016-12-05 Exhaust gas purification device of an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015241781A JP6512535B2 (en) 2015-12-11 2015-12-11 Exhaust purification system for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017106399A JP2017106399A (en) 2017-06-15
JP6512535B2 true JP6512535B2 (en) 2019-05-15

Family

ID=58773676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015241781A Active JP6512535B2 (en) 2015-12-11 2015-12-11 Exhaust purification system for internal combustion engine

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6512535B2 (en)
DE (1) DE102016123417B4 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102518593B1 (en) * 2018-05-24 2023-04-05 현대자동차 주식회사 CORRECTION METHOD OF NOx PURIFYING EFFICIENCY OF SDPF
CN109339912B (en) * 2018-10-22 2020-07-03 北京工业大学 Method and device suitable for controlling nitrogen oxides of high-power diesel engine
CN117418924B (en) * 2023-12-18 2024-04-16 潍柴动力股份有限公司 Transient NO x Original row correction method and device, electronic equipment and storage medium

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008115775A (en) * 2006-11-06 2008-05-22 Toyota Motor Corp Exhaust emission control system for internal combustion engine
US7966812B2 (en) * 2007-08-29 2011-06-28 Ford Global Technologies, Llc Multi-stage regeneration of particulate filter
JP2010270624A (en) 2009-05-19 2010-12-02 Toyota Motor Corp Exhaust device for internal combustion engine
US9140170B2 (en) 2013-08-27 2015-09-22 GM Global Technology Operations LLC System and method for enhancing the performance of a selective catalytic reduction device
JP6032268B2 (en) * 2014-12-22 2016-11-24 トヨタ自動車株式会社 Filter fault diagnosis device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016123417A1 (en) 2017-06-14
DE102016123417B4 (en) 2023-10-19
JP2017106399A (en) 2017-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1959108B1 (en) Method for controlling exhaust gas purification system
JP4270173B2 (en) Diesel engine exhaust aftertreatment system
JP4930215B2 (en) Exhaust purification device
JP6953892B2 (en) Exhaust gas purification device and vehicles equipped with it
JP2008274952A (en) Regeneration method for selective contact reduction catalyst, and regeneration system
EP2559876B1 (en) Exhaust gas purification device, and control method for exhaust gas purification device
JP4986973B2 (en) Exhaust purification device
JP2008057364A (en) Exhaust emission control system of internal combustion engine
JP5910759B2 (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engine
JP6344259B2 (en) Urea addition control device, learning device
JP6512535B2 (en) Exhaust purification system for internal combustion engine
JP2005180322A (en) Exhaust gas after-treatment device for diesel engine
JP5251711B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
EP3467277B1 (en) Internal-combustion-engine filter regeneration system and internal-combustion-engine filter regeneration method
US10132256B2 (en) Particulate filter device monitoring system for an engine
JP6069820B2 (en) Exhaust purification system for internal combustion engine, internal combustion engine, and exhaust purification method for internal combustion engine
JP6121974B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2008138537A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP6183659B2 (en) Exhaust gas purification device
JP2017186974A (en) Engine and control method therefor
JP2010150979A (en) Exhaust emission control device for engine
JP2014080881A (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine
JP6682972B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP6589372B2 (en) Exhaust purification device
JP6547348B2 (en) Exhaust purification system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180403

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190311

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190318

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6512535

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190331

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250