JP6515576B2 - Exhaust purification system - Google Patents

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Description

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

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

また、NOx吸蔵還元型触媒には、排気中に含まれる硫黄酸化物(以下、SOx)も吸蔵される。SOx吸蔵量が増加すると、NOx吸蔵還元型触媒のNOx浄化能力を低下させる課題がある。このため、SOx吸蔵量が所定量に達した場合は、NOx吸蔵還元型触媒からSOxを離脱させてS被毒から回復させるべく、ポスト噴射や排気管噴射によって上流側の酸化触媒に未燃燃料を供給して排気温度をSOx離脱温度まで上昇させる所謂SOxパージを定期的に行う必要がある(例えば、特許文献2参照)。   Further, sulfur oxides (hereinafter referred to as SOx) contained in the exhaust gas are also stored in the NOx storage reduction type catalyst. When the SOx storage amount increases, there is a problem of reducing the NOx purification capacity of the NOx storage reduction catalyst. Therefore, when the SOx storage amount reaches a predetermined amount, the upstream oxidation catalyst is left unburned by the post injection or exhaust pipe injection in order to desorb the SOx from the NOx storage reduction type catalyst and recover from S poisoning. It is necessary to periodically perform a so-called SOx purge to supply the exhaust gas to raise the exhaust temperature to the SOx separation temperature (see, for example, Patent Document 2).

特開2008−202425号公報JP, 2008-202425, A 特開2009−47086号公報JP, 2009-47086, A

一般的に、この種の装置では、SOxパージ等の触媒再生処理を実施する際に、排気管噴射量やポスト噴射量を目標温度と触媒温度との偏差に基づいてフィードバック制御している。このため、触媒温度の推定精度を確保できなければ、排気管噴射やポスト噴射の制御性を悪化させ、触媒の過昇温や燃費の悪化等を招く課題がある。   Generally, in this type of apparatus, when performing catalyst regeneration processing such as SOx purge, feedback control of the exhaust pipe injection amount and the post injection amount is performed based on the deviation between the target temperature and the catalyst temperature. For this reason, if the estimation accuracy of the catalyst temperature can not be ensured, controllability of exhaust pipe injection and post injection is deteriorated, and there is a problem of causing excessive temperature rise of the catalyst, deterioration of fuel efficiency, and the like.

触媒再生処理時の触媒温度は、触媒内部での炭化水素(以下、HC)や一酸化炭素(以下、CO)の発熱量に応じて変化する。また、エンジンから排出されるHC・CO量は、筒内インジェクタの噴射パターン毎に異なってくる。このため、触媒温度の推定精度を確保するには、エンジンから排出されるHC・CO量を筒内インジェクタの噴射パターンに応じて効果的に推定する必要がある。   The catalyst temperature at the time of catalyst regeneration changes according to the calorific value of hydrocarbons (hereinafter HC) and carbon monoxide (hereinafter CO) inside the catalyst. Further, the amount of HC and CO discharged from the engine differs depending on the injection pattern of the in-cylinder injector. Therefore, in order to ensure the estimation accuracy of the catalyst temperature, it is necessary to effectively estimate the amount of HC and CO discharged from the engine according to the injection pattern of the in-cylinder injector.

開示のシステムは、筒内インジェクタの噴射パターンに応じて触媒再生処理時の触媒温度を高精度に推定することを目的とする。   The disclosed system aims to estimate the catalyst temperature at the time of catalyst regeneration processing with high accuracy according to the injection pattern of the in-cylinder injector.

開示のシステムは、内燃機関の排気通路に排気中のNOxを浄化するNOx触媒を配置した排気後処理装置と、燃料噴射量を増加させる排気リッチ噴射によって排気温度を上昇させて、前記NOx触媒に吸着されている硫黄酸化物を除去する触媒再生処理を実施する触媒再生手段と、前記触媒再生処理の実施時に前記内燃機関から排出される炭化水素量及び一酸化炭素量の少なくとも一方を前記内燃機関の筒内インジェクタの噴射パターン毎に予め取得して記憶した排出量記憶手段と、前記触媒再生処理の実施時に前記筒内インジェクタのマルチ噴射パターンに応じて前記排出量記憶手段から読み取られる炭化水素量及び一酸化炭素量の少なくとも一方に基づいて、前記NOx触媒の炭化水素発熱量及び一酸化炭素発熱量の少なくとも一方を推定する発熱量推定手段と、前記発熱量推定手段で推定される炭化水素発熱量及び一酸化炭素発熱量の少なくとも一方に基づいて、前記触媒再生処理の実施時における前記NOx触媒の触媒温度を推定する触媒温度推定手段と、を備える。   The disclosed system increases an exhaust gas temperature by an exhaust aftertreatment device in which an NOx catalyst for purifying NOx in exhaust gas is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, and exhaust rich injection which increases a fuel injection amount. Catalyst regeneration means for performing catalyst regeneration processing for removing adsorbed sulfur oxides, and at least one of the amount of hydrocarbon and the amount of carbon monoxide exhausted from the internal combustion engine at the time of the catalyst regeneration treatment are the internal combustion engine The emission amount storage means acquired and stored in advance for each injection pattern of the in-cylinder injector, and the amount of hydrocarbon read from the emission amount storage means according to the multi-injection pattern of the in-cylinder injector at the time of the catalyst regeneration processing. And at least one of a hydrocarbon calorific value and a carbon monoxide calorific value of the NOx catalyst based on at least one of The catalyst temperature of the NOx catalyst at the time of performing the catalyst regeneration process is estimated based on at least one of the calorific value calorific value estimated by the calorific value calorific value estimated by the calorific value calorific value estimation means and the calorific value calorific value determined. Catalyst temperature estimation means for

開示のシステムによれば、筒内インジェクタの噴射パターンに応じて触媒再生処理時の触媒温度を高精度に推定することができる。   According to the disclosed system, it is possible to estimate the catalyst temperature at the time of catalyst regeneration processing with high accuracy according to the injection pattern of the in-cylinder injector.

本実施形態に係る排気浄化システムを示す全体構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a whole block diagram which shows the exhaust gas purification system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るSOxパージ制御を説明するタイミングチャート図である。It is a timing chart figure explaining SOx purge control concerning this embodiment. 本実施形態に係るSOxパージリーン制御時のMAF目標値の設定処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the setting process of MAF target value at the time of SOx purge lean control which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るSOxパージリッチ制御時の目標噴射量の設定処理を示すブロック図である。It is a block diagram showing setting processing of a target injection quantity at the time of SOx purge rich control concerning this embodiment. 本実施形態に係るSOxパージ制御の触媒温度調整制御を説明するタイミングチャート図である。It is a timing chart explaining catalyst temperature adjustment control of SOx purge control concerning this embodiment. 本実施形態に係るNOxパージ制御を説明するタイミングチャート図である。It is a timing chart figure explaining NOx purge control concerning this embodiment. 本実施形態に係るNOxパージリーン制御時のMAF目標値の設定処理を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a setting process of the MAF target value at the time of NOx purge lean control according to the present embodiment. 本実施形態に係るNOxパージリッチ制御時の目標噴射量の設定処理を示すブロック図である。It is a block diagram showing setting processing of a target injection quantity at the time of NOx purge rich control concerning this embodiment. 本実施形態に係る触媒保温制御の処理を示すブロック図である。It is a block diagram showing processing of catalyst heat retention control concerning this embodiment. 本実施形態に係る触媒温度推定処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the catalyst temperature estimation process which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るインジェクタの噴射量学習補正の処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the process of injection quantity learning correction | amendment of the injector which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る学習補正係数の演算処理を説明するフロー図である。It is a flow figure explaining operation processing of a learning amendment coefficient concerning this embodiment. 本実施形態に係るMAF補正係数の設定処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the setting process of the MAF correction coefficient which concerns on this embodiment.

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

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

エンジン10の吸気マニホールド10Aには新気を導入する吸気通路12が接続され、排気マニホールド10Bには排気を外部に導出する排気通路13が接続されている。吸気通路12には、吸気上流側から順にエアクリーナ14、吸入空気量センサ(以下、MAFセンサという)40、吸気温度センサ48、可変容量型過給機20のコンプレッサ20A、インタークーラ15、吸気スロットルバルブ16等が設けられている。排気通路13には、排気上流側から順に可変容量型過給機20のタービン20B、排気ブレーキ装置の一部を構成する排気ブレーキバルブ17、排気後処理装置30等が設けられている。なお、図1中において、符号41はエンジン回転数センサ、符号42はアクセル開度センサ、符号46はブースト圧センサ、符号47は外気温度センサ、符号49は車速センサをそれぞれ示している。   An intake passage 12 for introducing fresh air is connected to an intake manifold 10A of the engine 10, and an exhaust passage 13 for leading the exhaust gas to the outside is connected to an exhaust manifold 10B. In the intake passage 12, sequentially from the intake upstream side, an air cleaner 14, an intake air amount sensor (hereinafter referred to as MAF sensor) 40, an intake temperature sensor 48, a compressor 20A of the variable displacement supercharger 20, an intercooler 15, an intake throttle valve 16 mag is provided. In the exhaust passage 13, a turbine 20B of the variable displacement turbocharger 20, an exhaust brake valve 17 which constitutes a part of an exhaust brake device, an exhaust post-treatment device 30, and the like are provided in this order from the exhaust upstream side. In FIG. 1, reference numeral 41 denotes an engine speed sensor, 42 denotes an accelerator opening sensor, 46 denotes a boost pressure sensor, 47 denotes an outside air temperature sensor, and 49 denotes a vehicle speed sensor.

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

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

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

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

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

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

ECU50は、エンジン10等の各種制御を行うもので、公知のCPUやROM、RAM、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。これら各種制御を行うため、ECU50にはセンサ類40〜48のセンサ値が入力される。また、ECU50は、フィルタ再生制御部51と、SOxパージ制御部60と、NOxパージ制御部70と、触媒保温制御部52と、触媒温度推定部80と、MAF追従制御部98と、噴射量学習補正部90と、MAF補正係数演算部95とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるECU50に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。   The ECU 50 performs various controls of the engine 10 and the like, and includes a known CPU, a ROM, a RAM, an input port, an output port, and the like. In order to perform these various controls, sensor values of the sensors 40 to 48 are input to the ECU 50. Further, the ECU 50 includes the filter regeneration control unit 51, the SOx purge control unit 60, the NOx purge control unit 70, the catalyst heat retention control unit 52, the catalyst temperature estimation unit 80, the MAF follow control unit 98, and the injection amount learning The correction unit 90 and the MAF correction coefficient calculation unit 95 are included as a part of functional elements. Although each of these functional elements is described as being included in the ECU 50 which is an integral hardware, any part of these may be provided in a separate hardware.

[フィルタ再生制御]
フィルタ再生制御部51は、車両の走行距離、あるいは図示しない差圧センサで検出されるフィルタ前後差圧からフィルタ33のPM堆積量を推定すると共に、このPM堆積推定量が所定の上限閾値を超えると強制再生フラグFDPFをオンにする(図2の時刻t参照)。強制再生フラグFDPFがオンにされると、排気インジェクタ34に排気管噴射を実行させる指示信号が送信されるか、あるいは、各筒内インジェクタ11にポスト噴射を実行させる指示信号が送信されて、排気温度をPM燃焼温度(例えば、約550℃)まで昇温させる。この強制再生フラグFDPFは、PM堆積推定量が燃焼除去を示す所定の下限閾値(判定閾値)まで低下するとオフにされる(図2の時刻t参照)。強制再生フラグFDPFをオフにする判定閾値は、例えば、フィルタ強制再生開始(FDPF=1)からの上限経過時間や上限累積噴射量を基準にしてもよい。
[Filter regeneration control]
The filter regeneration control unit 51 estimates the PM deposition amount of the filter 33 from the traveling distance of the vehicle or the differential pressure across the filter detected by a differential pressure sensor (not shown), and the PM deposition estimated amount exceeds a predetermined upper threshold. Turn on forced regeneration flag F DPF (see time t 1 in FIG. 2). When the forced regeneration flag F DPF is turned on, an instruction signal for performing exhaust pipe injection to the exhaust injector 34 is transmitted, or an instruction signal for performing post injection to each in-cylinder injector 11 is transmitted. The exhaust temperature is raised to the PM combustion temperature (eg, about 550 ° C.). The forced regeneration flag F DPF is, PM deposition estimation amount is turned off drops to a predetermined lower limit threshold indicating the burn off (determination threshold value) (see time t 2 in FIG. 2). The determination threshold value for turning off the forced regeneration flag F DPF may be based on, for example, the upper limit elapsed time from the start of filter forced regeneration (F DPF = 1) or the upper limit accumulated injection amount.

本実施形態において、フィルタ強制再生時の燃料噴射量は、詳細を後述する参照温度選択部89(図10参照)によって適宜選択される酸化触媒温度又は、NOx触媒温度の何れかに基づいてフィードバック制御されるようになっている。   In the present embodiment, the fuel injection amount at the time of filter forced regeneration is feedback control based on either the oxidation catalyst temperature or the NOx catalyst temperature appropriately selected by the reference temperature selection unit 89 (see FIG. 10) described later in detail. It is supposed to be

[SOxパージ制御]
SOxパージ制御部60は、本発明の触媒再生手段の一例であって、排気をリッチ状態にして排気温度を硫黄離脱温度(例えば、約600℃)まで上昇させて、NOx吸蔵還元型触媒32をSOx被毒から回復させる制御(以下、この制御をSOxパージ制御という)を実行する。
[SOx purge control]
The SOx purge control unit 60 is an example of the catalyst regeneration means according to the present invention, and makes the exhaust gas rich and raises the exhaust temperature to a sulfur desorption temperature (for example, about 600 ° C.). Control to recover from SOx poisoning (hereinafter, this control is called SOx purge control) is executed.

図2は、本実施形態のSOxパージ制御のタイミングチャートを示している。図2に示すように、SOxパージ制御を開始するSOxパージフラグFSPは、強制再生フラグFDPFのオフと同時にオンにされる(図2の時刻t参照)。これにより、フィルタ33の強制再生によって排気温度を上昇させた状態からSOxパージ制御に効率よく移行することが可能となり、燃料消費量を効果的に低減することができる。 FIG. 2 shows a timing chart of SOx purge control according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, SOx purge flag F SP to start SOx purge control is turned off and on at the same time forced regeneration flag F DPF (see time t 2 in FIG. 2). As a result, it becomes possible to efficiently shift to the SOx purge control from the state in which the exhaust gas temperature is raised by the forced regeneration of the filter 33, and the fuel consumption can be effectively reduced.

本実施形態において、SOxパージ制御によるリッチ化は、空気系制御によって空気過剰率を定常運転時(例えば、約1.5)から理論空燃比相当値(約1.0)よりもリーン側の第1目標空気過剰率(例えば、約1.3)まで低下させるSOxパージリーン制御と、噴射系制御によって空気過剰率を第1目標空気過剰率からリッチ側の第2目標空気過剰率(例えば、約0.9)まで低下させるSOxパージリッチ制御とを併用することで実現される。以下、SOxパージリーン制御及び、SOxパージリッチ制御の詳細について説明する。   In the present embodiment, the enrichment by the SOx purge control is performed by using the air system control to set the excess air ratio between steady operation (for example, about 1.5) to the lean side of the stoichiometric air fuel ratio equivalent value (about 1.0). 1 SOx purge lean control to reduce the target excess air ratio (for example, about 1.3), and the excess air ratio from the first target excess air ratio to the second target excess air ratio for rich side (for example, about 0) by injection system control .9) It is realized by using in combination with SOx purge rich control to reduce to .9). Hereinafter, the details of the SOx purge lean control and the SOx purge rich control will be described.

[SOxパージリーン制御の空気系制御]
図3は、SOxパージリーン制御時のMAF目標値MAFSPL_Trgtの設定処理を示すブロック図である。第1目標空気過剰率設定マップ61は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Q(エンジン10の燃料噴射量)に基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Neとアクセル開度Qとに対応したSOxパージリーン制御時の空気過剰率目標値λSPL_Trgt(第1目標空気過剰率)が予め実験等に基づいて設定されている。
[Air system control of SOx purge lean control]
FIG. 3 is a block diagram showing setting processing of the MAF target value MAF SPL_Trgt at the time of SOx purge lean control. The first target excess air ratio setting map 61 is a map that is referred to based on the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q (the fuel injection amount of the engine 10), and these engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q The air excess ratio target value λ SPL_Trgt (first target excess air ratio) at the time of SOx purge lean control corresponding to is set in advance based on experiments and the like.

まず、第1目標空気過剰率設定マップ61から、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号としてSOxパージリーン制御時の空気過剰率目標値λSPL_Trgtが読み取られて、MAF目標値演算部62に入力される。さらに、MAF目標値演算部62では、以下の数式(1)に基づいてSOxパージリーン制御時のMAF目標値MAFSPL_Trgtが演算される。 First, from the first target excess air ratio setting map 61, the excess air ratio target value λ SPL_Trgt at the time of SOx purge lean control is read using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and the MAF target value calculation unit 62 It is input. Furthermore, the MAF target value calculation unit 62 calculates the MAF target value MAF SPL_Trgt at the time of SOx purge lean control based on the following formula (1).

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

MAF目標値演算部62によって演算されたMAF目標値MAFSPL_Trgtは、SOxパージフラグFSPがオン(図2の時刻t参照)になるとランプ処理部63に入力される。ランプ処理部63は、各ランプ係数マップ63A,Bからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号としてランプ係数を読み取ると共に、このランプ係数を付加したMAF目標ランプ値MAFSPL_Trgt_Rampをバルブ制御部64に入力する。 MAF target value MAF SPL_Trgt calculated by the MAF target value calculation unit 62, when the SOx purge flag F SP is turned on (see time t 2 in FIG. 2) is input to the lamp unit 63. The lamp processing unit 63 reads a lamp coefficient from each of the lamp coefficient maps 63A, B using the engine rotational speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and the MAF target lamp value MAF SPL_Trgt_Ramp to which the lamp coefficient is added as a valve control unit 64. Enter in

バルブ制御部64は、MAFセンサ40から入力される実MAF値MAFActがMAF目標ランプ値MAFSPL_Trgt_Rampとなるように、吸気スロットルバルブ16を閉側に絞ると共に、EGRバルブ24を開側に開くフィードバック制御を実行する。 The valve control unit 64 is a feedback that throttles the intake throttle valve 16 to the closing side and opens the EGR valve 24 to the opening side so that the actual MAF value MAF Act input from the MAF sensor 40 becomes the MAF target lamp value MAF SPL_Trgt_Ramp. Execute control.

このように、本実施形態では、第1目標空気過剰率設定マップ61から読み取られる空気過剰率目標値λSPL_Trgtと、各筒内インジェクタ11の燃料噴射量とに基づいてMAF目標値MAFSPL_Trgtを設定し、このMAF目標値MAFSPL_Trgtに基づいて空気系動作をフィードバック制御するようになっている。これにより、NOx吸蔵還元型触媒32の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、NOx吸蔵還元型触媒32の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をSOxパージリーン制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。 As described above, in the present embodiment, the MAF target value MAF SPL_Trgt is set based on the excess air ratio target value λ SPL_Trgt read from the first target air excess ratio setting map 61 and the fuel injection amount of each in-cylinder injector 11 The air system operation is feedback controlled based on the MAF target value MAF SPL_Trgt . As a result, the lambda sensor is not provided upstream of the NOx storage reduction catalyst 32, or even when a lambda sensor is provided upstream of the NOx storage reduction catalyst 32, the sensor value of the lambda sensor is not used. It is possible to effectively reduce the exhaust to the desired excess air required for SOx purge lean control.

また、各筒内インジェクタ11の燃料噴射量として学習補正後の燃料噴射量Qfnl_corrdを用いることで、MAF目標値MAFSPL_Trgtをフィードフォワード制御で設定することが可能となり、各筒内インジェクタ11の経年劣化や特性変化、個体差等の影響を効果的に排除することができる。 Further, by using the fuel injection amount Q fnl_corrd after learning correction as the fuel injection amount of each in-cylinder injector 11, it becomes possible to set the MAF target value MAF SPL_Trgt by feed forward control, and aging of each in-cylinder injector 11 The effects of deterioration, characteristic change, individual differences and the like can be effectively eliminated.

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

[SOxパージリッチ制御の燃料噴射量設定]
図4は、SOxパージリッチ制御における排気管噴射又はポスト噴射の目標噴射量QSPR_Trgt(単位時間当たりの噴射量)の設定処理を示すブロック図である。第2目標空気過剰率設定マップ65は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Neとアクセル開度Qとに対応したSOxパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λSPR_Trgt(第2目標空気過剰率)が予め実験等に基づいて設定されている。
[Set fuel injection amount for SOx purge rich control]
FIG. 4 is a block diagram showing processing for setting a target injection amount Q SPR_Trgt (injection amount per unit time) of exhaust pipe injection or post injection in the SOx purge rich control. The second target excess air ratio setting map 65 is a map that is referred to based on the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q, and at the time of SOx purge rich control corresponding to the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q. The excess air ratio target value λ SPR_Trgt (second target excess air ratio) is set in advance based on experiments and the like.

まず、第2目標空気過剰率設定マップ65から、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号としてSOxパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λSPR_Trgtが読み取られて、噴射量目標値演算部66に入力される。さらに、噴射量目標値演算部66では、以下の数式(2)に基づいてSOxパージリッチ制御時の目標噴射量QSPR_Trgtが演算される。 First, the excess air ratio target value λ SPR_Trgt at the time of SOx purge rich control is read from the second target excess air ratio setting map 65 with the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and the injection amount target value calculation unit Input to 66 Further, in the injection amount target value calculation unit 66, the target injection amount Q SPR_Trgt at the time of the SOx purge rich control is calculated based on the following formula (2).

SPR_Trgt=MAFSPL_Trgt×Maf_corr/(λSPR_Trgt×RoFuel×AFRsto)−Qfnl_corrd・・・(2)
数式(2)において、MAFSPL_TrgtはSOxパージリーン時のMAF目標値であって、前述のMAF目標値演算部62から入力される。また、Qfnl_corrdは後述する学習補正されたMAF追従制御適用前の燃料噴射量(ポスト噴射を除く)、RoFuelは燃料比重、AFRstoは理論空燃比、Maf_corrは後述するMAF補正係数をそれぞれ示している。
Q SPR_Trgt = MAF SPL_Trgt × Maf_corr / (λ SPR_Trgt × Ro Fuel × AFR sto ) −Q fnl_corrd (2)
In Equation (2), MAF SPL_Trgt is the MAF target value at the time of SOx purge lean, and is input from the above-described MAF target value calculation unit 62. Also, Q fnl_corrd is the fuel injection amount before application of the learning corrected MAF (except for post injection), Ro Fuel is the fuel specific gravity, AFR sto is the theoretical air fuel ratio, and Maf _ corr is the MAF correction coefficient described later. It shows.

噴射量目標値演算部66によって演算された目標噴射量QSPR_Trgtは、後述するSOxパージリッチフラグFSPRがオンになると、排気インジェクタ34又は、各筒内インジェクタ11に噴射指示信号として送信される。 The target injection amount Q SPR_Trgt calculated by the injection amount target value calculation unit 66 is transmitted as an injection instruction signal to the exhaust injector 34 or each in-cylinder injector 11 when an SOx purge rich flag F SPR described later is turned on.

このように、本実施形態では、第2目標空気過剰率設定マップ65から読み取られる空気過剰率目標値λSPR_Trgtと、各筒内インジェクタ11の燃料噴射量とに基づいて目標噴射量QSPR_Trgtを設定するようになっている。これにより、NOx吸蔵還元型触媒32の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、NOx吸蔵還元型触媒32の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をSOxパージリッチ制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。 Thus, in the present embodiment, the target injection amount Q SPR_Trgt is set based on the air excess ratio target value λ SPR_Trgt read from the second target air excess ratio setting map 65 and the fuel injection amount of each in-cylinder injector 11 It is supposed to As a result, the lambda sensor is not provided upstream of the NOx storage reduction catalyst 32, or even when a lambda sensor is provided upstream of the NOx storage reduction catalyst 32, the sensor value of the lambda sensor is not used. It is possible to effectively reduce the exhaust to the desired excess air ratio required for SOx purge rich control.

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

[SOxパージ制御の触媒温度調整制御]
SOxパージ制御中にNOx吸蔵還元型触媒32に流入する排気温度(以下、触媒温度ともいう)は、図2の時刻t〜tに示すように、排気管噴射又はポスト噴射を実行するSOxパージリッチフラグFSPRのオン・オフ(リッチ・リーン)を交互に切り替えることで制御される。SOxパージリッチフラグFSPRがオン(FSPR=1)にされると、排気管噴射又はポスト噴射によって触媒温度は上昇する(以下、この期間を噴射期間TF_INJという)。一方、SOxパージリッチフラグFSPRがオフにされると、排気管噴射又はポスト噴射の停止によって触媒温度は低下する(以下、この期間をインターバルTF_INTという)。
[Catalyst temperature adjustment control of SOx purge control]
Exhaust gas temperature flowing into the NOx occlusion-reduction catalyst 32 during the SOx purge control (hereinafter, referred to as catalyst temperature), as shown at time t 2 ~t 4 in FIG. 2, performing the exhaust pipe injection or post injection SOx The purge rich flag F SPR is controlled by alternately switching on and off (rich and lean). When the SOx purge rich flag F SPR is turned on (F SPR = 1), the catalyst temperature rises by exhaust pipe injection or post injection (hereinafter, this period is referred to as injection period TF_INJ ). On the other hand, when the SOx purge rich flag F SPR is turned off, the catalyst temperature is lowered by stopping the exhaust pipe injection or the post injection (hereinafter, this period is referred to as an interval TF_INT ).

本実施形態において、噴射期間TF_INJは、予め実験等により作成した噴射期間設定マップ(不図示)からエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに対応する値を読み取ることで設定される。この噴射時間設定マップには、予め実験等によって求めた排気の空気過剰率を第2目標空気過剰率まで確実に低下させるのに必要となる噴射期間が、エンジン10の運転状態に応じて設定されている。 In the present embodiment, the injection period TF_INJ is set by reading values corresponding to the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q from an injection period setting map (not shown) created in advance by experiment or the like. In this injection time setting map, the injection period required to reliably reduce the excess air ratio of the exhaust determined in advance by experiments etc. to the second target excess air ratio is set according to the operating state of engine 10 ing.

インターバルTF_INTは、触媒温度が最も高くなるSOxパージリッチフラグFSPRがオンからオフに切り替えられた際に、フィードバック制御によって設定される。具体的には、SOxパージリッチフラグFSPRがオフされた際の触媒目標温度と触媒推定温度との偏差ΔTに比例して入力信号を変化させる比例制御と、偏差ΔTの時間積分値に比例して入力信号を変化させる積分制御と、偏差ΔTの時間微分値に比例して入力信号を変化させる微分制御とで構成されるPID制御によって処理される。触媒目標温度は、NOx吸蔵還元型触媒32からSOxを離脱可能な温度で設定され、触媒推定温度は、詳細を後述する参照温度選択部89(図10参照)によって適宜選択される酸化触媒温度又は、NOx触媒温度の何れかで設定されるようになっている。 The interval T F — INT is set by feedback control when the SOx purge rich flag F SPR at which the catalyst temperature becomes the highest is switched from on to off. Specifically, the proportional control in which the input signal is changed in proportion to the deviation ΔT between the catalyst target temperature and the catalyst estimated temperature when the SOx purge rich flag F SPR is turned off, and the time integral value of the deviation ΔT Processing is performed by PID control configured of integral control that changes the input signal and differential control that changes the input signal in proportion to the time differential value of the deviation ΔT. The catalyst target temperature is set to a temperature at which SOx can be desorbed from the NOx storage reduction type catalyst 32, and the estimated catalyst temperature is an oxidation catalyst temperature appropriately selected by a reference temperature selection unit 89 (see FIG. 10) described later in detail. And the NOx catalyst temperature.

図5の時刻tに示すように、フィルタ強制再生の終了(FDPF=0)によってSOxパージフラグFSPがオンされると、SOxパージリッチフラグFSPRもオンにされ、さらに前回のSOxパージ制御時にフィードバック計算されたインターバルTF_INTも一旦リセットされる。すなわち、フィルタ強制再生直後の初回は、噴射期間設定マップで設定した噴射期間TF_INJ_1に応じて排気管噴射又はポスト噴射が実行される(図5の時刻t〜t参照)。このように、SOxパージリーン制御を行うことなくSOxパージリッチ制御からSOxパージ制御を開始するので、フィルタ強制再生で上昇した排気温度を低下させることなく、速やかにSOxパージ制御に移行され、燃料消費量を低減することができる。 As shown at time t 1 in FIG. 5, when the SOx purge flag F SP by ends (F DPF = 0) of the filter forced regeneration is turned on, SOx purge rich flag F SPR also turned on, further previous SOx purge control The feedback calculated interval TF_INT is also reset once. That is, the first immediately after the filter forced regeneration, the exhaust pipe injection or post injection is executed in accordance with the injection period T F_INJ_1 set by the injection period setting map (see time t 1 ~t 2 in FIG. 5). As described above, since SOx purge control is started from SOx purge rich control without performing SOx purge lean control, SOx purge control is promptly transferred without decreasing the exhaust temperature raised by filter forced regeneration, and the fuel consumption amount Can be reduced.

次いで、噴射期間TF_INJ_1の経過によってSOxパージリッチフラグFSPRがオフになると、PID制御によって設定されたインターバルTF_INT_1が経過するまで、SOxパージリッチフラグFSPRはオフとされる(図5の時刻t〜t参照)。さらに、インターバルTF_INT_1の経過によってSOxパージリッチフラグFSPRがオンにされると、再び噴射期間TF_INJ_2に応じた排気管噴射又はポスト噴射が実行される(図5の時刻t〜t参照)。その後、これらSOxパージリッチフラグFSPRのオン・オフの切り替えは、後述するSOxパージ制御の終了判定によってSOxパージフラグFSPがオフ(図5の時刻t参照)にされるまで繰り返し実行される。 Then, when the SOx purge rich flag F SPR is turned off with the passage of the injection period T F_INJ_1, until interval T F_INT_1 set by PID control has elapsed, SOx purge rich flag F SPR is turned off (time in FIG. 5 t 2 to t 3 ). Furthermore, when the SOx purge rich flag F SPR is turned on by the passage of the interval T F_INT_1 , the exhaust pipe injection or the post injection is executed again according to the injection period T F_INJ_2 (see time t 3 to t 4 in FIG. 5). ). Thereafter, the switching on and off of these SOx purge rich flag F SPR is repeatedly executed until the SOx purge flag F SP is turned off (see time t n in FIG. 5) by the completion judgment of the SOx purge control described later.

このように、本実施形態では、触媒温度を上昇させると共に空気過剰率を第2目標空気過剰率まで低下させる噴射期間TF_INJをエンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップから設定すると共に、触媒温度を降下させるインターバルTF_INTをPID制御によって処理するようになっている。これにより、SOxパージ制御中の触媒温度をパージに必要な所望の温度範囲に効果的に維持しつつ、空気過剰率を目標過剰率まで確実に低下させることが可能になる。 Thus, in the present embodiment, the injection period TF_INJ for increasing the catalyst temperature and decreasing the excess air ratio to the second target excess air ratio is set from the map referred to based on the operating state of the engine 10, An interval TF_INT for lowering the catalyst temperature is processed by PID control. This makes it possible to reliably reduce the excess air ratio to the target excess ratio while effectively maintaining the catalyst temperature during SOx purge control within the desired temperature range required for the purge.

[SOxパージ制御の終了判定]
SOxパージ制御は、(1)SOxパージフラグFSPのオンから排気管噴射又はポスト噴射の噴射量を累積し、この累積噴射量が所定の上限閾値量に達した場合、(2)SOxパージ制御の開始から計時した経過時間が所定の上限閾値時間に達した場合、(3)エンジン10の運転状態やNOx/ラムダセンサ45のセンサ値等を入力信号として含む所定のモデル式に基づいて演算されるNOx吸蔵還元型触媒32のSOx吸着量がSOx除去成功を示す所定の閾値まで低下した場合の何れかの条件が成立すると、SOxパージフラグFSPをオフにして終了される(図2の時刻t、図5の時刻t参照)。
[Stop determination of SOx purge control]
SOx purge control, (1) SOx purge flag F from on the SP injection quantity of the exhaust pipe injection or post injection accumulated, when the amount of the cumulative injected has reached the predetermined upper limit threshold amount, of (2) SOx purge control If the elapsed time measured from the start reaches a predetermined upper limit threshold time, (3) Calculation is performed based on a predetermined model equation including the operating state of engine 10, the sensor value of NOx / lambda sensor 45, etc. as input signals. If any of the conditions in the case of SOx adsorption amount of NOx occlusion-reduction catalyst 32 has decreased to a predetermined threshold value indicating a SOx removal success is established, SOx purge flag F SP is terminated by turning off the (time t 4 in FIG. 2 , Time t n in FIG. 5).

このように、本実施形態では、SOxパージ制御の終了条件に累積噴射量及び、経過時間の上限を設けたことで、SOxパージが排気温度の低下等によって進捗しなかった場合に、燃料消費量が過剰になることを効果的に防止することができる。   As described above, in the present embodiment, the fuel consumption amount is obtained when the SOx purge does not progress due to a decrease in the exhaust temperature or the like by providing the cumulative injection amount and the upper limit of the elapsed time as the SOx purge control termination condition. Can be effectively prevented.

[NOxパージ制御]
NOxパージ制御部70は、本発明の触媒再生手段の一例であって、排気をリッチ状態にしてNOx吸蔵還元型触媒32に吸蔵されているNOxを還元浄化により無害化して放出することで、NOx吸蔵還元型触媒32のNOx吸蔵能力を回復させる制御(以下、この制御をNOxパージ制御という)を実行する。
[NOx purge control]
The NOx purge control unit 70 is an example of the catalyst regeneration means of the present invention, and makes the exhaust gas rich and detoxifies and releases NOx stored in the NOx storage reduction catalyst 32 by reduction purification. Control for recovering the NOx storage capacity of the storage reduction catalyst 32 (hereinafter, this control is referred to as NOx purge control) is executed.

NOxパージ制御を開始するNOxパージフラグFNPは、エンジン10の運転状態から単位時間当たりのNOx排出量を推定し、これを累積計算した推定累積値ΣNOxが所定の閾値を超えるとオンにされる(図6の時刻t参照)。あるいは、エンジン10の運転状態から推定される触媒上流側のNOx排出量と、NOx/ラムダセンサ45で検出される触媒下流側のNOx量とからNOx吸蔵還元型触媒32によるNOx浄化率を演算し、このNOx浄化率が所定の判定閾値よりも低くなった場合に、NOxパージフラグFNPはオンにされる。 NOx purge flag F NP starting the NOx purge control estimates the NOx emission amount per unit time from the operation state of the engine 10, the cumulative calculated estimated cumulative value ΣNOx is turned on exceeds a predetermined threshold value so ( reference time t 1 of FIG. 6). Alternatively, the NOx purification rate by the NOx storage reduction catalyst 32 is calculated from the NOx emission amount on the catalyst upstream side estimated from the operating state of the engine 10 and the NOx amount on the catalyst downstream side detected by the NOx / lambda sensor 45 , if the NOx purification rate becomes lower than a predetermined judgment threshold, NOx purge flag F NP is turned on.

本実施形態において、NOxパージ制御によるリッチ化は、空気系制御によって空気過剰率を定常運転時(例えば、約1.5)から理論空燃比相当値(約1.0)よりもリーン側の第3目標空気過剰率(例えば、約1.3)まで低下させるNOxパージリーン制御と、噴射系制御によって空気過剰率を第3目標空気過剰率からリッチ側の第4目標空気過剰率(例えば、約0.9)まで低下させるNOxパージリッチ制御とを併用することで実現される。以下、NOxパージリーン制御及び、NOxパージリッチ制御の詳細について説明する。   In the present embodiment, the enrichment by NOx purge control is performed by using the air system control to set the excess air ratio to a side closer to the lean side than the theoretical air fuel ratio equivalent value (about 1.0) from the steady operation time (for example, about 1.5). 3 Reduce the excess air ratio from the third excess air ratio to the fourth excess air ratio rich from the third excess air ratio (for example, approximately 0) This is realized by using in combination with NOx purge rich control to reduce to 9). The details of the NOx purge lean control and the NOx purge rich control will be described below.

[NOxパージリーン制御のMAF目標値設定]
図7は、NOxパージリーン制御時のMAF目標値MAFNPL_Trgtの設定処理を示すブロック図である。第3目標空気過剰率設定マップ71は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Neとアクセル開度Qとに対応したNOxパージリーン制御時の空気過剰率目標値λNPL_Trgt(第3目標空気過剰率)が予め実験等に基づいて設定されている。
[MAF target value setting for NOx purge lean control]
FIG. 7 is a block diagram showing setting processing of the MAF target value MAF NPL_Trgt at the time of NOx purge lean control. The third target excess air ratio setting map 71 is a map that is referred to based on the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q, and at the time of NOx purge lean control corresponding to the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q. The excess air ratio target value λ NPL_Trgt (third target excess air ratio) is set in advance based on experiments and the like.

まず、第3目標空気過剰率設定マップ71から、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号としてNOxパージリーン制御時の空気過剰率目標値λNPL_Trgtが読み取られて、MAF目標値演算部72に入力される。さらに、MAF目標値演算部72では、以下の数式(3)に基づいてNOxパージリーン制御時のMAF目標値MAFNPL_Trgtが演算される。 First, from the third target excess air ratio setting map 71, the excess air ratio target value λ NPL_Trgt at the time of NOx purge lean control is read using the engine rotational speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and the MAF target value calculation unit 72 It is input. Further, the MAF target value calculation unit 72 calculates the MAF target value MAF NPL_Trgt at the time of NOx purge lean control based on the following formula (3).

MAFNPL_Trgt=λNPL_Trgt×Qfnl_corrd×RoFuel×AFRsto/Maf_corr・・・(3)
数式(3)において、Qfnl_corrdは後述する学習補正された燃料噴射量(ポスト噴射を除く)、RoFuelは燃料比重、AFRstoは理論空燃比、Maf_corrは後述するMAF補正係数をそれぞれ示している。
MAF NPL_Trgt = λ NPL_Trgt × Q fnl_corrd × Ro Fuel × AFR sto / Maf _corr (3)
In equation (3), Q fnl_corrd is a learning-corrected fuel injection amount (except post injection) described later, Ro Fuel is a fuel specific gravity, AFR sto is a theoretical air fuel ratio, and Maf_corr is a MAF correction coefficient described later. There is.

MAF目標値演算部72によって演算されたMAF目標値MAFNPL_Trgtは、NOxパージフラグFSPがオン(図6の時刻t参照)になるとランプ処理部73に入力される。ランプ処理部73は、各ランプ係数マップ73A,Bからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号としてランプ係数を読み取ると共に、このランプ係数を付加したMAF目標ランプ値MAFNPL_Trgt_Rampをバルブ制御部74に入力する。 MAF target value MAF NPL_Trgt calculated by the MAF target value calculation unit 72 is input the NOx purge flag F SP is turned on (see the time t 1 in FIG. 6) to the lamp unit 73. The lamp processing unit 73 reads a lamp coefficient from each of the lamp coefficient maps 73A and 73B using the engine rotational speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and the MAF target lamp value MAF NPL_Trgt_Ramp to which the lamp coefficient is added as a valve control unit 74. Enter in

バルブ制御部74は、MAFセンサ40から入力される実MAF値MAFActがMAF目標ランプ値MAFNPL_Trgt_Rampとなるように、吸気スロットルバルブ16を閉側に絞ると共に、EGRバルブ24を開側に開くフィードバック制御を実行する。 The valve control unit 74 is a feedback that throttles the intake throttle valve 16 to the closing side and opens the EGR valve 24 to the opening side so that the actual MAF value MAF Act input from the MAF sensor 40 becomes the MAF target lamp value MAF NPL_Trgt_Ramp. Execute control.

このように、本実施形態では、第3目標空気過剰率設定マップ71から読み取られる空気過剰率目標値λNPL_Trgtと、各筒内インジェクタ11の燃料噴射量とに基づいてMAF目標値MAFNPL_Trgtを設定し、このMAF目標値MAFNPL_Trgtに基づいて空気系動作をフィードバック制御するようになっている。これにより、NOx吸蔵還元型触媒32の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、NOx吸蔵還元型触媒32の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をNOxパージリーン制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。 As described above, in the present embodiment, the MAF target value MAF NPL_Trgt is set based on the air excess ratio target value λ NPL_Trgt read from the third target air excess ratio setting map 71 and the fuel injection amount of each in-cylinder injector 11 The feedback control of the air system operation is performed based on the MAF target value MAF NPL_Trgt . As a result, the lambda sensor is not provided upstream of the NOx storage reduction catalyst 32, or even when a lambda sensor is provided upstream of the NOx storage reduction catalyst 32, the sensor value of the lambda sensor is not used. It is possible to effectively reduce the exhaust to the desired excess air ratio required for NOx purge lean control.

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

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

[NOxパージリッチ制御の燃料噴射量設定]
図8は、NOxパージリッチ制御における排気管噴射又はポスト噴射の目標噴射量QNPR_Trgt(単位時間当たりの噴射量)の設定処理を示すブロック図である。第4目標空気過剰率設定マップ75は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Neとアクセル開度Qとに対応したNOxパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λNPR_Trgt(第4目標空気過剰率)が予め実験等に基づいて設定されている。
[Set fuel injection amount for NOx purge rich control]
FIG. 8 is a block diagram showing processing for setting a target injection amount Q NPR_Trgt (injection amount per unit time) of exhaust pipe injection or post injection in the NOx purge rich control. The fourth target excess air ratio setting map 75 is a map that is referred to based on the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q, and at the time of NOx purge rich control corresponding to the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q. The excess air ratio target value λ NPR_Trgt (fourth target excess air ratio) is set in advance based on experiments and the like.

まず、第4目標空気過剰率設定マップ75から、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号としてNOxパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λNPR_Trgtが読み取られて噴射量目標値演算部76に入力される。さらに、噴射量目標値演算部76では、以下の数式(4)に基づいてNOxパージリッチ制御時の目標噴射量QNPR_Trgtが演算される。 First, from the fourth target excess air ratio setting map 75, the excess air ratio target value λ NPR_Trgt at the time of NOx purge rich control is read using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and the injection amount target value calculation unit 76 Is input to Further, in the injection amount target value calculation unit 76, the target injection amount Q NPR_Trgt at the time of NOx purge rich control is calculated based on the following equation (4).

NPR_Trgt=MAFNPL_Trgt×Maf_corr/(λNPR_Trgt×RoFuel×AFRsto)−Qfnl_corrd・・・(4)
数式(4)において、MAFNPL_TrgtはNOxパージリーンMAF目標値であって、前述のMAF目標値演算部72から入力される。また、Qfnl_corrdは後述する学習補正されたMAF追従制御適用前の燃料噴射量(ポスト噴射を除く)、RoFuelは燃料比重、AFRstoは理論空燃比、Maf_corrは後述するMAF補正係数をそれぞれ示している。
Q NPR_Trgt = MAF NPL_Trgt × Maf_corr / (λ NPR_Trgt × Ro Fuel × AFR sto ) −Q fnl_corrd (4)
In Equation (4), MAF NPL_Trgt is the NOx purge lean MAF target value, and is input from the above-described MAF target value calculation unit 72. Also, Q fnl_corrd is the fuel injection amount before application of the learning corrected MAF (except for post injection), Ro Fuel is the fuel specific gravity, AFR sto is the theoretical air fuel ratio, and Maf _ corr is the MAF correction coefficient described later. It shows.

噴射量目標値演算部76によって演算される目標噴射量QNPR_Trgtは、NOxパージフラグFSPがオンになると、排気インジェクタ34又は各筒内インジェクタ11に噴射指示信号として送信される(図6の時刻t)。この噴射指示信号の送信は、後述するNOxパージ制御の終了判定によってNOxパージフラグFNPがオフ(図6の時刻t)にされるまで継続される。 The target injection amount Q NPR_Trgt calculated by the injection amount target value calculation unit 76 is transmitted as an injection instruction signal to the exhaust injector 34 or each in-cylinder injector 11 when the NOx purge flag F SP is turned on (time t in FIG. 6). 1 ). Transmission of the injection instruction signal is continued until the NOx purge flag F NP is turned off (time t 2 in FIG. 6) by the completion judgment of the NOx purge control described later.

このように、本実施形態では、第4目標空気過剰率設定マップ75から読み取られる空気過剰率目標値λNPR_Trgtと、各筒内インジェクタ11の燃料噴射量とに基づいて目標噴射量QNPR_Trgtを設定するようになっている。これにより、NOx吸蔵還元型触媒32の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、NOx吸蔵還元型触媒32の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をNOxパージリッチ制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。 Thus, in the present embodiment, the target injection amount Q NPR_Trgt is set based on the air excess ratio target value λ NPR_Trgt read from the fourth target air excess ratio setting map 75 and the fuel injection amount of each in-cylinder injector 11 It is supposed to As a result, the lambda sensor is not provided upstream of the NOx storage reduction catalyst 32, or even when a lambda sensor is provided upstream of the NOx storage reduction catalyst 32, the sensor value of the lambda sensor is not used. It is possible to effectively reduce the exhaust to the desired excess air ratio required for NOx purge rich control.

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

[NOxパージ制御の終了判定]
NOxパージ制御は、(1)NOxパージフラグFNPのオンから排気管噴射又はポスト噴射の噴射量を累積し、この累積噴射量が所定の上限閾値量に達した場合、(2)NOxパージ制御の開始から計時した経過時間が所定の上限閾値時間に達した場合、(3)エンジン10の運転状態やNOx/ラムダセンサ45のセンサ値等を入力信号として含む所定のモデル式に基づいて演算されるNOx吸蔵還元型触媒32のNOx吸蔵量がNOx除去成功を示す所定の閾値まで低下した場合の何れかの条件が成立すると、NOxパージフラグFNPをオフにして終了される(図6の時刻t参照)。
[Determining the end of NOx purge control]
NOx purge control, (1) the injection amount of the exhaust pipe injection or post-injection from on the NOx purge flag F NP accumulated, when the amount of the cumulative injected has reached the predetermined upper limit threshold amount, of (2) NOx purge control If the elapsed time measured from the start reaches a predetermined upper limit threshold time, (3) Calculation is performed based on a predetermined model equation including the operating state of engine 10, the sensor value of NOx / lambda sensor 45, etc. as input signals. The NOx purge flag F NP is turned off and the process is terminated (time t 2 in FIG. 6) when any condition is satisfied when the NOx storage amount of the NOx storage reduction catalyst 32 decreases to a predetermined threshold value indicating successful NOx removal. reference).

このように、本実施形態では、NOxパージ制御の終了条件に累積噴射量及び、経過時間の上限を設けたことで、NOxパージが排気温度の低下等によって成功しなかった場合に燃料消費量が過剰になることを確実に防止することができる。   As described above, in the present embodiment, by providing the cumulative injection amount and the upper limit of the elapsed time as the termination condition of the NOx purge control, the fuel consumption amount is increased when the NOx purge does not succeed due to a decrease in the exhaust temperature or the like. It can be reliably prevented from becoming excessive.

[触媒保温制御(MAF絞り制御)]
図9は、触媒保温制御部52による触媒保温制御処理を示すブロック図である。
[Catalyst heat retention control (MAF throttle control)]
FIG. 9 is a block diagram showing catalyst heat retention control processing by the catalyst heat retention control unit 52. As shown in FIG.

アイドル運転検出部53は、各種センサ41,42,49から入力されるセンサ値に基づいて、エンジン10がアイドル運転状態にあるか否かを検出する。   The idle operation detection unit 53 detects whether the engine 10 is in the idle operation state based on the sensor values input from the various sensors 41, 42, 49.

モータリング検出部54は、各種センサ41,42,49から入力されるセンサ値に基づいて、エンジン10が所定回転数以上で筒内インジェクタ11の燃料噴射を停止させるモータリング状態にあるか否かを検出する。   The motoring detection unit 54 determines whether or not the engine 10 is in the motoring state to stop fuel injection of the in-cylinder injector 11 at a predetermined rotation speed or more based on sensor values input from the various sensors 41, 42, 49. To detect

排気ブレーキ作動検出部55は、排気ブレーキバルブ17の閉弁により排気圧力を上昇させてエンジン10の回転速度を低下させる排気ブレーキ装置の作動有無を検出する。排気ブレーキ装置の作動有無は、図示しない車両運転室に設けられた排気ブレーキスイッチ56のオン/オフ操作に基づいて検出すればよい。   The exhaust brake operation detection unit 55 detects the operation of the exhaust brake device that reduces the rotational speed of the engine 10 by increasing the exhaust pressure by closing the exhaust brake valve 17. The presence or absence of the operation of the exhaust brake device may be detected based on the on / off operation of the exhaust brake switch 56 provided in the driver's cab (not shown).

MAF絞り制御部57は、以下の条件が成立する場合に、吸気スロットルバルブ16(又は、排気スロットルバルブの少なくとも一方)の開度を閉側に絞って吸入空気量を減少させることにより、各触媒31,32への低温排気の流入を抑止する触媒保温制御(以下、MAF絞り制御ともいう)を実行する。(1)アイドル運転検出部53によってエンジン10のアイドル運転状態が検出された場合。(2)モータリング検出部54によってエンジン10のモータリング状態が検出された場合。なお、MAF絞り制御時のバルブ開度は、通常のリーン運転時よりも低い所定の目標MAF値と、MAFセンサ40のセンサ値(実MAF値)との偏差に基づいてフィードバック制御される。所定の目標MAF値は、例えば、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるベースマップ(不図示)に、吸気温度及び大気圧に応じた補正係数を乗じることで設定されるようになっている。   The MAF throttle control unit 57 reduces the intake air amount by squeezing the opening degree of the intake throttle valve 16 (or at least one of the exhaust throttle valves) to the close side when the following conditions are satisfied. Catalyst heat retention control (hereinafter, also referred to as MAF throttle control) for suppressing the inflow of low-temperature exhaust gas to 31 and 32 is executed. (1) When the idle operation state of the engine 10 is detected by the idle operation detection unit 53. (2) When the motoring state of the engine 10 is detected by the motoring detection unit 54. In addition, the valve opening degree at the time of MAF throttle control is feedback-controlled based on the deviation of the predetermined target MAF value lower than that at the time of normal lean operation and the sensor value (actual MAF value) of the MAF sensor 40. The predetermined target MAF value is set, for example, by multiplying a base map (not shown) referenced based on the operating state of the engine 10 by a correction coefficient according to the intake air temperature and the atmospheric pressure. .

MAF絞り制御禁止部55Aは、モータリング検出部54によってモータリング状態が検出されても、排気ブレーキ作動検出部55が排気ブレーキ装置の作動を検出した場合は、ブレーキ力を確保すべくMAF絞り制御の実施を禁止する。   Even if the motoring state is detected by the motoring detection unit 54, the MAF stop control prohibition unit 55A performs MAF stop control to ensure the braking force when the exhaust brake operation detection unit 55 detects the operation of the exhaust brake device. Prohibit the implementation of

このように、本実施形態では、アイドル運転時やモータリング時等、排気温度の低下によって触媒温度が活性温度よりも低く冷却され得る状況で、吸入空気量を絞る触媒保温制御を実施することにより、各触媒31,32を活性状態に効果的に維持することが可能になる。また、モータリング状態であっても、排気ブレーキ装置の作動時は、触媒保温制御の実施を禁止することにより、ブレーキ力を効果的に確保することが可能になる。   As described above, in the present embodiment, the catalyst heat retention control is performed to reduce the amount of intake air in a situation where the catalyst temperature can be cooled lower than the activation temperature due to the decrease of the exhaust temperature, such as idle operation and motoring. Thus, the catalysts 31 and 32 can be effectively maintained in the activated state. Further, even in the motoring state, the braking force can be effectively secured by prohibiting the catalyst heat retention control when the exhaust brake device is in operation.

[触媒温度推定]
図10は、触媒温度推定部80による酸化触媒温度及び、NOx触媒温度の推定処理を示すブロック図である。
[Catalyst temperature estimation]
FIG. 10 is a block diagram showing estimation processing of the oxidation catalyst temperature and the NOx catalyst temperature by the catalyst temperature estimation unit 80. As shown in FIG.

リーン時HCマップ81Aは、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップであって、リーン運転時にエンジン10から排出されるHC量(以下、リーン時HC排出量という)が予め実験等により設定されている。アイドル運転検出部53(図9参照)によってアイドル運転が検出されず、且つ、強制再生フラグFDPF、SOxパージフラグFSP、NOxパージフラグFNPの何れもがオフ(FDPF=0,FSP=0,FNP=0)の場合は、リーン時HCマップ81Aからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて読み取られたリーン時HC排出量が各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The lean time HC map 81A is a map that is referred to based on the operating state of the engine 10, and the amount of HC discharged from the engine 10 during lean operation (hereinafter referred to as lean time HC discharge amount) It is done. The idle operation is not detected by the idle operation detection unit 53 (see FIG. 9), and all of the forced regeneration flag F DPF , the SOx purge flag F SP and the NOx purge flag F NP are off (F DPF = 0, F SP = 0 , F NP = 0), the lean HC emission amount read from the lean HC map 81A based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q is transmitted to the respective calorific value estimation units 88A, B. It has become.

リーン時COマップ81Bは、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップであって、リーン運転時にエンジン10から排出されるCO量(以下、リーン時CO排出量という)が予め実験等により設定されている。アイドル運転検出部53(図9参照)によってアイドル運転が検出されず、且つ、強制再生フラグFDPF、SOxパージフラグFSP、NOxパージフラグFNPの何れもがオフ(FDPF=0,FSP=0,FNP=0)の場合は、リーン時COマップ81Bからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて読み取られたリーン時CO排出量が各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The lean time CO map 81B is a map that is referred to based on the operating state of the engine 10, and the amount of CO discharged from the engine 10 during lean operation (hereinafter referred to as lean time CO emission amount) is set in advance by experiments and the like. It is done. The idle operation is not detected by the idle operation detection unit 53 (see FIG. 9), and all of the forced regeneration flag F DPF , the SOx purge flag F SP and the NOx purge flag F NP are off (F DPF = 0, F SP = 0 , F NP = 0), the lean CO emissions read from the lean CO map 81B based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q are transmitted to the respective calorific value estimation units 88A, B. It has become.

長時間NOxパージ時HCマップ82Aは、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップであって、NOxパージ制御の目標実行時間が所定時間以上となる長時間NOxパージを実施した際にエンジン10から排出されるHC量(以下、長時間NOxパージ時HC排出量という)が予め実験等により設定されている。NOxパージフラグFNPがオン(FNP=1)且つ、NOxパージ制御の目標実行時間が所定時間以上となる場合は、NOxパージ時HCマップ82Aからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて読み取られた長時間NOxパージ時HC排出量に、エンジン10の運転状態に応じた所定の補正係数が乗じられて、各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The long-time NOx purge HC map 82A is a map that is referred to based on the operating state of the engine 10, and the engine 10 is operated for a long time when the NOx purge control target execution time is longer than a predetermined time. The amount of HC (hereinafter referred to as “the long-term NOx purge HC emission amount”) emitted from the exhaust gas is set in advance by experiment or the like. If the NOx purge flag F NP is on (F NP = 1) and the target execution time of the NOx purge control is equal to or longer than a predetermined time, reading based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q from the NOx purge HC map 82A The long-time NOx purge HC discharge amount is multiplied by a predetermined correction coefficient according to the operating state of the engine 10, and is transmitted to the respective heat generation amount estimation units 88A and 88B.

NOxパージ時COマップ82Bは、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップであって、NOxパージ制御の目標実行時間が所定時間以上となる長時間NOxパージを実施した際にエンジン10から排出されるCO量(以下、長時間NOxパージ時CO排出量という)が予め実験等により設定されている。NOxパージフラグFNPがオン(FNP=1)且つ、NOxパージ制御の目標実行時間が所定時間以上となる場合は、NOxパージ時COマップ82Bからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて読み取られた長時間NOxパージ時CO排出量に、エンジン10の運転状態に応じた所定の補正係数が乗じられて、各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The NOx purge CO map 82B is a map that is referred to based on the operating state of the engine 10, and is discharged from the engine 10 when the long-term NOx purge is performed such that the target execution time of NOx purge control is longer than a predetermined time. The amount of CO to be produced (hereinafter referred to as CO emission during long-term NOx purge) is set in advance by experiments and the like. If the NOx purge flag F NP is on (F NP = 1) and the target execution time of NOx purge control is greater than or equal to a predetermined time, reading based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q from the NOx purge CO map 82B The long-term NOx purge CO emission amount is multiplied by a predetermined correction coefficient according to the operating state of the engine 10, and is transmitted to the respective calorific value estimating units 88A and 88B.

短時間NOxパージ時HC推定部83Aは、NOxパージ制御の目標実行時間が所定時間未満となる短時間NOxパージを実施する際に、リーン時HCマップ81A(又は、長時間NOxパージ時HCマップ82A)からエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて読み取られるHC排出量に所定の補正係数を乗じることで、短時間NOxパージ制御時にエンジン10から排出されるHC量(以下、短時間NOxパージ時HC排出量という)を推定演算する。演算される短時間NOxパージ時HC排出量は、NOxパージフラグFNPがオン(FNP=1)且つ、NOxパージ制御の目標実行時間が所定時間未満の場合に、各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The short time NOx purge HC estimation unit 83A performs the lean time HC map 81A (or the long time NOx purge time HC map 82A) when performing the short time NOx purge in which the target execution time of the NOx purge control is less than a predetermined time. By multiplying the HC discharge amount read based on the engine rotational speed Ne and the accelerator opening Q by a predetermined correction coefficient, the HC amount discharged from the engine 10 during the short time NOx purge control (hereinafter referred to as the short time NOx purge Estimate the HC emission). When the NOx purge flag F NP is on (F NP = 1) and the target execution time of the NOx purge control is less than a predetermined time, the calculated short-time NOx purge HC emissions are calculated as the respective heat generation amount estimation units 88A, B. To be sent to.

短時間NOxパージ時CO推定部83Bは、NOxパージ制御の目標実行時間が所定時間未満となる短時間NOxパージを実施する際に、リーン時COマップ81B(又は、長時間NOxパージ時COマップ82B)からエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて読み取られるCO排出量に所定の補正係数を乗じることで、短時間NOxパージ制御時にエンジン10から排出されるCO量(以下、短時間NOxパージ時CO排出量という)を推定演算する。演算される短時間NOxパージ時CO排出量は、NOxパージフラグFNPがオン(FNP=1)且つ、NOxパージ制御の目標実行時間が所定時間未満の場合に、各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The short-time NOx purge CO estimation unit 83B performs the lean-time CO map 81B (or the long-time NOx purge CO map 82B when performing a short-time NOx purge in which the target execution time of NOx purge control is less than a predetermined time. By multiplying the CO emission amount read based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q by a predetermined correction coefficient, the amount of CO emitted from the engine 10 at the time of short time NOx purge control (hereinafter, short time NOx purge Estimated CO2 emissions). The calculated short-time NOx purge CO emissions are as follows: when the NOx purge flag F NP is on (F NP = 1) and the target execution time of NOx purge control is less than a predetermined time, the respective heat generation amount estimation units 88A, B To be sent to.

アイドルMAF絞り時HCマップ84Aは、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップであって、上述の触媒保温制御(MAF絞り制御)時にエンジン10から排出されるHC量(以下、アイドルMAF絞り時HC排出量という)が予め実験等により設定されている。アイドル運転状態で触媒保温制御が実行され、且つ、強制再生フラグFDPF、SOxパージフラグFSP、NOxパージフラグFNPの何れもがオフ(FDPF=0,FSP=0,FNP=0)の場合は、アイドルMAF絞り時HCマップ84Aからエンジン回転数Ne及びMAFセンサ値に基づいて読み取られたアイドルMAF絞り時HC排出量が各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The idle MAF throttle state HC map 84A is a map that is referred to based on the operating state of the engine 10, and the HC amount discharged from the engine 10 at the time of catalyst heat control (MAF throttle control) described above (hereinafter referred to as idle MAF throttle The hourly HC emission amount is set in advance by experiments and the like. The catalyst warm-up control is executed in the idle operation state, and all of the forced regeneration flag F DPF , the SOx purge flag F SP and the NOx purge flag F NP are off (F DPF = 0, F SP = 0, F NP = 0). In this case, the amount of HC emission at idle MAF throttle read based on the engine speed Ne and the MAF sensor value from the idle MAF throttle HC map 84A is transmitted to the respective calorific value estimation units 88A, B. .

アイドルMAF絞り時HCマップ84Bは、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップであって、上述の触媒保温制御(MAF絞り制御)時にエンジン10から排出されるCO量(以下、アイドルMAF絞り時CO排出量という)が予め実験等により設定されている。アイドル運転状態で触媒保温制御が実行され、且つ、強制再生フラグFDPF、SOxパージフラグFSP、NOxパージフラグFNPの何れもがオフ(FDPF=0,FSP=0,FNP=0)の場合は、アイドルMAF絞り時COマップ84Bからエンジン回転数Ne及びMAFセンサ値に基づいて読み取られたアイドルMAF絞り時CO排出量が各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The idle MAF throttle state HC map 84B is a map that is referred to based on the operating state of the engine 10, and the amount of CO discharged from the engine 10 at the time of the catalyst heat retention control (MAF throttle control) described above (hereinafter referred to as an idle MAF throttle The hourly CO emission amount is set in advance by experiments and the like. The catalyst warm-up control is executed in the idle operation state, and all of the forced regeneration flag F DPF , the SOx purge flag F SP and the NOx purge flag F NP are off (F DPF = 0, F SP = 0, F NP = 0). In this case, the CO emission amount at idle MAF throttle read based on the engine rotational speed Ne and the MAF sensor value from the idle MAF throttle CO map 84B is transmitted to the respective calorific value estimation units 88A and 88B. .

フィルタ強制再生時HCマップ85Aは、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップであって、フィルタ強制再生制御を実施した際にエンジン10から排出されるHC量(以下、フィルタ再生時HC排出量という)が予め実験等により設定されている。強制再生フラグFDPFがオン(FDPF=1)の場合は、フィルタ強制再生時HCマップ85Aからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて読み取られたフィルタ再生時HC排出量に、エンジン10の運転状態に応じた所定の補正係数が乗じられて、各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The filter forced regeneration HC map 85A is a map that is referred to based on the operating condition of the engine 10, and the amount of HC discharged from the engine 10 when the filter forced regeneration control is performed (hereinafter referred to as HC emission at the time of filter regeneration The amount is set in advance by experiment or the like. When the forced regeneration flag F DPF is on (F DPF = 1), the engine regeneration speed HC is read out based on the engine speed Ne and the accelerator opening degree Q from the filter forced regeneration HC map 85A. A predetermined correction coefficient according to the driving condition of the above is multiplied and transmitted to each of the calorific value estimation units 88A and 88B.

フィルタ強制再生時COマップ85Bは、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップであって、フィルタ強制再生制御を実施した際にエンジン10から排出されるCO量(以下、フィルタ再生時CO排出量という)が予め実験等により設定されている。強制再生フラグFDPFがオン(FDPF=1)の場合は、フィルタ強制再生時COマップ85Bからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて読み取られたフィルタ再生時CO排出量に、エンジン10の運転状態に応じた所定の補正係数が乗じられて、各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The filter forced regeneration CO map 85B is a map that is referred to based on the operating state of the engine 10, and the amount of CO emitted from the engine 10 when the filter forced regeneration control is performed (hereinafter referred to as CO emission at the time of filter regeneration The amount is set in advance by experiment or the like. When the forced regeneration flag F DPF is on (F DPF = 1), the engine 10 is set to the CO amount during filter regeneration read from the filter forced regeneration CO map 85B based on the engine rotational speed Ne and the accelerator opening Q. A predetermined correction coefficient according to the driving condition of the above is multiplied and transmitted to each of the calorific value estimation units 88A and 88B.

第1SOxパージ時HCマップ86Aは、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップであって、筒内インジェクタ11の噴射パターンにアフタ噴射が含まれる状態でSOxパージ制御を実施した際にエンジン10から排出されるHC量(以下、第1SOxパージ時HC排出量という)が予め実験等により設定されている。SOxパージフラグFSPがオン(FSP=1)且つ、筒内インジェクタ11の噴射パターンがアフタ噴射を含む場合は、第1SOxパージ時HCマップ86Aからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて読み取られた第1SOxパージ時HC排出量に、所定の補正係数が乗じられて、各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The first SOx purge HC map 86A is a map that is referred to based on the operating state of the engine 10, and the engine 10 performs the SOx purge control in a state where after injection is included in the injection pattern of the in-cylinder injector 11. The amount of HC discharged from the engine (hereinafter referred to as the first SOx purge HC discharge amount) is set in advance by experiment or the like. SOx purge flag F SP is on (F SP = 1) and, if the injection pattern of the in-cylinder injector 11 comprises after injection, reading on the basis of the first 1SOx purge during HC map 86A to the engine rotational speed Ne and the accelerator opening Q The first SOx purge HC discharge amount is multiplied by a predetermined correction coefficient, and is transmitted to the heat generation amount estimation units 88A and 88B.

第2SOxパージ時HCマップ86Bは、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップであって、筒内インジェクタ11の噴射パターンにアフタ噴射が含まれない状態でSOxパージ制御を実施した際にエンジン10から排出されるHC量(以下、第2SOxパージ時HC排出量という)が予め実験等により設定されている。SOxパージフラグFSPがオン(FSP=1)且つ、筒内インジェクタ11の噴射パターンがアフタ噴射を含まない場合は、第2SOxパージ時HCマップ86Bからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて読み取られた第2SOxパージ時HC排出量に、所定の補正係数が乗じられて、各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The second SOx purge HC map 86B is a map that is referred to based on the operating state of the engine 10, and when the SOx purge control is performed in a state where the after injection is not included in the injection pattern of the in-cylinder injector 11. The amount of HC discharged from 10 (hereinafter referred to as the second SOx purge HC discharge amount) is set in advance by experiments and the like. SOx purge flag F SP is on (F SP = 1) and, if the injection pattern of the in-cylinder injector 11 does not include the after-injection, based on the first 2SOx purge during HC map 86B to the engine rotational speed Ne and the accelerator opening Q The second SOx purge HC discharge amount read is multiplied by a predetermined correction coefficient and transmitted to each of the heat generation amount estimation units 88A and 88B.

第1SOxパージ時COマップ87Aは、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップであって、筒内インジェクタ11の噴射パターンにアフタ噴射が含まれる状態でSOxパージ制御を実施した際にエンジン10から排出されるCO量(以下、第1SOxパージ時CO排出量という)が予め実験等により設定されている。SOxパージフラグFSPがオン(FSP=1)且つ、筒内インジェクタ11の噴射パターンがアフタ噴射を含む場合は、第1SOxパージ時COマップ87Aからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて読み取られた第1SOxパージ時CO排出量に、所定の補正係数が乗じられて、各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The first SOx purge CO map 87A is a map that is referred to based on the operating state of the engine 10, and when the SOx purge control is performed in a state where after injection is included in the injection pattern of the in-cylinder injector 11. The amount of CO (hereinafter referred to as the first SOx purge CO emission amount) emitted from the above is set in advance by experiments and the like. SOx purge flag F SP is on (F SP = 1) and, if the injection pattern of the in-cylinder injector 11 comprises after injection, reading on the basis of the first 1SOx purge during CO maps 87A to the engine rotational speed Ne and the accelerator opening Q The first SOx purge CO emission amount is multiplied by a predetermined correction coefficient, and is transmitted to the calorific value estimation units 88A and 88B.

第2SOxパージ時COマップ87Bは、エンジン10の運転状態に基づいて参照されるマップであって、筒内インジェクタ11の噴射パターンにアフタ噴射が含まれない状態でSOxパージ制御を実施した際にエンジン10から排出されるCO量(以下、第2SOxパージ時CO排出量という)が予め実験等により設定されている。SOxパージフラグFSPがオン(FSP=1)且つ、筒内インジェクタ11の噴射パターンがアフタ噴射を含まない場合は、第2SOxパージ時COマップ87Bからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて読み取られた第2SOxパージ時CO排出量に、所定の補正係数が乗じられて、各発熱量推定部88A,Bに送信されるようになっている。 The second SOx purge CO map 87B is a map that is referred to based on the operating state of the engine 10, and when the SOx purge control is performed in a state where the after injection is not included in the injection pattern of the in-cylinder injector 11. The amount of CO discharged from 10 (hereinafter referred to as the second SOx purge CO emission amount) is set in advance by experiments and the like. SOx purge flag F SP is on (F SP = 1) and, if the injection pattern of the in-cylinder injector 11 does not include the after-injection, based on the first 2SOx purge during CO map 87B to the engine rotational speed Ne and the accelerator opening Q The read-out second SOx purge CO emission amount is multiplied by a predetermined correction coefficient, and is transmitted to the calorific value estimation units 88A and 88B.

なお、SOxパージ用のHC・COマップ86A〜87Bは、アフタ噴射の有無に応じた各2種類のマップに限定されず、パイロット噴射やプレ噴射の有無、各噴射の噴射タイミングに応じた複数のマップを備えるように構成してもよい。   The SOx purge HC / CO maps 86A to 87B are not limited to the two types of maps according to the presence or absence of after injection, but a plurality of the pilot injection or the pre-injection according to the presence or absence of each injection. It may be configured to provide a map.

酸化触媒発熱量推定部88Aは、本発明の発熱量推定手段であって、NOxパージフラグFNP、SOxパージフラグFSP、強制再生フラグFDPF、アイドル時のMAF絞りの有無、NOxパージの実行時間長短等に応じて、各マップ81A〜87Bや推定部83A,Bから入力されるHC・CO排出量に基づいて、酸化触媒31内部でのHC・CO発熱量(以下、酸化触媒HC・CO発熱量という)を推定する。酸化触媒HC・CO発熱量は、例えば、各マップ81A〜87Bや推定部83A,Bから送信されるHC・CO排出量等を入力値として含むモデル式やマップに基づいて推定演算すればよい。 The oxidation catalyst calorific value estimation unit 88A is a calorific value estimation unit according to the present invention, and includes the NOx purge flag F NP , the SOx purge flag F SP , the forced regeneration flag F DPF , the presence or absence of the MAF throttle at idle, and the execution time length of the NOx purge HC and CO calorific value inside the oxidation catalyst 31 based on HC and CO emissions input from the maps 81A to 87B and the estimation units 83A and B according to the etc. Estimate). The heat amount of the oxidation catalyst HC / CO may be estimated and calculated based on, for example, a model formula or map including, as input values, HC / CO emissions and the like transmitted from the maps 81A to 87B and the estimation units 83A and B.

NOx触媒発熱量推定部88Bは、本発明の発熱量推定手段であって、NOxパージフラグFNP、SOxパージフラグFSP、強制再生フラグFDPF、アイドル時のMAF絞りの有無、NOxパージの実行時間長短等に応じて、各マップ81A〜87Bや推定部83A,Bから入力されるHC・CO排出量に基づいて、NOx吸蔵還元型触媒32内部のHC・CO発熱量(以下、NOx触媒HC・CO発熱量という)を推定する。NOx触媒HC・CO発熱量は、例えば、各マップ81A〜87Bや推定部83A,Bから送信されるHC・CO排出量を入力値として含むモデル式やマップに基づいて推定演算すればよい。 The NOx catalyst calorific value estimation unit 88B is a calorific value estimation unit of the present invention, and includes the NOx purge flag F NP , the SOx purge flag F SP , the forced regeneration flag F DPF , the presence or absence of the MAF throttle at idle, and the execution time length of the NOx purge The HC / CO calorific value inside the NOx storage reduction type catalyst 32 (hereinafter referred to as the NOx catalyst HC / CO) based on the HC / CO emissions input from the maps 81A to 87B and the estimation units 83A, B according to the Estimate the calorific value). The heat amount of NOx catalyst HC / CO may be estimated and calculated based on, for example, a model formula or a map including the amount of HC / CO emissions transmitted from each of the maps 81A to 87B and the estimation units 83A and B as input values.

酸化触媒温度推定部88Cは、本発明の触媒温度推定手段であって、第1排気温度センサ43によって検出される酸化触媒入口温度、酸化触媒発熱量推定部88Aから入力される酸化触媒HC・CO発熱量、MAFセンサ40のセンサ値、外気温度センサ47又は吸気温度センサ48のセンサ値から推定される外気への放熱量等を入力値として含むモデル式やマップに基づいて、酸化触媒31の触媒温度(以下、酸化触媒温度という)を推定演算する。   The oxidation catalyst temperature estimation unit 88C is a catalyst temperature estimation unit of the present invention, and the oxidation catalyst inlet temperature detected by the first exhaust temperature sensor 43, the oxidation catalyst HC / CO input from the oxidation catalyst heating value estimation unit 88A The catalyst of the oxidation catalyst 31 is based on a model formula or a map including, as input values, the amount of heat generation, the sensor value of the MAF sensor 40, the amount of heat release to the outside air estimated from the outside air temperature sensor 47 or the sensor value of the intake air temperature sensor 48, etc. The temperature (hereinafter referred to as the oxidation catalyst temperature) is estimated and calculated.

なお、エンジン10が燃料噴射を停止させるモータリング時は、酸化触媒31内部におけるHC・COの発熱反応がなくなるか、あるいは、無視できるほど低下する。このため、モータリング時は、酸化触媒発熱量推定部88Aから入力される酸化触媒HC・CO発熱量を用いることなく、酸化触媒入口温度、MAFセンサ値、外気への放熱量に基づいて、酸化触媒温度を推定演算するように構成されている。   In addition, at the time of the motoring which makes the engine 10 stop a fuel injection, the exothermic reaction of HC * CO in the inside of the oxidation catalyst 31 is lose | eliminated, or it falls so that it can disregard. Therefore, during motoring, oxidation is performed based on the oxidation catalyst inlet temperature, the MAF sensor value, and the heat release to the outside air without using the oxidation catalyst HC / CO calorific value input from the oxidation catalyst calorific value estimation unit 88A. The catalyst temperature is configured to be estimated and calculated.

NOx触媒温度推定部88Dは、本発明の触媒温度推定手段であって、酸化触媒温度推定部88Aから入力される酸化触媒温度(以下、NOx触媒入口温度ともいう)、NOx触媒発熱量推定部88Bから入力されるNOx触媒HC・CO発熱量、外気温度センサ47又は吸気温度センサ48のセンサ値から推定される外気への放熱量等を入力値として含むモデル式やマップに基づいて、NOx吸蔵還元型触媒32の触媒温度(以下、NOx触媒温度という)を推定演算する。   The NOx catalyst temperature estimation unit 88D is a catalyst temperature estimation unit of the present invention, and the oxidation catalyst temperature (hereinafter, also referred to as NOx catalyst inlet temperature) input from the oxidation catalyst temperature estimation unit 88A, the NOx catalyst heating value estimation unit 88B NOx storage reduction based on a model formula or a map that includes as input values the NOx catalyst HC · CO heat value input from the heat release amount to the outside air estimated from the outside air temperature sensor 47 or the intake air temperature sensor 48, etc. The catalyst temperature of the catalyst 32 (hereinafter referred to as the NOx catalyst temperature) is estimated and calculated.

なお、エンジン10が燃料噴射を停止させるモータリング時は、NOx吸蔵還元型触媒32内部におけるHC・COの発熱反応がなくなるか、あるいは、無視できるほど低下する。このため、これらモータリング時は、NOx触媒発熱量推定部88Bから入力されるNOx触媒HC・CO発熱量を用いることなく、NOx触媒入口温度、MAFセンサ値、外気への放熱量に基づいて、NOx触媒温度を推定演算するように構成されている。   During motoring in which the engine 10 stops fuel injection, the exothermic reaction of HC and CO inside the NOx storage reduction catalyst 32 disappears or drops to a negligible extent. Therefore, at the time of motoring, based on the NOx catalyst inlet temperature, the MAF sensor value, and the amount of heat released to the outside air, without using the NOx catalyst HC · CO heat value input from the NOx catalyst heat value estimation unit 88B. It is configured to estimate and calculate the NOx catalyst temperature.

このように、本実施形態では、HC・CO排出量がそれぞれ異なる通常のリーン運転時、触媒保温制御(MAF絞り)が実施されるアイドル運転時、フィルタ強制再生時、SOxパージ時、NOxパージ時等の各運転状態に応じてHC・COマップ81A〜87B等を適宜切り替えることで、これら運転状態に応じた触媒内部におけるHC・CO発熱量を精度よく演算することが可能となり、各触媒31,32の温度推定精度を効果的に向上することができる。   As described above, in this embodiment, during normal lean operation with different HC and CO emissions, during idle operation where catalyst heat retention control (MAF throttling) is performed, during filter forced regeneration, during SOx purge, during NOx purge By appropriately switching the HC / CO maps 81A to 87B according to the respective operating conditions such as, it becomes possible to calculate the HC / CO calorific value inside the catalyst according to these operating conditions with high accuracy. The 32 temperature estimation accuracy can be effectively improved.

また、SOxパージ時は、各触媒31,32におけるHC・CO発熱量が多くなるアフタ噴射実施等、筒内インジェクタ11のマルチ噴射パターンに応じて各マップ86A〜87Bを適宜切り替えることにより、これらマルチ噴射パターンに応じたHC・CO発熱量を精度よく演算することが可能となり、SOxパージ時の触媒温度推定精度を効果的に向上することができる。   In addition, at the time of SOx purge, the multi-injection pattern in which in-cylinder injector 11 performs multiple injection, such as after injection implementation in which the HC and CO calorific value in each catalyst 31 and 32 increases, is appropriately switched It becomes possible to calculate the HC and CO calorific value accurately according to the injection pattern, and it is possible to effectively improve the catalyst temperature estimation accuracy at the time of SOx purge.

また、NOxパージ時は、その実行時間に応じて、例えば、長時間NOxパージ時はマップ82A,Bを用いると共に、マップ化が困難な短時間NOxパージ時はリーン時マップ81A,Bの値に係数を乗じる手法を併用することにより、NOxパージ時間の長短に応じたHC・CO発熱量を精度よく演算することが可能となり、NOxパージ時の触媒温度推定精度を効果的に向上することができる。   During NOx purge, according to the execution time, for example, maps 82A and 82B are used during long-term NOx purge, and lean maps 81A and B during a short-term NOx purge where mapping is difficult. By using the method of multiplying the coefficient together, it is possible to calculate the HC / CO heat generation amount accurately according to the length of the NOx purge time, and it is possible to effectively improve the catalyst temperature estimation accuracy at the time of NOx purge .

また、モータリング時は、HC・CO発熱量を考慮することなく、触媒入口温度、MAF値及び、外部への放熱量に基づいて触媒温度を演算することにより、モータリング時も各触媒31,32の温度を効果的に推定することが可能になる。   In addition, during motoring, each catalyst 31 can also be used during motoring by calculating the catalyst temperature based on the catalyst inlet temperature, the MAF value, and the amount of heat released to the outside without considering the HC and CO calorific value. It becomes possible to estimate 32 temperatures effectively.

[FB制御参照温度選択]
図10に示す参照温度選択部89は、上述したフィルタ強制再生やSOxパージの温度フィードバック制御に用いる参照温度を選択する。
[FB control reference temperature selection]
A reference temperature selection unit 89 shown in FIG. 10 selects a reference temperature used for the above-described filter forced regeneration and temperature feedback control of SOx purge.

酸化触媒31とNOx吸蔵還元型触媒32とを備える排気浄化システムにおいては、触媒の発熱特性等に応じて各触媒31,32におけるHC・CO発熱量が異なってくる。このため、温度フィードバック制御の参照温度としては、発熱量が多い方の触媒温度を選択することが制御性を向上するうえで好ましい。   In the exhaust gas purification system provided with the oxidation catalyst 31 and the NOx storage reduction type catalyst 32, the HC · CO calorific value in each of the catalysts 31 and 32 becomes different according to the heat generation characteristic of the catalyst and the like. For this reason, as the reference temperature for temperature feedback control, it is preferable to select the catalyst temperature having the larger calorific value in order to improve the controllability.

参照温度選択部89は、酸化触媒温度及び、NOx触媒温度のうち、そのときのエンジン10の運転状態から推定される発熱量が多い方の触媒温度を一つ選択して、フィルタ再生制御部51及びSOxパージ制御部60に温度フィードバック制御の参照温度として送信するように構成されている。より詳しくは、排気中の酸素濃度が比較的高く、酸化触媒31のHC・CO発熱量が増加するフィルタ強制再生時は、酸化触媒温度推定部88Aから入力される酸化触媒温度が温度フィードバック制御の参照温度として選択される。一方、排気中の酸素濃度の低下によりNOx吸蔵還元型触媒32におけるHC・CO発熱量が増加するSOxパージリッチ制御やNOxパージリッチ制御時は、NOx触媒温度推定部88Bから入力されるNOx触媒温度が温度フィードバック制御の参照温度として選択されるようになっている。   The reference temperature selection unit 89 selects one of the catalyst temperature among the oxidation catalyst temperature and the NOx catalyst temperature, which has a larger amount of heat generation estimated from the operating state of the engine 10 at that time, And the SOx purge control unit 60 as a reference temperature for temperature feedback control. More specifically, at the time of filter forced regeneration where the oxygen concentration in exhaust gas is relatively high and the HC · CO calorific value of the oxidation catalyst 31 increases, the temperature of the oxidation catalyst input from the oxidation catalyst temperature estimation unit 88A is temperature feedback control Selected as reference temperature. On the other hand, at the time of SOx purge rich control or NOx purge rich control in which the HC / CO calorific value of the NOx storage reduction catalyst 32 increases due to the decrease of the oxygen concentration in the exhaust, the NOx catalyst temperature input from the NOx catalyst temperature estimation unit 88B Is selected as a reference temperature for temperature feedback control.

このように、本実施形態では、HC・CO発熱量が多くなる方の触媒温度を温度フィードバック制御の参照温度として選択することで、制御性を効果的に向上することが可能になる。   As described above, in the present embodiment, the controllability can be effectively improved by selecting the catalyst temperature at which the HC / CO heat generation amount increases as the reference temperature for temperature feedback control.

[MAF追従制御]
MAF追従制御部98は、(1)通常運転のリーン状態からSOxパージ制御又はNOxパージ制御によるリッチ状態への切り替え期間及び、(2)SOxパージ制御又はNOxパージ制御によるリッチ状態から通常運転のリーン状態への切り替え期間に、各筒内インジェクタ11の燃料噴射タイミング及び燃料噴射量をMAF変化に応じて補正する制御(MAF追従制御という)を実行する。
[MAF tracking control]
The MAF follow-up control unit 98 performs (1) a switching period from a lean state of normal operation to a rich state by SOx purge control or NOx purge control, and (2) a lean period from a rich state by SOx purge control or NOx purge control to normal operation. During the switching period to the state, control (referred to as MAF follow-up control) is performed to correct the fuel injection timing and fuel injection amount of each in-cylinder injector 11 according to the MAF change.

[噴射量学習補正]
図11に示すように、噴射量学習補正部90は、学習補正係数演算部91と、噴射量補正部92とを有する。
[Injection amount learning correction]
As shown in FIG. 11, the injection amount learning correction unit 90 includes a learning correction coefficient calculation unit 91 and an injection amount correction unit 92.

学習補正係数演算部91は、エンジン10のリーン運転時にNOx/ラムダセンサ45で検出される実ラムダ値λActと、推定ラムダ値λEstとの誤差Δλに基づいて燃料噴射量の学習補正係数FCorrを演算する。排気がリーン状態のときは、排気中のHC濃度が非常に低いので、酸化触媒31でHCの酸化反応による排気ラムダ値の変化は無視できるほど小さい。このため、酸化触媒31を通過して下流側のNOx/ラムダセンサ45で検出される排気中の実ラムダ値λActと、エンジン10から排出された排気中の推定ラムダ値λEstとは一致すると考えられる。このため、これら実ラムダ値λActと推定ラムダ値λEstとに誤差Δλが生じた場合は、各筒内インジェクタ11に対する指示噴射量と実噴射量との差によるものと仮定することができる。以下、この誤差Δλを用いた学習補正係数演算部91による学習補正係数の演算処理を図12のフローに基づいて説明する。 The learning correction coefficient calculation unit 91 performs a learning correction coefficient F of the fuel injection amount based on an error Δλ between the actual lambda value λ Act detected by the NOx / lambda sensor 45 during lean operation of the engine 10 and the estimated lambda value λ Est. Calculate Corr . When the exhaust is in a lean state, the HC concentration in the exhaust is very low, so the change of the exhaust lambda value due to the oxidation reaction of HC in the oxidation catalyst 31 is negligible. Therefore, it is assumed that the actual lambda value λ Act in the exhaust gas detected by the NOx / lambda sensor 45 downstream of the oxidation catalyst 31 and the estimated lambda value λ Est in the exhaust gas discharged from the engine 10 coincide with each other. Conceivable. Therefore, when an error Δλ occurs between the actual lambda value λ Act and the estimated lambda value λ Est , it can be assumed that the difference is between the indicated injection amount and the actual injection amount for each in-cylinder injector 11. Hereinafter, calculation processing of the learning correction coefficient by the learning correction coefficient calculation unit 91 using the error Δλ will be described based on the flow of FIG.

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

ステップS310では、推定ラムダ値λEstからNOx/ラムダセンサ45で検出される実ラムダ値λActを減算した誤差Δλに、学習値ゲインK及び補正感度係数Kを乗じることで、学習値FCorrAdptが演算される(FCorrAdpt=(λEst−λAct)×K×K)。推定ラムダ値λEstは、エンジン回転数Neやアクセル開度Qに応じたエンジン10の運転状態から推定演算される。また、補正感度係数Kは、図11に示す補正感度係数マップ91AからNOx/ラムダセンサ45で検出される実ラムダ値λActを入力信号として読み取られる。 At step S310, the the error Δλ obtained by subtracting the actual lambda value lambda Act detected by the NOx / lambda sensor 45 from the estimated lambda value lambda Est, by multiplying the learning value gain K 1 and the correction sensitivity coefficient K 2, the learning value F CorrAdpt is calculated (F CorrAdpt = (λ Est −λ Act ) × K 1 × K 2 ). The estimated lambda value λ Est is estimated from the operating state of the engine 10 according to the engine speed Ne and the accelerator opening degree Q. Further, the correction sensitivity coefficient K 2 is read the actual lambda value lambda Act detected by the NOx / lambda sensor 45 from the correction sensitivity coefficient map 91A shown in FIG. 11 as an input signal.

ステップS320では、学習値FCorrAdptの絶対値|FCorrAdpt|が所定の補正限界値Aの範囲内にあるか否かが判定される。絶対値|FCorrAdpt|が補正限界値Aを超えている場合、本制御はリターンされて今回の学習を中止する。 In step S320, it is determined whether the absolute value | F CorrAdpt | of the learning value F CorrAdpt is within the range of the predetermined correction limit value A. If the absolute value | F CorrAdpt | exceeds the correction limit value A, this control is returned to cancel the current learning.

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

ステップS340では、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照される学習値マップ91B(図11参照)が、ステップS310で演算された学習値FCorrAdptに更新される。より詳しくは、この学習値マップ91B上には、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに応じて区画された複数の学習領域が設定されている。これら学習領域は、好ましくは、使用頻度が多い領域ほどその範囲が狭く設定され、使用頻度が少ない領域ほどその範囲が広く設定されている。これにより、使用頻度が多い領域では学習精度が向上され、使用頻度が少ない領域では未学習を効果的に防止することが可能になる。 In step S340, the learning value map 91B (see FIG. 11) referenced based on the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q is updated to the learning value F CorrAdpt calculated in step S310. More specifically, on the learning value map 91B, a plurality of learning areas divided according to the engine speed Ne and the accelerator opening degree Q are set. These learning areas are preferably set so as to narrow the range as the area used more frequently, and the range as the area used less frequently. As a result, the learning accuracy is improved in the region where the frequency of use is high, and it is possible to effectively prevent unlearning in the region where the frequency of use is low.

ステップS350では、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号として学習値マップ91Bから読み取った学習値に「1」を加算することで、学習補正係数FCorrが演算される(FCorr=1+FCorrAdpt)。この学習補正係数FCorrは、図11に示す噴射量補正部92に入力される。 In step S350, the learning correction coefficient F Corr is calculated by adding “1” to the learning value read from the learning value map 91B using the engine rotational speed Ne and the accelerator opening Q as input signals (F Corr = 1 + F CorrAdpt ). The learning correction coefficient F Corr is input to the injection amount correction unit 92 shown in FIG.

噴射量補正部92は、パイロット噴射QPilot、プレ噴射QPre、メイン噴射QMain、アフタ噴射QAfter、ポスト噴射QPostの各基本噴射量に学習補正係数FCorrを乗算することで、これら燃料噴射量の補正を実行する。 The injection amount correction unit 92 multiplies the basic injection amounts of the pilot injection Q Pilot , the pre injection Q Pre , the main injection Q Main , the after injection Q After , and the post injection Q Post by the learning correction coefficient F Corr to obtain these fuels. Execute correction of injection quantity.

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

[MAF補正係数]
MAF補正係数演算部95は、SOxパージ制御時のMAF目標値MAFSPL_Trgtや目標噴射量QSPR_Trgtの設定に用いられるMAF補正係数Maf_corrを演算する。
[MAF correction factor]
MAF correction coefficient calculating unit 95 calculates the MAF correction coefficient Maf _Corr used to set the MAF target value MAF SPL_Trgt and the target injection amount Q SPR_Trgt during SOx purge control.

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

図13は、MAF補正係数演算部95によるMAF補正係数Maf_corrの設定処理を示すブロック図である。補正係数設定マップ96は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Neとアクセル開度Qとに対応したMAFセンサ40のセンサ特性を示すMAF補正係数Maf_corrが予め実験等に基づいて設定されている。 FIG. 13 is a block diagram showing the setting process of the MAF correction coefficient Maf_corr by the MAF correction coefficient calculation unit 95. The correction coefficient setting map 96 is a map that is referred to based on the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q, and is a MAF indicating the sensor characteristics of the MAF sensor 40 corresponding to the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q. The correction coefficient Maf_corr is set in advance based on experiments and the like.

MAF補正係数演算部95は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号として補正係数設定マップ96からMAF補正係数Maf_corrを読み取ると共に、このMAF補正係数Maf_corrをMAF目標値演算部62及び噴射量目標値演算部66に送信する。これにより、SOxパージ制御時のMAF目標値MAFSPL_Trgtや目標噴射量QSPR_Trgtの設定に、MAFセンサ40のセンサ特性を効果的に反映することが可能になる。 The MAF correction coefficient calculation unit 95 reads the MAF correction coefficient Maf _ corr from the correction coefficient setting map 96 using the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Q as input signals, and the MAF correction coefficient Maf _ corr as the MAF target value calculation unit 62 It is transmitted to the injection amount target value calculation unit 66. As a result, the sensor characteristics of the MAF sensor 40 can be effectively reflected in the settings of the MAF target value MAF SPL_Trgt and the target injection amount Q SPR_Trgt at the time of SOx purge control.

[その他]
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
[Others]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.

10 エンジン
11 筒内インジェクタ
12 吸気通路
13 排気通路
16 吸気スロットルバルブ
24 EGRバルブ
31 酸化触媒
32 NOx吸蔵還元型触媒
33 フィルタ
34 排気インジェクタ
40 MAFセンサ
45 NOx/ラムダセンサ
50 ECU
Reference Signs List 10 engine 11 in-cylinder injector 12 intake passage 13 exhaust passage 16 intake throttle valve 24 EGR valve 31 oxidation catalyst 32 NOx storage reduction type catalyst 33 filter 34 exhaust injector 40 MAF sensor 45 NOx / lambda sensor 50 ECU

Claims (2)

内燃機関の排気通路に排気中のNOxを浄化するNOx触媒を配置し、該NOx触媒よりも上流側の排気通路に酸化触媒を配置した排気後処理装置と、
燃料噴射量を増加させる排気リッチ噴射によって排気温度を上昇させて、前記NOx触媒に吸着されている硫黄酸化物を除去する触媒再生処理を実施する触媒再生手段と、
前記触媒再生処理の実施時に前記内燃機関から排出される炭化水素量及び一酸化炭素量の少なくとも一方を前記内燃機関の筒内インジェクタの噴射パターン毎に予め取得して記憶した排出量記憶手段と、
前記触媒再生処理の実施時に前記筒内インジェクタのマルチ噴射パターンに応じて前記排出量記憶手段から読み取られる炭化水素量及び一酸化炭素量の少なくとも一方に基づいて、前記NOx触媒の炭化水素発熱量及び一酸化炭素発熱量の少なくとも一方を推定すると共に、前記酸化触媒の炭化水素発熱量及び一酸化炭素発熱量の少なくとも一方をさらに推定する発熱量推定手段と、
前記発熱量推定手段で推定される炭化水素発熱量及び一酸化炭素発熱量の少なくとも一方に基づいて、前記触媒再生処理の実施時における前記NOx触媒及び前記酸化触媒の触媒温度を推定する触媒温度推定手段と、を備え
前記触媒再生手段は、前記触媒温度推定手段から入力される酸化触媒及びNOx触媒の触媒温度のうち、高い方の触媒温度を参照温度として前記触媒再生処理時の排気リッチ噴射量をフィードバック制御する
排気浄化システム。
An exhaust post-treatment device in which an NOx catalyst for purifying NOx in exhaust gas is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine , and an oxidation catalyst is disposed in an exhaust passage upstream of the NOx catalyst ;
Catalyst regeneration means for performing a catalyst regeneration process of increasing the exhaust temperature by exhaust rich injection that increases the fuel injection amount, and removing the sulfur oxides adsorbed on the NOx catalyst;
Emission amount storage means which is previously acquired and stored for each injection pattern of the in-cylinder injector of the internal combustion engine at least one of the amount of hydrocarbon and the amount of carbon monoxide discharged from the internal combustion engine at the time of execution of the catalyst regeneration process;
Based on at least one of the amount of hydrocarbon and the amount of carbon monoxide read from the emission storage means according to the multi-injection pattern of the in-cylinder injector at the time of performing the catalyst regeneration process, the hydrocarbon calorific value of the NOx catalyst and Calorific value estimation means for estimating at least one of a carbon monoxide calorific value and further estimating at least one of a hydrocarbon calorific value of the oxidation catalyst and a carbon monoxide calorific value ;
Catalyst temperature estimation for estimating the catalyst temperature of the NOx catalyst and the oxidation catalyst at the time of the catalyst regeneration processing based on at least one of the hydrocarbon calorific value and carbon monoxide calorific value estimated by the calorific value estimation means and means, the,
The catalyst regeneration means is an exhaust that performs feedback control of the exhaust rich injection amount at the time of the catalyst regeneration process with the catalyst temperature of the higher one of the catalyst temperatures of the oxidation catalyst and the NOx catalyst input from the catalyst temperature estimation means as a reference temperature. Purification system.
前記排出量記憶手段は、前記筒内インジェクタのマルチ噴射パターンがアフタ噴射を含む場合に前記内燃機関から排出される炭化水素量及び一酸化炭素量の少なくとも一方を予め取得して記憶した第1排出量マップと、前記筒内インジェクタのマルチ噴射パターンがアフタ噴射を含まない場合に前記内燃機関から排出される炭化水素量及び一酸化炭素量の少なくとも一方を予め取得して記憶した第2排出量マップとを有する
請求項1に記載の排気浄化システム。
The first discharge storing means acquires and stores in advance at least one of the amount of hydrocarbon and the amount of carbon monoxide discharged from the internal combustion engine when the multi-injection pattern of the in-cylinder injector includes after injection. A second emission map in which at least one of the amount map and the amount of hydrocarbon and the amount of carbon monoxide discharged from the internal combustion engine when the multi-injection pattern of the in-cylinder injector does not include after injection is stored in advance The exhaust gas purification system according to claim 1.
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