JP6610628B2 - Engine control device - Google Patents

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Description

本発明は、気筒が形成されたエンジンと、当該エンジンの排気が流通する排気通路に設けられたNOx触媒とを備えるエンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to an engine control device including an engine in which a cylinder is formed and a NOx catalyst provided in an exhaust passage through which exhaust of the engine flows.

従来より、排気の空燃比が理論空燃比よりも大きいリーンな状態(つまり、空気過剰率λがλ>1の状態)において排気中のNOxを吸蔵し、この吸蔵したNOxを、排気の空燃比ひいては気筒内の混合気の空燃比が理論空燃比近傍である状態(λ≒1)あるいは理論空燃比よりも小さいリッチな状態(λ<1)において還元する、NOx吸蔵還元型のNOx触媒が知られている。   Conventionally, NOx in the exhaust gas is occluded in a lean state where the air-fuel ratio of the exhaust gas is larger than the stoichiometric air-fuel ratio (that is, a state where the excess air ratio λ is λ> 1). As a result, a NOx occlusion reduction type NOx catalyst that reduces in a state where the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder is close to the stoichiometric air-fuel ratio (λ≈1) or in a rich state smaller than the stoichiometric air-fuel ratio (λ <1) is known It has been.

このようなNOx触媒を備えたエンジンでは、燃費を向上させる観点から、通常は気筒内の混合気の空燃比をリーンな状態(λ>1)に設定し、NOx触媒のNOx吸蔵量が増大してNOx触媒が吸蔵できるNOxの量が低下すると(例えば、吸蔵できなくなると)、前記混合気の空燃比を理論空燃比あるいは理論空燃比よりもリッチな状態(λ≦1)にしてNOx触媒に吸蔵されたNOxを還元させるようにしている。   In an engine equipped with such a NOx catalyst, from the viewpoint of improving fuel efficiency, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder is normally set to a lean state (λ> 1), and the NOx occlusion amount of the NOx catalyst increases. When the amount of NOx that can be stored by the NOx catalyst decreases (for example, when the NOx catalyst cannot be stored), the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is made richer than the stoichiometric air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio (λ ≦ 1). The stored NOx is reduced.

例えば、特許文献1には、NOx触媒のNOx吸蔵量が所定量以上になると、NOx触媒に吸蔵されたNOxを還元すべく、吸気に還流される排気の一部であるEGRガスの量を多くするものが開示されている。この装置では、EGRガスの量を多くすることで気筒に導入される新気の量を低下させ、これにより、気筒内の混合気の空燃比および排気の空燃比をリッチ化する。   For example, in Patent Document 1, when the NOx occlusion amount of the NOx catalyst becomes a predetermined amount or more, the amount of EGR gas that is part of the exhaust gas recirculated to the intake air is increased in order to reduce NOx occluded in the NOx catalyst. What to do is disclosed. In this apparatus, the amount of fresh air introduced into the cylinder is reduced by increasing the amount of EGR gas, thereby enriching the air-fuel ratio of the mixture in the cylinder and the air-fuel ratio of the exhaust.

特開2004−360593号公報JP 2004-360593 A

特許文献1の装置では、NOx触媒に吸蔵されたNOxを還元する際に気筒内に導入される新気の量が低減される。そのため、エンジントルクを十分に得ることができないおそれがある。特に、加速時にこのNOxを還元する制御が実施されると、加速性が悪化してしまう。   In the apparatus of Patent Document 1, the amount of fresh air introduced into the cylinder when reducing NOx stored in the NOx catalyst is reduced. Therefore, there is a possibility that sufficient engine torque cannot be obtained. In particular, if control for reducing this NOx during acceleration is performed, the acceleration performance deteriorates.

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、NOx触媒を備えたエンジンにおいて、NOx触媒に吸蔵されたNOxを還元しつつ加速性を良好にすることのできるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in an engine equipped with a NOx catalyst, an engine control apparatus capable of improving acceleration while reducing NOx stored in the NOx catalyst. The purpose is to provide.

前記課題を解決するために、本発明は、気筒が形成されたエンジン本体と、当該エンジン本体から排出された排気が流通する排気通路に設けられて、前記排気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態であるときに当該排気中のNOxを吸蔵し、且つ、前記排気の空燃比が理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチなときに前記吸蔵したNOxを還元して放出するNOx触媒を備えたエンジンの制御装置であって、エンジントルクを得るための燃料を前記気筒内に噴射するメイン噴射と、当該メイン噴射よりも遅角側の時期に前記気筒内に燃料を噴射するポスト噴射とを実施可能な燃料噴射装置と、前記排気の空燃比が理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチになるように且つ前記気筒内にポスト噴射された燃料が当該気筒内で燃焼するように前記燃料噴射装置に前記メイン噴射と前記ポスト噴射とを行わせるNOx還元制御と、前記燃料噴射装置に前記ポスト噴射を行わせない通常制御とを、運転条件に応じて切り替えて実施する制御手段を備え、前記制御手段は、前記通常制御の実施時と前記NOx還元制御の実施時とにおいて前記メイン噴射の噴射量が所定の上限値以下となるように前記燃料噴射装置を制御するとともに、前記NOx還元制御の実施時は、前記上限値を、仮に同じ運転条件で前記通常制御を実施する時よりも大きい補正上限値に設定し、前記制御手段は、前記通常制御の実施時であっても前記NOx還元制御が終了してから所定の期間が経過するまでは、前記上限値を前記補正上限値に設定する、ことを特徴とするエンジンの制御装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is provided in an engine main body in which a cylinder is formed and an exhaust passage through which exhaust discharged from the engine main body circulates. NOx catalyst that stores NOx in the exhaust when it is in a lean state, and reduces and releases the stored NOx when the air-fuel ratio of the exhaust is near the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio And a post-injection for injecting fuel into the cylinder at a timing retarded from the main injection. preparative a fuel injection device capable of carrying out, the air-fuel ratio of the exhaust gas is post-injection in the manner and within the cylinder becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio near or stoichiometric fuel within the cylinder A NOx reduction control for causing said main injection to the fuel injection device so as to burn and the post injection, the normal control not to perform the post injection in the fuel injection device is switched according to the operating condition performed Control means for controlling the fuel injection device so that the injection amount of the main injection becomes equal to or less than a predetermined upper limit value when the normal control and the NOx reduction control are executed. At the same time, when the NOx reduction control is performed, the upper limit value is set to a correction upper limit value that is larger than when the normal control is performed under the same operating conditions, and the control means is configured to perform the normal control. until the predetermined period after the NOx reduction control is terminated even if there is passed, setting the upper limit on the maximum correction value, it provides an engine control apparatus wherein the That.

この装置によれば、ポスト噴射の実施によって排気の空燃比が理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチにされるNOx還元制御が実施されて、NOx触媒に吸蔵されているNOxを還元するように構成されている。そのため、気筒に導入される新気の量を低減することなく、あるいは、この低減量を少なく抑えることができ、NOx還元時の加速性を良好にすることができる。しかも、この装置では、NOx還元制御時に、メイン噴射の噴射量の上限値が大きくされて、メイン噴射においてより多くの燃料を噴射できるようになっている。そのため、加速性をより一層高めることができる。   According to this device, the NOx reduction control is performed so that the air-fuel ratio of the exhaust is made close to the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio by performing post injection, so that NOx stored in the NOx catalyst is reduced. It is configured. Therefore, the amount of fresh air introduced into the cylinder can be reduced or reduced, and the acceleration performance during NOx reduction can be improved. In addition, in this device, during the NOx reduction control, the upper limit value of the injection amount of the main injection is increased so that more fuel can be injected in the main injection. Therefore, acceleration can be further enhanced.

ここで、メイン噴射の噴射量を単純に多くするとエンジンから排出される煤の量が増大するおそれがあるが、この装置では、前記のようにNOx還元制御時にはポスト噴射が実施されており、メイン噴射によって生成される煤の量が増大しても、その後のポスト噴射の燃料の燃焼時にこの煤を燃焼させることができるようになっている。従って、この装置によれば、加速性を高めつつエンジンから排出される煤の量を小さく抑えることができる。
また、この装置では、通常制御の実施時であってもNOx還元制御が終了してから所定の期間が経過するまでは、前記上限値がNOx還元制御時と同様の大きい値(補正上限値)に設定されるので、NOx還元制御の終了に伴って前記上限値が急変するのを抑制できる。従って、メイン噴射の噴射量がこの上限値に制御される場合に、メイン噴射の噴射量が急変してエンジントルクが急変するのを抑制できる。
Here, if the amount of main injection is simply increased, the amount of soot discharged from the engine may increase. However, in this device, post-injection is performed during NOx reduction control as described above, and the main injection amount is increased. Even if the amount of soot generated by the injection is increased, the soot can be burned during the subsequent post-injection fuel combustion. Therefore, according to this device, the amount of soot discharged from the engine can be kept small while enhancing the acceleration.
Further, in this apparatus, even when the normal control is performed, the upper limit value is the same large value (corrected upper limit value) as in the NOx reduction control until a predetermined period elapses after the NOx reduction control ends. Therefore, it is possible to prevent the upper limit from changing suddenly with the end of the NOx reduction control. Therefore, when the injection amount of the main injection is controlled to the upper limit value, it is possible to suppress a sudden change in the injection amount of the main injection and a sudden change in engine torque.

前記構成において、前記気筒内の酸素状態に基づいて前記メイン噴射の噴射量の上限値を設定するのが好ましい(請求項2)。   In the above configuration, it is preferable that an upper limit value of the injection amount of the main injection is set based on an oxygen state in the cylinder.

この構成によれば、煤の発生量と相関の高い気筒内の酸素状態に基づいてメイン噴射の噴射量の上限値が設定されるため、煤の発生量を確実に小さく抑えることができる。   According to this configuration, since the upper limit value of the injection amount of the main injection is set based on the oxygen state in the cylinder having a high correlation with the generation amount of soot, the generation amount of soot can be reliably suppressed.

前記構成において、前記制御手段は、前記気筒内の酸素濃度であって当該気筒内で燃焼が開始する前の酸素濃度に基づいて前記メイン噴射の噴射量の上限値を設定するのが好ましい(請求項3)。   In the above configuration, it is preferable that the control means sets an upper limit value of the injection amount of the main injection based on the oxygen concentration in the cylinder and before the combustion starts in the cylinder. Item 3).

この構成によれば、煤の発生量と特に相関の高い気筒の酸素濃度に基づいて、メイン噴射の噴射量の上限値が設定されるため、煤の発生量をより確実に小さく抑えることができる。   According to this configuration, since the upper limit value of the injection amount of the main injection is set based on the oxygen concentration of the cylinder that has a particularly high correlation with the amount of soot generation, the amount of soot generation can be more reliably suppressed. .

前記構成において、前記排気通路に設けられて前記気筒に流入する吸気を過給する過給機を備え、前記制御手段は、前記NOx還元制御の実施時は、前記過給機の過給圧を前記通常制御の実施時の圧力よりも低くする、のが好ましい(請求項4)。 In the above configuration, the turbocharger is provided in the exhaust passage and supercharges intake air flowing into the cylinder, and the control means is configured to increase the supercharging pressure of the supercharger when the NOx reduction control is performed. It is preferable that the pressure is lower than the pressure during the normal control.

この構成によれば、NOx還元制御の実施時において排気の空燃比をより確実にリッチにすることができる。また、前記のようにNOx還元制御の実施時においてメイン噴射の噴射量が増大されて排気のエネルギーが増大したときに、過給力およびエンジントルクが過剰に高くなるのを防止することができる。   According to this configuration, the air-fuel ratio of the exhaust can be more reliably made rich when performing the NOx reduction control. Further, as described above, when the injection amount of the main injection is increased and the exhaust energy is increased when the NOx reduction control is performed, it is possible to prevent the supercharging force and the engine torque from becoming excessively high.

前記構成において、前記制御手段は、前記メイン噴射の噴射量が前記上限値よりも小さい状態で前記通常制御が実施された直後に前記NOx還元制御が開始されたときは、前記メイン噴射の噴射量を減少させるのが好ましい(請求項5)。 In the above configuration, when the NOx reduction control is started immediately after the normal control is performed in a state where the injection amount of the main injection is smaller than the upper limit value, the control unit is configured to inject the main injection amount. Is preferably reduced (Claim 5).

このようにすれば、ポスト噴射された燃料の燃焼エネルギーがエンジントルクに変換されることで、エンジントルクが過剰に大きくなるのを防止できる。   In this way, it is possible to prevent the engine torque from becoming excessively large by converting the combustion energy of the post-injected fuel into the engine torque.

前記構成において、前記制御手段は、前記NOx還元制御の終了に伴って前記ポスト噴射を停止するとき、前記メイン噴射の噴射量を増大させるのが好ましい(請求項6)。
このようにすれば、ポスト噴射の停止時において、ポスト噴射された燃料の燃焼エネルギーがなくなることで、エンジントルクが急変するのを防止できる。
In the above-described configuration, the control means, when stopping the post-injection with the termination of the NOx reduction control, it is preferable to increase the injection quantity of the main injection (claim 6).
In this way, when post-injection is stopped, the combustion energy of the post-injected fuel is eliminated, so that sudden changes in engine torque can be prevented.

また、本発明は、気筒が形成されたエンジン本体と、当該エンジン本体から排出された排気が流通する排気通路に設けられて、前記排気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態であるときに当該排気中のNOxを吸蔵し、且つ、前記排気の空燃比が理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチなときに前記吸蔵したNOxを還元して放出するNOx触媒を備えたエンジンの制御装置であって、エンジントルクを得るための燃料を前記気筒内に噴射するメイン噴射と、当該メイン噴射よりも遅角側の時期に前記気筒内に燃料を噴射するポスト噴射とを実施可能な燃料噴射装置と、前記排気の空燃比が理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチになるように且つ前記気筒内にポスト噴射された燃料が当該気筒内で燃焼するように前記燃料噴射装置に前記メイン噴射と前記ポスト噴射とを行わせるNOx還元制御と、前記燃料噴射装置に前記ポスト噴射を行わせない通常制御とを、運転条件に応じて切り替えて実施する制御手段を備え、前記制御手段は、前記通常制御の実施時と前記NOx還元制御の実施時とにおいて前記メイン噴射の噴射量が所定の上限値以下となるように前記燃料噴射装置を制御するとともに、前記NOx還元制御の実施時は、前記上限値を、仮に同じ運転条件で前記通常制御を実施する時よりも大きい補正上限値に設定し、前記制御手段は、前記メイン噴射の噴射量が前記上限値よりも小さい状態で前記通常制御が実施された直後に前記NOx還元制御が開始されたときは、前記メイン噴射の噴射量を減少させる、ことを特徴とするエンジンの制御装置を提供する(請求項7)。 Further, the present invention is provided in an engine main body in which a cylinder is formed and an exhaust passage through which exhaust discharged from the engine main body flows, and the air-fuel ratio of the exhaust is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Control of an engine equipped with a NOx catalyst that stores NOx in the exhaust gas and reduces and releases the stored NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is near the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio A fuel capable of performing main injection for injecting fuel for obtaining engine torque into the cylinder and post-injection for injecting fuel into the cylinder at a timing retarded from the main injection The injector and the exhaust gas so that the air-fuel ratio of the exhaust is in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and so that the fuel post-injected into the cylinder burns in the cylinder A control means for switching between NOx reduction control for causing the fuel injection device to perform the main injection and the post injection, and normal control for preventing the fuel injection device from performing the post injection according to operating conditions. The control means controls the fuel injection device so that the injection amount of the main injection is equal to or less than a predetermined upper limit value when the normal control is performed and when the NOx reduction control is performed, and the NOx reduction is performed. When the control is performed, the upper limit value is set to a correction upper limit value that is larger than that when the normal control is performed under the same operating conditions, and the control unit is configured so that the injection amount of the main injection is greater than the upper limit value. when the NOx reduction control immediately after the normal control is performed in a small state is started, the decrease the fuel injection amount of main injection, the engine control instrumentation of, characterized in that Providing (claim 7).

本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine system to which an engine control device according to an embodiment of the present invention is applied. 吸気側バイパスバルブ等の制御マップを示した図である。It is the figure which showed control maps, such as an intake side bypass valve. エンジンシステムの制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of an engine system. パッシブDeNOx制御及びアクティブDeNOx制御の制御マップを示した図である。It is the figure which showed the control map of passive DeNOx control and active DeNOx control. パッシブDeNOx制御とアクティブDeNOx制御と通常制御との切り替え手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the switching procedure of passive DeNOx control, active DeNOx control, and normal control. 燃料噴射の制御手順の前半部分を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the first half part of the control procedure of fuel injection. 燃料噴射の制御手順の後半部分を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the second half part of the control procedure of fuel injection. 各パラメータの時間変化を模式的に示したタイムチャートである。It is a time chart which showed the time change of each parameter typically.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置について説明する。   Hereinafter, an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(1)全体構成
図1は、本実施形態のエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステム100の概略構成図である。
(1) Overall Configuration FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system 100 to which an engine control device of this embodiment is applied.

エンジンシステム100は、4ストロークのエンジン本体1と、エンジン本体1に空気(吸気)を導入するための吸気通路20と、エンジン本体1から外部に排気を排出するための排気通路40と、第1ターボ過給機(過給機)51と、第2ターボ過給機(過給機)52とを備えている。このエンジンシステム100は車両に設けられ、エンジン本体1は車両の駆動源として用いられる。エンジン本体1は、例えば、ディーゼルエンジンであり、図1の紙面に直交する方向に並ぶ4つの気筒2を有する。   The engine system 100 includes a four-stroke engine main body 1, an intake passage 20 for introducing air (intake air) into the engine main body 1, an exhaust passage 40 for discharging exhaust from the engine main body 1 to the outside, a first A turbocharger (supercharger) 51 and a second turbocharger (supercharger) 52 are provided. The engine system 100 is provided in a vehicle, and the engine body 1 is used as a drive source for the vehicle. The engine body 1 is a diesel engine, for example, and has four cylinders 2 arranged in a direction orthogonal to the paper surface of FIG.

エンジン本体1は、気筒2が内部に形成されたシリンダブロック3と、シリンダブロック3の上面に設けられたシリンダヘッド4と、気筒2に往復摺動可能に挿入されたピストン5とを有している。ピストン5の上方には燃焼室6が形成されている。   The engine body 1 includes a cylinder block 3 in which a cylinder 2 is formed, a cylinder head 4 provided on the upper surface of the cylinder block 3, and a piston 5 that is slidably inserted into the cylinder 2. Yes. A combustion chamber 6 is formed above the piston 5.

ピストン5はクランク軸7と連結されており、ピストン5の往復運動に応じてクランク軸7はその中心軸回りに回転する。   The piston 5 is connected to the crankshaft 7, and the crankshaft 7 rotates about its central axis in accordance with the reciprocating motion of the piston 5.

シリンダヘッド4には、燃焼室6内(気筒2内)に燃料を噴射するインジェクタ(燃料噴射装置)10と、燃焼室6内の燃料と空気の混合気を昇温するためのグロープラグ11とが、各気筒2につきそれぞれ1組ずつ設けられている。図1に示した例では、インジェクタ10は、燃焼室6の天井面の中央に、燃焼室6を上方から臨むように設けられている。また、グロープラグ11は、通電されることで発熱する発熱部を先端に有しており、この発熱部が、インジェクタ10の先端部分の近傍に位置するように燃焼室6の天井面に取り付けられている。例えば、インジェクタ10は、その先端に複数の噴口を備え、グロープラグ11は、その発熱部がインジェクタ10の複数の噴口からの複数の噴霧の間に位置して燃料の噴霧と直接接触しないように、配置されている。   The cylinder head 4 includes an injector (fuel injection device) 10 that injects fuel into the combustion chamber 6 (inside the cylinder 2), and a glow plug 11 that raises the temperature of the fuel / air mixture in the combustion chamber 6. However, one set is provided for each cylinder 2. In the example shown in FIG. 1, the injector 10 is provided in the center of the ceiling surface of the combustion chamber 6 so as to face the combustion chamber 6 from above. The glow plug 11 has a heat generating portion that generates heat when energized, and is attached to the ceiling surface of the combustion chamber 6 so that the heat generating portion is located in the vicinity of the front end portion of the injector 10. ing. For example, the injector 10 is provided with a plurality of nozzle holes at its tip, and the glow plug 11 is located between the plurality of sprays from the plurality of nozzles of the injector 10 so that the heat generating portion is not in direct contact with the fuel spray. Have been placed.

インジェクタ10は、エンジントルクを得るために実施される噴射であって圧縮上死点付近で燃焼する燃料を燃焼室6内に噴射するメイン噴射と、メイン噴射よりも遅角側であって燃焼エネルギーがエンジントルクに変換される割合がメイン噴射よりも非常に小さい時期に燃焼室6内に燃料を噴射するポスト噴射とを実施できるようになっている。   The injector 10 is an injection that is performed to obtain engine torque and injects fuel that burns in the vicinity of the compression top dead center into the combustion chamber 6, and is a retarded side of the main injection and combustion energy. It is possible to carry out post-injection in which fuel is injected into the combustion chamber 6 at a time when the ratio of conversion to engine torque is much smaller than that of main injection.

シリンダヘッド4には、吸気通路20から供給される空気を各気筒2の燃焼室6に導入するための吸気ポートと、吸気ポートを開閉する吸気弁12と、各気筒2の燃焼室6で生成された排気を排気通路40に導出するための排気ポートと、排気ポートを開閉する排気弁13とが設けられている。   The cylinder head 4 is generated in the intake port for introducing the air supplied from the intake passage 20 into the combustion chamber 6 of each cylinder 2, the intake valve 12 for opening and closing the intake port, and the combustion chamber 6 of each cylinder 2. An exhaust port for leading the exhausted gas to the exhaust passage 40 and an exhaust valve 13 for opening and closing the exhaust port are provided.

吸気通路20には、上流側から順に、エアクリーナ21、第1ターボ過給機51のコンプレッサ51a(以下、適宜、第1コンプレッサ51aという)、第2ターボ過給機52のコンプレッサ52a(以下、適宜、第2コンプレッサ52aという)、インタークーラ22、スロットルバルブ23、サージタンク24が設けられている。また、吸気通路20には、第2コンプレッサ52aをバイパスする吸気側バイパス通路25と、これを開閉する吸気側バイパスバルブ26とが設けられている。吸気側バイパスバルブ26は、駆動装置(不図示)によって全閉の状態と全開の状態とに切り替えられる。   In the intake passage 20, the air cleaner 21, the compressor 51 a of the first turbocharger 51 (hereinafter, appropriately referred to as the first compressor 51 a), and the compressor 52 a of the second turbocharger 52 (hereinafter, appropriately) from the upstream side. , A second compressor 52a), an intercooler 22, a throttle valve 23, and a surge tank 24. The intake passage 20 is provided with an intake side bypass passage 25 that bypasses the second compressor 52a and an intake side bypass valve 26 that opens and closes the intake side bypass passage 25. The intake-side bypass valve 26 is switched between a fully closed state and a fully open state by a driving device (not shown).

排気通路40には、上流側から順に、第2ターボ過給機52のタービン52b(以下、適宜、第2タービン52bという)、第1ターボ過給機51のタービン51b(以下、適宜、第1タービン51bという)、第1触媒43、排気中の粒子状物質(PM:Particulate Matter)を捕集するPMフィルタ(以下、DPF(Diesel particulate filter)という)44、DPF44の下流側の排気通路40中に尿素を噴射する尿素インジェクタ45、尿素インジェクタ45から噴射された尿素を用いてNOxを浄化するSCR(Selective Catalytic eduction)触媒46、SCR触媒46から排出された未反応のアンモニアを酸化させて浄化するスリップ触媒47、が設けられている。   In the exhaust passage 40, in order from the upstream side, the turbine 52b of the second turbocharger 52 (hereinafter referred to as the second turbine 52b as appropriate) and the turbine 51b of the first turbocharger 51 (hereinafter referred to as the first of the first as appropriate). Turbine 51 b), first catalyst 43, PM filter (hereinafter referred to as DPF (Diesel particulate filter)) 44 that collects particulate matter (PM) in the exhaust, and exhaust passage 40 downstream of the DPF 44. The urea injector 45 for injecting urea into the SCR, the SCR (Selective Catalytic Education) catalyst 46 for purifying NOx using urea injected from the urea injector 45, and the unreacted ammonia discharged from the SCR catalyst 46 are oxidized and purified. Slip catalyst 47 is provided. It is

SCR触媒46は、尿素インジェクタ45から噴射された尿素を加水分解してアンモニアを生成し、このアンモニアを排気中のNOxと反応(還元)させて浄化する。   The SCR catalyst 46 hydrolyzes the urea injected from the urea injector 45 to generate ammonia, and purifies the ammonia by reacting (reducing) with NOx in the exhaust gas.

第1触媒43は、NOxを浄化するNOx触媒41と、排気中の酸素を用いて炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)などを酸化して水と二酸化炭素に変化させる酸化触媒(以下、DOC(Diesel Oxidation Catalyst)という)42とを含む。   The first catalyst 43 includes a NOx catalyst 41 that purifies NOx, and an oxidation catalyst (hereinafter referred to as “oxidation catalyst”) that oxidizes hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and the like using oxygen in the exhaust gas to convert them into water and carbon dioxide. DOC (referred to as Diesel Oxidation Catalyst) 42.

NOx触媒41は、排気の空燃比が理論空燃比よりも大きいリーンな状態(排気の空気過剰率をλとしてλ>1となる状態)において排気中のNOxを吸蔵し、この吸蔵したNOxを、排気の空燃比が理論空燃比近傍である状態(λ≒1)あるいは理論空燃比よりも小さいリッチな状態(λ<1)において還元する、NOx吸蔵還元型触媒(NSC:NOx Storage Catalyst)である。第1触媒43は、例えば、DOCの触媒材層の表面に、NSCの触媒材がコーティングされることで形成されている。   The NOx catalyst 41 occludes NOx in the exhaust in a lean state where the air-fuel ratio of the exhaust is larger than the stoichiometric air-fuel ratio (a state where λ> 1 where λ is the excess air ratio of the exhaust). This is a NOx storage reduction catalyst (NSC) that reduces in a state where the air-fuel ratio of exhaust is close to the stoichiometric air-fuel ratio (λ≈1) or in a rich state where the air-fuel ratio is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio (λ <1). . The first catalyst 43 is formed, for example, by coating the surface of a DOC catalyst material layer with an NSC catalyst material.

SCR触媒46とNOx触媒41とは、いずれもNOxを浄化可能であるが、これらは浄化率(NOx吸蔵率)が高くなる温度が互いに異なっており、SCR触媒46のNOx浄化率(NOx吸蔵率)は排気の温度が比較的高温のときに高くなり、NOx触媒41のNOx浄化率は排気の温度が比較的低温のときに高くなる。   Both the SCR catalyst 46 and the NOx catalyst 41 can purify NOx, but they have different temperatures at which the purification rate (NOx storage rate) increases, and the SCR catalyst 46 and the NOx storage rate (NOx storage rate). ) Increases when the temperature of the exhaust gas is relatively high, and the NOx purification rate of the NOx catalyst 41 increases when the temperature of the exhaust gas is relatively low.

排気通路40には、第2タービン52bをバイパスする排気側バイパス通路48と、これを開閉する排気側バイパスバルブ49と、第1タービン51bをバイパスするウエストゲート通路53と、これを開閉するウエストゲートバルブ54とが設けられている。これら排気側バイパスバルブ49とウエストゲートバルブ54とは、それぞれ、駆動装置(不図示)によって全閉と全開の状態に切り替えられるとともに、これらの間の任意の開度に変更される。   The exhaust passage 40 includes an exhaust-side bypass passage 48 that bypasses the second turbine 52b, an exhaust-side bypass valve 49 that opens and closes the exhaust passage, a waste gate passage 53 that bypasses the first turbine 51b, and a waste gate that opens and closes the exhaust passage. A valve 54 is provided. The exhaust side bypass valve 49 and the waste gate valve 54 are switched between a fully closed state and a fully opened state by a driving device (not shown), respectively, and are changed to an arbitrary opening degree therebetween.

図2は、これらバルブ49、54、25の制御マップを示した図である。本実施形態では、図2に示すように、エンジン回転数と、エンジン負荷とに応じて、各バルブ49、54、25の開閉状態が決められている。具体的には、エンジン回転数が低い第1回転領域A1では、吸気側バイパスバルブ25は全閉とされ、排気側バイパスバルブ49とウエストゲートバルブ54の開度がエンジン回転数とエンジン負荷とによって変更される。また、第1回転領域A1よりもエンジン回転数が高い第2回転領域A2では、吸気バイパスバルブおよび排気側バイパスバルブ49が全開とされて第2ターボ過給機52による過給は停止され、ウエストゲートバルブ54の開度のみがエンジン回転数とエンジン負荷とによって変更される。   FIG. 2 is a diagram showing a control map of these valves 49, 54 and 25. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the open / close states of the valves 49, 54, and 25 are determined in accordance with the engine speed and the engine load. Specifically, in the first rotation region A1 where the engine speed is low, the intake side bypass valve 25 is fully closed, and the openings of the exhaust side bypass valve 49 and the waste gate valve 54 depend on the engine speed and the engine load. Be changed. In the second rotation region A2 where the engine speed is higher than that in the first rotation region A1, the intake bypass valve and the exhaust side bypass valve 49 are fully opened, the supercharging by the second turbocharger 52 is stopped, and the waist Only the opening degree of the gate valve 54 is changed by the engine speed and the engine load.

本実施形態によるエンジンシステム100は、排気の一部を吸気に還流させるEGR装置55を有する。EGR装置55は、排気通路40のうち排気側バイパス通路49の上流端よりも上流側の部分と、吸気通路20のうちスロットルバルブ23とサージタンク24との間の部分とを接続するEGR通路56と、これを開閉する第1EGRバルブ57と、EGR通路56を通過する排気を冷却するEGRクーラ58とを有する。また、EGR装置55は、EGRクーラ58をバイパスするEGRクーラバイパス通路59と、これを開閉する第2EGRバルブ60とを有する。   The engine system 100 according to the present embodiment includes an EGR device 55 that recirculates a part of exhaust gas to intake air. The EGR device 55 connects the portion of the exhaust passage 40 upstream of the upstream end of the exhaust-side bypass passage 49 and the portion of the intake passage 20 between the throttle valve 23 and the surge tank 24. And a first EGR valve 57 that opens and closes it, and an EGR cooler 58 that cools the exhaust gas that passes through the EGR passage 56. Further, the EGR device 55 includes an EGR cooler bypass passage 59 that bypasses the EGR cooler 58 and a second EGR valve 60 that opens and closes the EGR cooler bypass passage 59.

(2)制御系
図3を用いて、エンジンシステムの制御系について説明する。本実施形態のエンジンシステム100は、主として、車両に搭載されたPCM(制御手段、パワートレイン制御モジュール)200によって制御される。PCM200は、CPU、ROM、RAM、I/F等から構成されるマイクロプロセッサであり、本発明にかかる制御手段に相当する。
(2) Control system The control system of an engine system is demonstrated using FIG. The engine system 100 of the present embodiment is controlled mainly by a PCM (control means, powertrain control module) 200 mounted on a vehicle. The PCM 200 is a microprocessor including a CPU, a ROM, a RAM, an I / F, and the like, and corresponds to a control unit according to the present invention.

PCM200には、各種センサからの情報が入力される。例えば、PCM200は、クランク軸7の回転数つまりエンジン回転数を検出する回転数センサSN1、エアクリーナ21付近に設けられて吸気通路20を流通する新気(空気)の量である吸入空気量を検出するエアフローセンサSN2、サージタンク24に設けられてターボ過給機51、52によって過給された後のサージタンク24内の吸気の圧力つまり過給圧を検出する吸気圧センサSN3、排気の酸素濃度であって排気通路40のうち第1ターボ過給機51と第1触媒43との間の部分を通過する排気の酸素濃度を検出する排気O2センサSN4等と電気的に接続されており、これらのセンサSN1〜SN4からの入力信号を受け付ける。また、車両には、運転者により操作されるアクセルペダル(不図示)の開度であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサSN5や、車速を検出する車速センサSN6等が設けられており、これらのセンサSN5、SN6による検出信号もPCM200に入力される。PCM200は、各センサ(SN1〜SN6等)からの入力信号に基づいて種々の演算等を実行して、インジェクタ10等を制御する。   Information from various sensors is input to the PCM 200. For example, the PCM 200 detects a rotation speed sensor SN1 that detects the rotation speed of the crankshaft 7, that is, the engine rotation speed, and an intake air amount that is provided near the air cleaner 21 and that is the amount of fresh air (air) that flows through the intake passage 20. An air flow sensor SN3, an intake pressure sensor SN3 for detecting the pressure of intake air in the surge tank 24 after being supercharged by the turbochargers 51 and 52, that is, the supercharging pressure, provided in the surge tank 24, and the oxygen concentration of the exhaust gas The exhaust passage 40 is electrically connected to an exhaust O2 sensor SN4 or the like that detects the oxygen concentration of exhaust that passes through a portion between the first turbocharger 51 and the first catalyst 43, and these Input signals from the sensors SN1 to SN4 are received. Further, the vehicle is provided with an accelerator opening sensor SN5 that detects an accelerator opening that is an opening of an accelerator pedal (not shown) operated by a driver, a vehicle speed sensor SN6 that detects a vehicle speed, and the like. Detection signals from these sensors SN5 and SN6 are also input to the PCM 200. The PCM 200 controls the injector 10 and the like by executing various calculations and the like based on input signals from the sensors (SN1 to SN6 and the like).

(2−1)通常制御
本実施形態では、後述する、DeNOx制御、DPF再生制御、DeSOx制御を実施しない通常運転時は、燃費性能を高めるべく、燃焼室6内の混合気の空燃比ひいては排気の空燃比を理論空燃比よりもリーン(λ>1)とする通常制御を実施する。この通常制御では、ポスト噴射は停止される。本実施形態では、通常制御では、メイン噴射のみが実施される。
(2-1) Normal Control In the present embodiment, during normal operation in which DeNOx control, DPF regeneration control, and DeSOx control, which will be described later, are not performed, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 and the exhaust gas are improved in order to improve fuel efficiency. Normal control is performed so that the air-fuel ratio of the engine is leaner than the theoretical air-fuel ratio (λ> 1). In this normal control, the post injection is stopped. In the present embodiment, only the main injection is performed in the normal control.

(2−2)DeNOx制御
NOx触媒41に吸蔵されたNOx(以下、適宜、吸蔵NOxという)を還元してNOx触媒41から離脱させるための制御であるDeNOx制御について説明する。
(2-2) DeNOx Control DeNOx control, which is control for reducing NOx occluded in the NOx catalyst 41 (hereinafter referred to as occluded NOx as appropriate) and releasing it from the NOx catalyst 41, will be described.

前記のように、NOx触媒41では、排気の空燃比が理論空燃比近傍である状態(λ≒1)あるいは理論空燃比よりも小さいリッチな状態(λ<1)において、吸蔵NOxが還元される。従って、吸蔵NOxを還元するためには、排気の空燃比を通常制御時よりも低減する必要がある。   As described above, in the NOx catalyst 41, the stored NOx is reduced in a state where the air-fuel ratio of the exhaust is close to the stoichiometric air-fuel ratio (λ≈1) or in a rich state where the stoichiometric air-fuel ratio is smaller (λ <1). . Therefore, in order to reduce the stored NOx, it is necessary to reduce the air-fuel ratio of the exhaust as compared with the normal control.

排気の空燃比を低減する一つの方法として、燃焼室6に導入される新気(空気)の量を少なくすることが考えられる。しかし、新気の量を単純に少なくするとエンジントルクを適切に得ることができないおそれがある。特に、加速時に新気の量が低減されると加速性が悪化するおそれがある。   As one method for reducing the air-fuel ratio of the exhaust, it is conceivable to reduce the amount of fresh air (air) introduced into the combustion chamber 6. However, if the amount of fresh air is simply reduced, the engine torque may not be obtained properly. In particular, if the amount of fresh air is reduced during acceleration, the acceleration performance may deteriorate.

そこで、本実施形態では、新気の量の低減量を少なく抑えつつ排気の空燃比を低減させるべく、ポスト噴射を実施して吸蔵NOxを還元させるようにする。つまり、DeNOx制御では、PCM200は、インジェクタ10にメイン噴射に加えてポスト噴射を実施させ、これにより排気の空燃比を低減する。なお、本実施形態では、DeNOx制御時に、新気の量もわずかに低減させる。具体的には、スロットルバルブ23を通常制御時よりも閉じ側にするとともに排気側バイパスバルブ49とウエストゲートバルブ54の少なくとも一方を通常制御時よりも開き側にして過給圧を通常制御時よりも低減する。   Therefore, in this embodiment, post-injection is performed to reduce the stored NOx so as to reduce the air-fuel ratio of the exhaust gas while suppressing the amount of fresh air to be reduced. That is, in DeNOx control, the PCM 200 causes the injector 10 to perform post injection in addition to main injection, thereby reducing the air-fuel ratio of the exhaust. In the present embodiment, the amount of fresh air is slightly reduced during DeNOx control. Specifically, the throttle valve 23 is closed from the normal control, and at least one of the exhaust-side bypass valve 49 and the wastegate valve 54 is opened from the normal control so that the boost pressure is higher than that from the normal control. Is also reduced.

本実施形態では、このDeNOx制御を、図4に示す第1領域R1と第2領域R2とでのみ実施する。第1領域R1は、エンジン回転数が予め設定された第1基準回転数N1以上且つ予め設定された第2基準回転数N2以下で、エンジン負荷が予め設定された第1基準負荷Tq1以上且つ予め設定された第2基準負荷Tq2以下の領域である。第2領域R2は、第1領域R1よりもエンジン負荷が高い領域であって、エンジン負荷が予め設定された第3基準負荷Tq3以上となる領域である。   In the present embodiment, this DeNOx control is performed only in the first region R1 and the second region R2 shown in FIG. In the first region R1, the engine speed is equal to or higher than a first reference speed N1 set in advance and equal to or lower than a second reference speed N2 set in advance. The engine load is equal to or higher than a first reference load Tq1 set in advance. This is an area below the set second reference load Tq2. The second region R2 is a region where the engine load is higher than that of the first region R1, and the engine load is equal to or higher than a preset third reference load Tq3.

第1領域R1では、ポスト噴射された燃料が燃焼室6内で燃焼するタイミング(膨張行程の前半、例えば、圧縮上死点後30〜70°CA)でポスト噴射を実施するアクティブDeNOx制御(NOx還元制御)を実施する。なお、アクティブDeNOx制御の実施時には、ポスト噴射された燃料の燃焼を促進するためにグロープラグ11を通電して混合気を加熱する。   In the first region R1, active DeNOx control (NOx) that performs post-injection at the timing at which post-injected fuel burns in the combustion chamber 6 (the first half of the expansion stroke, for example, 30 to 70 ° CA after compression top dead center). Reduce control). When the active DeNOx control is performed, the air-fuel mixture is heated by energizing the glow plug 11 in order to promote the combustion of the post-injected fuel.

一方、第2領域R2では、ポスト噴射された燃料が燃焼室6内で燃焼しないタイミング(膨張行程の後半、例えば、圧縮上死点後110°CA)でポスト噴射を実施するパッシブDeNOx制御を実施する。   On the other hand, in the second region R2, the passive DeNOx control is performed in which the post-injected fuel is not burned in the combustion chamber 6 (second half of the expansion stroke, for example, 110 ° CA after compression top dead center). To do.

これは、次の理由による。   This is due to the following reason.

エンジン負荷が低い、あるいは、エンジン負荷は比較的高いがエンジン回転数が低い領域では、排気の温度が低いことに伴ってNOx触媒41の温度が吸蔵NOxを還元できる温度よりも低くなりやすい。そこで、本実施形態では、この領域ではDeNOx制御を停止する。   In a region where the engine load is low or the engine load is relatively high but the engine speed is low, the temperature of the NOx catalyst 41 tends to be lower than the temperature at which the stored NOx can be reduced as the exhaust gas temperature is low. Therefore, in this embodiment, DeNOx control is stopped in this region.

また、前記のようにDeNOx制御ではポスト噴射を実施するが、ポスト噴射された燃料が燃焼せずにそのまま排気通路40に排出されると、この未燃燃料に起因するデポジットによってEGRクーラー58等が閉塞するおそれがある。そのため、ポスト噴射された燃料は燃焼室6内で燃焼させるのが好ましい。しかしながら、エンジン負荷が高い、あるいは、エンジン負荷は比較的低いがエンジン回転数が高い領域では、燃焼室6内の温度が高いこと、あるいは、1クランク角度あたりの時間が短いことに伴って、燃焼室6内のガスが排気されるまでの間にポスト噴射された燃料と空気とを十分に混合させることが難しく、ポスト噴射された燃料を燃焼室6内で十分に燃焼させることができないおそれがある。また、前記混合が不十分でることによって煤が増大するおそれがある。従って、このような領域では基本的にDeNOx制御を停止する。   In addition, as described above, post injection is performed in the DeNOx control. If the post-injected fuel is discharged without being burned into the exhaust passage 40, the EGR cooler 58 and the like are caused by deposits caused by the unburned fuel. There is a risk of blockage. Therefore, the post-injected fuel is preferably burned in the combustion chamber 6. However, in a region where the engine load is high or the engine load is relatively low but the engine speed is high, combustion occurs due to the high temperature in the combustion chamber 6 or the short time per crank angle. It is difficult to sufficiently mix the post-injected fuel and air until the gas in the chamber 6 is exhausted, and the post-injected fuel may not be sufficiently combusted in the combustion chamber 6. is there. Moreover, there exists a possibility that wrinkles may increase when the said mixing is inadequate. Accordingly, the DeNOx control is basically stopped in such a region.

ただし、エンジン負荷が非常に高い第2領域R2では、メイン噴射の噴射量(以下、適宜、メイン噴射量という)が多いことに伴って通常運転時であっても排気の空燃比が小さく抑えられる。そのため、第2領域R2では、吸蔵NOxを還元するために必要なポスト噴射の噴射量(以下、適宜、ポスト噴射量という)を小さくして、未燃燃料が排気通路40に排出されることによる前記影響を小さく抑えることができる。   However, in the second region R2 where the engine load is very high, the air-fuel ratio of the exhaust gas can be kept small even during normal operation due to the large injection amount of the main injection (hereinafter referred to as the main injection amount as appropriate). . Therefore, in the second region R2, the amount of post-injection necessary for reducing the stored NOx (hereinafter referred to as post-injection amount as appropriate) is reduced, and unburned fuel is discharged into the exhaust passage 40. The influence can be suppressed small.

そこで、本実施形態では、前記のように、第1領域R1では、ポスト噴射された燃料が燃焼室6内で燃焼するアクティブDeNOx制御を実施し、第2領域R2では、ポスト噴射された燃料を燃焼室6内で燃焼させないパッシブDeNOx制御を実施する。なお、第2領域R2は、排気の温度が十分に高くDOC触媒42が十分に活性化する領域である。そのため、排気通路40に排出された未燃燃料はこのDOC触媒42によって浄化される。   Therefore, in the present embodiment, as described above, in the first region R1, active DeNOx control is performed in which the post-injected fuel burns in the combustion chamber 6, and in the second region R2, the post-injected fuel is Passive DeNOx control that does not cause combustion in the combustion chamber 6 is performed. The second region R2 is a region where the temperature of the exhaust is sufficiently high and the DOC catalyst 42 is sufficiently activated. Therefore, unburned fuel discharged to the exhaust passage 40 is purified by the DOC catalyst 42.

ここで、請求項におけるNOx還元制御は、アクティブDeNOx制御を指している。   Here, the NOx reduction control in the claims refers to active DeNOx control.

(2−3)切り替え手順
次に、通常制御と、アクティブDeNOx制御と、パッシブDeNOx制御との切り替え手順について、図5のフローチャートを用いて説明する。本実施形態では、これらの切り替えを表すフラグとして切り替えフラグが設定されており、切り替えフラグが0の場合は通常制御が実施され、切り替えフラグが1の場合はアクティブDeNOx制御が実施され、切り替えフラグが2の場合はパッシブDeNOx制御が実施されるようになっている。
(2-3) Switching Procedure Next, a switching procedure between normal control, active DeNOx control, and passive DeNOx control will be described with reference to the flowchart of FIG. In this embodiment, a switching flag is set as a flag representing these switching. When the switching flag is 0, normal control is performed, and when the switching flag is 1, active DeNOx control is performed, and the switching flag is set. In the case of 2, passive DeNOx control is implemented.

まず、PCM200は、ステップS10にて、車両の各種情報を読み込む。例えば、PCM200は、NOx触媒41の温度であるNOx触媒温度と、SCR触媒46の温度であるSCR温度と、NOx触媒41に吸蔵されているNOxの量であるNOx吸蔵量とを取得する。   First, the PCM 200 reads various types of vehicle information in step S10. For example, the PCM 200 acquires the NOx catalyst temperature that is the temperature of the NOx catalyst 41, the SCR temperature that is the temperature of the SCR catalyst 46, and the NOx occlusion amount that is the amount of NOx occluded in the NOx catalyst 41.

NOx触媒温度は、例えば、NOx触媒41の直上流側に設けられた温度センサによって検出された温度に基づいて推定される。また、SCR温度は、例えば、SCR触媒46の直上流側に設けられた温度センサによって検出された温度に基づいて推定される。また、NOx吸蔵量は、例えば、エンジン本体1の運転状態や排気の流量および温度等に基づいて推定された排気中のNOx量を積算していくことで求められる。   The NOx catalyst temperature is estimated based on, for example, a temperature detected by a temperature sensor provided immediately upstream of the NOx catalyst 41. The SCR temperature is estimated based on, for example, a temperature detected by a temperature sensor provided immediately upstream of the SCR catalyst 46. Further, the NOx occlusion amount is obtained, for example, by accumulating the NOx amount in the exhaust estimated based on the operating state of the engine body 1, the exhaust flow rate, the temperature, and the like.

次に、PCM200は、ステップS11にて、SCR温度が予め設定されたSCR判定温度未満であるか否かを判定する。SCR判定温度は、SCR触媒46によってNOxを浄化できるSCR触媒温度の最小値である。   Next, in step S11, the PCM 200 determines whether or not the SCR temperature is lower than a preset SCR determination temperature. The SCR determination temperature is the minimum value of the SCR catalyst temperature at which NOx can be purified by the SCR catalyst 46.

ステップS11の判定がNOであって、SCR温度がSCR判定温度以上でありSCR触媒46によってNOxを適切に浄化させることができる場合は、ステップS31に進み、PCM200は、切り替えフラグを0に設定して通常制御を実施する。一方、ステップS11の判定がYESの場合は、ステップS12に進む。   When the determination in step S11 is NO and the SCR temperature is equal to or higher than the SCR determination temperature and NOx can be appropriately purified by the SCR catalyst 46, the process proceeds to step S31, and the PCM 200 sets the switching flag to 0. Normal control. On the other hand, if the determination in step S11 is yes, the process proceeds to step S12.

ステップS12では、PCM200は、NOx触媒温度が予め設定されたNOx還元可能温度以上であるか否かを判定する。NOx還元可能温度は、NOx触媒41が吸蔵NOxを還元可能なNOx触媒温度の最小値である。   In step S12, the PCM 200 determines whether or not the NOx catalyst temperature is equal to or higher than a preset NOx reducible temperature. The NOx reducible temperature is the minimum value of the NOx catalyst temperature at which the NOx catalyst 41 can reduce the stored NOx.

ステップS12の判定がNOであってNOx触媒温度がNOx還元可能温度未満の場合は、ステップS31に進み、PCM200は切り替えフラグを0に設定して通常制御を実施する。一方、ステップS12の判定がYESの場合は、ステップS13に進む。   If the determination in step S12 is NO and the NOx catalyst temperature is less than the NOx reducible temperature, the process proceeds to step S31, and the PCM 200 sets the switching flag to 0 and performs normal control. On the other hand, if the determination in step S12 is yes, the process proceeds to step S13.

ステップS13では、PCM200は、エンジン本体1が第1領域R1で運転されているか否かを判定する。この判定がNOの場合は、ステップS21に進む。一方、この判定がYESの場合は、ステップS14に進む。   In step S13, the PCM 200 determines whether or not the engine body 1 is operated in the first region R1. If this determination is NO, the process proceeds to step S21. On the other hand, if this determination is YES, the process proceeds to step S14.

ステップS14では、PCM200は、エンジン始動後にアクティブDeNOx制御を一度も実行していないか否かを判定する。この判定がYESの場合は、ステップS15に進む。一方、この判定がNOの場合は、ステップS16に進む。   In step S14, the PCM 200 determines whether or not active DeNOx control has never been executed after the engine is started. If this determination is YES, the process proceeds to step S15. On the other hand, if this determination is NO, the process proceeds to step S16.

ステップS15では、PCM200は、NOx吸蔵量が予め設定された第1吸蔵量判定値以上であるか否かを判定する。第1吸蔵量判定値は、例えば、NOx触媒41が吸蔵できるNOxの量の最大値よりもある程度低い値に設定されている。   In step S15, the PCM 200 determines whether or not the NOx occlusion amount is equal to or greater than a preset first occlusion amount determination value. The first storage amount determination value is set to a value that is somewhat lower than the maximum value of the amount of NOx that can be stored by the NOx catalyst 41, for example.

ステップS15の判定がNOであってNOx吸蔵量が第1吸蔵量判定値未満の場合は、NOx触媒41の還元処理を行う必要がないため、PCM200は、ステップS31に進み、切り替えフラグを0に設定して通常制御を実施する。一方、ステップS15の判定がYESの場合は、ステップS17に進む。ステップS17では、PCM200は、切り替えフラグを1に設定してアクティブDeNOx制御を実施する。   If the determination in step S15 is NO and the NOx storage amount is less than the first storage amount determination value, it is not necessary to perform the reduction process of the NOx catalyst 41, so the PCM 200 proceeds to step S31 and sets the switching flag to 0. Set and perform normal control. On the other hand, if the determination in step S15 is yes, the process proceeds to step S17. In step S17, the PCM 200 sets the switching flag to 1 and performs active DeNOx control.

一方、ステップS14の判定がNOの場合に進むステップS16では、PCM200は、NOx吸蔵量が予め設定された第2吸蔵量判定値以上であるか否かを判定する。第2吸蔵量判定値は、第1吸蔵量判定値よりも大きな値に設定されている。例えば、第2吸蔵量判定値は、NOx触媒41が吸蔵できるNOxの量の最大値付近の値に設定されている。ステップS16の判定のNOであってNOx吸蔵量が第2吸蔵量判定値未満である場合は、PCM200は、ステップS31に進み、切り替えフラグを0に設定して通常制御を実施する。一方、ステップS16の判定がYESの場合は、PCM200は、ステップS17に進み、切り替えフラグを1に設定してアクティブDeNOx制御を実施する。   On the other hand, in step S16 which proceeds when the determination in step S14 is NO, the PCM 200 determines whether or not the NOx occlusion amount is equal to or greater than a preset second occlusion amount determination value. The second storage amount determination value is set to a value larger than the first storage amount determination value. For example, the second storage amount determination value is set to a value near the maximum value of the amount of NOx that can be stored by the NOx catalyst 41. If the determination in step S16 is NO and the NOx storage amount is less than the second storage amount determination value, the PCM 200 proceeds to step S31, sets the switching flag to 0, and performs normal control. On the other hand, if the determination in step S16 is YES, the PCM 200 proceeds to step S17, sets the switching flag to 1, and performs active DeNOx control.

ステップS13の判定がNOの場合に進むステップS21では、PCM200は、エンジン本体1が第2領域R2で運転されているか否かを判定する。この判定がNOの場合は、PCM200は、ステップS31に進み、切り替えフラグを0に設定して通常制御を実施する。一方、この判定がYESの場合は、ステップS22に進む。   In step S21 that proceeds when the determination in step S13 is NO, the PCM 200 determines whether or not the engine body 1 is operated in the second region R2. If this determination is NO, the PCM 200 proceeds to step S31, sets the switching flag to 0, and performs normal control. On the other hand, if this determination is YES, the process proceeds to step S22.

ステップS22では、PCM200は、NOx吸蔵量が予め設定された第3吸蔵量判定値以上であるか否かを判定する。第3吸蔵量判定値は、第1吸蔵量判定値よりも小さな値に設定されている。例えば、第3吸蔵量判定値は、NOx触媒41が吸蔵できるNOxの量の最大値の半分程度の値に設定されている。   In step S22, the PCM 200 determines whether the NOx storage amount is equal to or greater than a preset third storage amount determination value. The third storage amount determination value is set to a value smaller than the first storage amount determination value. For example, the third storage amount determination value is set to a value that is about half the maximum value of the amount of NOx that can be stored by the NOx catalyst 41.

ステップS22の判定がNOであってNOx吸蔵量が第3吸蔵量判定値未満の場合は、NOx触媒の還元処理を行う必要がないため、PCM200は、ステップS31に進み、切り替えフラグを0に設定して通常制御を実施する。一方、ステップS22の判定がYESの場合はステップS23に進む。   If the determination in step S22 is NO and the NOx occlusion amount is less than the third occlusion amount determination value, the PCM 200 proceeds to step S31 and sets the switching flag to 0 because there is no need to perform a reduction process of the NOx catalyst. Then, normal control is performed. On the other hand, if the determination in step S22 is yes, the process proceeds to step S23.

ステップS23では、後述する手順で算出したポスト噴射量が、予め設定された基準ポスト噴射量未満か否かを判定する。基準ポスト噴射量は、例えば、オイル希釈を抑制する観点から、あるいは、これに加えてパッシブDeNOx制御の実行に起因する燃費悪化を抑制する観点から、設定されている。つまり、パッシブDeNOx制御では、ポスト噴射された燃料が燃焼室6内で燃焼しない遅角側のタイミングで実施されるため、燃焼室6からクランクケースに未燃の燃料が漏えいしやすい。そこで、本実施形態では、ポスト噴射量が基準ポスト噴射量未満であって前記漏えいをある程度少なく抑えられる場合にのみパッシブDeNOx制御が実施されるように、ステップS23の判定を実施する。   In step S23, it is determined whether or not the post injection amount calculated in the procedure described later is less than a preset reference post injection amount. The reference post-injection amount is set, for example, from the viewpoint of suppressing oil dilution, or in addition, from the viewpoint of suppressing fuel consumption deterioration due to the execution of passive DeNOx control. That is, in the passive DeNOx control, since the post-injected fuel is performed at a retarded timing at which the fuel is not burned in the combustion chamber 6, unburned fuel is likely to leak from the combustion chamber 6 to the crankcase. Therefore, in the present embodiment, the determination in step S23 is performed so that the passive DeNOx control is performed only when the post injection amount is less than the reference post injection amount and the leakage can be suppressed to some extent.

つまり、ステップS23の判定がYESの場合はステップS24に進み、PCM200は、切り替えフラグを2に設定してパッシブDeNOx制御を実施する。一方、ステップS23の判定がNOの場合は、PCM200は、ステップS31に進み、切り替えフラグを0に設定して通常制御を実施する。   That is, if the determination in step S23 is YES, the process proceeds to step S24, and the PCM 200 sets the switching flag to 2 and performs passive DeNOx control. On the other hand, if the determination in step S23 is NO, the PCM 200 proceeds to step S31, sets the switching flag to 0, and performs normal control.

このように、本実施形態では、SCR温度がSCR判定温度未満で、NOx触媒温度がNOx還元可能温度以上で、第1領域R1でエンジン本体1が運転されており、かつ、NOx吸蔵量が所定量以上のときに、アクティブDeNOx制御が実施される。ただし、エンジン始動後にアクティブDeNOx制御を一度も実行していない場合には、NOx触媒41のNOx浄化性能を確保するべく、前記所定量が比較的小さい値に設定される。   Thus, in the present embodiment, the SCR temperature is lower than the SCR determination temperature, the NOx catalyst temperature is equal to or higher than the NOx reducible temperature, the engine body 1 is operated in the first region R1, and the NOx occlusion amount is set. Active DeNOx control is performed when the amount is equal to or greater than the fixed amount. However, when the active DeNOx control has never been executed after the engine is started, the predetermined amount is set to a relatively small value in order to ensure the NOx purification performance of the NOx catalyst 41.

なお、ポスト噴射に起因するオイル希釈を抑制するべく、ステップS16の判定の後に、アクティブDeNOx制御の前回実行時点からの走行距離が所定の判定距離以上であるか否かの判定を行い、この判定がYESのときにステップS17に進みアクティブDeNOx制御を実施する一方、この判定がNOのときにはステップS31に進み、切り替えフラグを0として通常制御を実施するようにしてもよい。   In order to suppress oil dilution caused by post injection, it is determined after the determination in step S16 whether or not the travel distance from the previous execution time of the active DeNOx control is equal to or greater than a predetermined determination distance. If YES, the process proceeds to step S17 to perform active DeNOx control, while if this determination is NO, the process proceeds to step S31, and the normal control may be performed with the switching flag set to 0.

また、本実施形態では、SCR温度がSCR判定温度未満で、NOx触媒温度がNOx還元可能温度以上で、第2領域R2でエンジンが運転されており、NOx吸蔵量が所定量以上、かつ、ポスト噴射の噴射量が所定量未満のときに、パッシブDeNOx制御が実施される。   In this embodiment, the SCR temperature is lower than the SCR determination temperature, the NOx catalyst temperature is equal to or higher than the NOx reducible temperature, the engine is operated in the second region R2, the NOx occlusion amount is equal to or greater than a predetermined amount, and the post Passive DeNOx control is performed when the injection amount of injection is less than a predetermined amount.

(2−4)燃料噴射制御
次に、燃料噴射の制御手順の手順について、図6および図7のフローチャートを用いて説明する。
(2-4) Fuel Injection Control Next, the procedure of the fuel injection control procedure will be described using the flowcharts of FIGS. 6 and 7.

まず、PCM200は、ステップS51にて、車両の各種情報を読み込む。例えば、PCM200は、回転数センサSN1で検出されたエンジン回転数、エアフローセンサSN2で検出された吸入空気量、排気O2センサSN4で検出された排気の酸素濃度、アクセル開度センサSN5で検出されたアクセル開度、車速センサSN6で検出された車速等を取得する。   First, the PCM 200 reads various types of vehicle information in step S51. For example, the PCM 200 detects the engine speed detected by the speed sensor SN1, the intake air amount detected by the air flow sensor SN2, the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the exhaust O2 sensor SN4, and the accelerator opening sensor SN5. The accelerator opening, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor SN6, and the like are acquired.

次に、ステップS52にて、PCM200は、吸気酸素濃度と、トータル吸入ガス量を推定する。吸気酸素濃度は、燃焼室6内の酸素濃度であって燃焼が行われる前の酸素濃度である。例えば、PCM200は、吸入空気量、排気の酸素濃度、EGRバルブ57、60の開度等に基づいて、吸気酸素濃度を推定する。トータル吸入ガス量は、燃焼室6内に存在するガス(燃焼が開始する直前における燃焼室6内に存在するガス)の全量である。例えば、PCM200は、吸入空気量、EGRバルブ57、60の開度等に基づいてトータル吸入ガス量を推定する。   Next, in step S52, the PCM 200 estimates the intake oxygen concentration and the total intake gas amount. The intake oxygen concentration is an oxygen concentration in the combustion chamber 6 and is an oxygen concentration before combustion is performed. For example, the PCM 200 estimates the intake oxygen concentration based on the intake air amount, the exhaust oxygen concentration, the opening degree of the EGR valves 57 and 60, and the like. The total intake gas amount is the total amount of gas existing in the combustion chamber 6 (gas existing in the combustion chamber 6 immediately before the start of combustion). For example, the PCM 200 estimates the total intake gas amount based on the intake air amount, the opening degree of the EGR valves 57 and 60, and the like.

次に、ステップS53にて、PCM200は、アクセル開度と車速等に基づいて、車両の加速度の目標値である目標車両加速度を算出する。   Next, in step S53, the PCM 200 calculates a target vehicle acceleration that is a target value of the acceleration of the vehicle based on the accelerator opening and the vehicle speed.

次に、ステップS54にて、PCM200は、目標車両加速度とエンジン回転数等に基づいて、エンジントルクの目標値である目標エンジントルク、つまり、要求されているエンジントルクを設定する。   Next, in step S54, the PCM 200 sets a target engine torque that is a target value of the engine torque, that is, a requested engine torque, based on the target vehicle acceleration, the engine speed, and the like.

次に、ステップS55にて、PCM200は、目標エンジントルクとエンジン回転数等に基づいて、メイン噴射量の基本値である基本メイン噴射量を設定する。   Next, in step S55, the PCM 200 sets a basic main injection amount that is a basic value of the main injection amount based on the target engine torque, the engine speed, and the like.

ここで、アクティブDeNOx制御では、ポスト噴射された燃料が燃焼室6内で燃焼する。その結果、ポスト噴射された燃料の燃焼エネルギーの一部がエンジントルクに変換される。従って、アクティブDeNOx制御時の基本メイン噴射量は、メイン噴射とポスト噴射の一部とによって目標エンジントルクが実現されるように、その他の制御時(通常制御時およびパッシブDeNOx制御時)の基本メイン噴射量よりもわずかに小さい量とされる。つまり、アクティブDeNOx制御の開始前後および終了前後において、エンジントルクが大きく変動しないように、アクティブDeNOx制御では基本メイン噴射量を小さくする。   Here, in the active DeNOx control, the post-injected fuel burns in the combustion chamber 6. As a result, part of the combustion energy of the post-injected fuel is converted into engine torque. Therefore, the basic main injection amount at the time of active DeNOx control is the basic main injection amount at the time of other control (during normal control and passive DeNOx control) so that the target engine torque is realized by main injection and part of post injection. The amount is slightly smaller than the injection amount. That is, the basic main injection amount is reduced in the active DeNOx control so that the engine torque does not fluctuate greatly before and after the start and end of the active DeNOx control.

次に、ステップS56にて、PCM200は、切り替えフラグが1であるか否か、つまり、アクティブDeNOx制御の実施時であるか否かを判定する。   Next, in step S56, the PCM 200 determines whether or not the switching flag is 1, that is, whether or not active DeNOx control is being performed.

ステップS61の判定がYESであってアクティブDeNOx制御の実施時である場合はステップS63に進む。   If the determination in step S61 is YES and the active DeNOx control is being performed, the process proceeds to step S63.

一方、ステップS61の判定がNOであってアクティブDeNOx制御の実施時でない場合は、PCM200は、ステップS62に進み、切替フラグが1から0または2に変化してから予め設定された基準時間(所定の期間)が経過したか否かを判定する。つまり、アクティブDeNOx制御が終了してから基準時間が経過したか否かを判定する。ステップS62の判定がNOの場合はステップS63に進む。一方、ステップS62の判定がYESの場合はステップS64に進む。   On the other hand, if the determination in step S61 is NO and the active DeNOx control is not being performed, the PCM 200 proceeds to step S62, and after the switch flag changes from 1 to 0 or 2, a preset reference time (predetermined) It is determined whether or not (period) has elapsed. That is, it is determined whether or not the reference time has elapsed since the end of the active DeNOx control. If the determination in step S62 is no, the process proceeds to step S63. On the other hand, if the determination in step S62 is yes, the process proceeds to step S64.

このように、本実施形態では、アクティブDeNOx制御の実施中およびアクティブDeNOx制御が終了してから基準時間が経過するまでの間はステップS63に進み、その他の場合はステップS64に進む。   As described above, in the present embodiment, the process proceeds to step S63 during the execution of the active DeNOx control and from the end of the active DeNOx control until the reference time elapses, and in other cases, the process proceeds to step S64.

ステップS64では、PCM200は、排気O2ガード値を第1排気O2ガード値に設定する。一方、ステップS63では、PCM200は、排気O2ガード値を第2排気O2ガード値であって第1排気O2ガード値よりも小さい値に設定する。   In step S64, the PCM 200 sets the exhaust O2 guard value to the first exhaust O2 guard value. On the other hand, in step S63, the PCM 200 sets the exhaust O2 guard value to a value that is the second exhaust O2 guard value and smaller than the first exhaust O2 guard value.

排気O2ガード値は、メイン噴射によって燃焼室6に噴射された燃料の燃焼(以下、適宜、メイン燃焼という)によって生成される煤の量を所定量以下に抑えることのできる、メイン燃焼後のガスの酸素濃度(メイン噴射のみが実施される場合には排気の酸素濃度)の最小値である。つまり、メイン燃焼によって生成される煤の量とメイン燃焼後のガスの酸素濃度とには高い相関があってこの酸素濃度を所定値以上に維持できればメイン燃焼によって生成される煤の発生量を所定量以下にできることが分かっており、前記排気O2ガード値は、メイン燃焼に伴う煤の発生量を所定量以下に抑えることが可能なメイン燃焼後のガスの酸素濃度の下限値である。   The exhaust O2 guard value is a gas after main combustion that can suppress the amount of soot generated by combustion of fuel injected into the combustion chamber 6 by main injection (hereinafter referred to as main combustion as appropriate) below a predetermined amount. Is the minimum value of the oxygen concentration (exhaust oxygen concentration when only main injection is performed). In other words, there is a high correlation between the amount of soot produced by the main combustion and the oxygen concentration of the gas after the main combustion, and if this oxygen concentration can be maintained above a predetermined value, the amount of soot produced by the main combustion is determined. The exhaust O2 guard value is a lower limit value of the oxygen concentration of the gas after the main combustion that can suppress the amount of soot generated due to the main combustion to a predetermined amount or less.

ここで、アクティブDeNOx制御では、前記のように、メイン噴射に加えてポスト噴射が実施されるとともに、ポスト噴射によって燃焼室6に噴射された燃料が燃焼室6内で燃焼するように制御される。そのため、アクティブDeNOx制御の実施時は、ポスト噴射によって燃焼室6に噴射された燃料の燃焼時に、メイン燃焼によって生成された煤の一部が燃焼される。従って、アクティブDeNOx制御の実施時とその他の運転時(通常制御やパッシブDeNOx制御の実施時)とでは、メイン燃焼によって生成された煤の量が同じであっても、アクティブDeNOx制御の実施時の方が、他の運転時よりもエンジン本体1から排出される煤の量が少なくなり、アクティブDeNOx制御の実施時は、排気O2ガード値をその他の運転時より小さくすることができる。   Here, in the active DeNOx control, as described above, the post injection is performed in addition to the main injection, and the fuel injected into the combustion chamber 6 by the post injection is controlled to burn in the combustion chamber 6. . Therefore, when the active DeNOx control is performed, a part of the soot generated by the main combustion is combusted when the fuel injected into the combustion chamber 6 by the post injection is combusted. Therefore, when active DeNOx control is performed and when other operations are performed (when normal control or passive DeNOx control is performed), even when the amount of soot generated by the main combustion is the same, when active DeNOx control is performed However, the amount of soot discharged from the engine main body 1 is smaller than during other operations, and the exhaust O2 guard value can be made smaller than during other operations when active DeNOx control is performed.

そこで、本実施形態では、その他の運転時は排気O2ガード値を第1排気O2ガード値とし、アクティブDeNOx制御の実施時は排気O2ガード値を第1排気O2ガード値よりも小さい値に設定された第2排気O2ガード値とする。   Therefore, in the present embodiment, the exhaust O2 guard value is set to the first exhaust O2 guard value during other operations, and the exhaust O2 guard value is set to a value smaller than the first exhaust O2 guard value during active DeNOx control. The second exhaust O2 guard value.

具体的には、PCM200には、エンジン回転数とエンジントルクとについて、予め実験等により設定された第1排気O2ガード値と第2排気O2ガード値の値がマップで記憶されている。これらのマップは、同じエンジン回転数とエンジントルクであっても第2排気O2ガード値のマップから抽出される第2排気O2ガード値の方が第1排気O2ガードマップから抽出される第1排気O2ガード値よりも小さくなるように設定されている。また、本実施形態では、エンジン回転数とエンジントルクとが同じ運転条件において、DeNOx制御時とその他の運転時とにおいてエンジン本体1から排出される煤の量が同等となるように、各マップの値が設定されている。そして、PCM200は、ステップS57において、排気O2ガード値を第1排気O2ガードのマップから抽出し、ステップS58では、排気O2ガード値を第2排気O2ガードのマップから抽出する。   Specifically, in the PCM 200, the values of the first exhaust O2 guard value and the second exhaust O2 guard value that are set in advance through experiments or the like are stored in a map for the engine speed and the engine torque. In these maps, even if the engine speed and the engine torque are the same, the second exhaust O2 guard value extracted from the map of the second exhaust O2 guard value is extracted from the first exhaust O2 guard map. It is set to be smaller than the O2 guard value. Further, in the present embodiment, under the operating conditions where the engine speed and the engine torque are the same, the amount of soot discharged from the engine main body 1 is the same during DeNOx control and during other operations. Value is set. In step S57, the PCM 200 extracts the exhaust O2 guard value from the map of the first exhaust O2 guard. In step S58, the PCM 200 extracts the exhaust O2 guard value from the map of the second exhaust O2 guard.

ステップS63あるいはステップS64の後は、ステップS65に進む。ステップS65では、PCM200は、吸気酸素濃度、トータル吸入ガス量、排気O2ガード値とに基づいてメイン噴射ガード量を設定する。   After step S63 or step S64, the process proceeds to step S65. In step S65, the PCM 200 sets the main injection guard amount based on the intake oxygen concentration, the total intake gas amount, and the exhaust O2 guard value.

メイン噴射ガード量は、メイン噴射量の上限値であり、メイン燃焼後のガスの酸素濃度が排気O2ガード値となるときのメイン噴射量の値である。メイン噴射ガード量は、排気O2ガード値と、ステップS52で算出した吸気酸素濃度およびトータル吸入ガス量とから算出される。   The main injection guard amount is an upper limit value of the main injection amount, and is a value of the main injection amount when the oxygen concentration of the gas after main combustion becomes the exhaust O2 guard value. The main injection guard amount is calculated from the exhaust O2 guard value, the intake oxygen concentration and the total intake gas amount calculated in step S52.

具体的には、メイン燃焼後のガスの酸素濃度は、吸気酸素濃度からメイン燃焼によって消費された酸素濃度を引いた値であり、メイン燃焼によって消費される酸素の量はメイン噴射量に所定の係数をかけた値である。従って、吸気酸素濃度をX_inO2、トータル吸入ガス量をMtotal、メイン噴射量をQm、前記係数をKとすると、メイン燃焼後のガスの酸素濃度X_exO2は、X_exO2=X_inO2−(K×Qm)/Mtotalで算出される。そこで、この式を用い、X_exO2に排気O2ガード値を適用し、X_inO2とMtotalにそれぞれステップS52で算出した吸気酸素濃度とトータル吸入ガス量を適用し、Kに予め設定された値を適用して、Qmを算出し、このQmをメイン噴射ガード量として算出する。   Specifically, the oxygen concentration of the gas after the main combustion is a value obtained by subtracting the oxygen concentration consumed by the main combustion from the intake oxygen concentration, and the amount of oxygen consumed by the main combustion is predetermined to the main injection amount. It is a value multiplied by a coefficient. Accordingly, assuming that the intake oxygen concentration is X_inO2, the total intake gas amount is Mtotal, the main injection amount is Qm, and the coefficient is K, the oxygen concentration X_exO2 of the gas after main combustion is X_exO2 = X_inO2- (K × Qm) / Mtotal Is calculated by Therefore, using this equation, the exhaust O2 guard value is applied to X_exO2, the intake oxygen concentration and total intake gas amount calculated in step S52 are applied to X_inO2 and Mtotal, respectively, and a preset value is applied to K. , Qm is calculated, and this Qm is calculated as the main injection guard amount.

このように、本実施形態では、メイン噴射量の上限値であるメイン噴射ガード量を、吸気酸素濃度およびトータル吸入ガス量を用い、燃焼室6内の酸素状態に基づいて算出する。   Thus, in the present embodiment, the main injection guard amount that is the upper limit value of the main injection amount is calculated based on the oxygen state in the combustion chamber 6 using the intake oxygen concentration and the total intake gas amount.

次に、ステップS66において、PCM200は、ステップS55で算出した基本メイン噴射量が、ステップS63あるいはステップS64で算出したメイン噴射ガード量以下であるか否かを算出する。   Next, in step S66, the PCM 200 calculates whether or not the basic main injection amount calculated in step S55 is less than or equal to the main injection guard amount calculated in step S63 or step S64.

ステップS66の判定がYESであれば、PCM200は、ステップS67に進み、基本メイン噴射量を最終的なメイン噴射量に設定する。一方、ステップS66の判定がNOであれば、PCM200は、ステップS68に進み、テップS63あるいはステップS64で算出したメイン噴射ガード量を最終的なメイン噴射量に設定する。つまり、ステップS68では、PCM200は、メイン噴射量を、基本メイン噴射量よりも小さいメイン噴射ガード量に制限する。ステップS67あるいはS68の後は、ステップS69に進む。   If the determination in step S66 is YES, the PCM 200 proceeds to step S67 and sets the basic main injection amount to the final main injection amount. On the other hand, if the determination in step S66 is NO, the PCM 200 proceeds to step S68, and sets the main injection guard amount calculated in step S63 or step S64 as the final main injection amount. That is, in step S68, the PCM 200 limits the main injection amount to a main injection guard amount that is smaller than the basic main injection amount. After step S67 or S68, the process proceeds to step S69.

ステップS69では、PCM200は、切り替えフラグが1または2であるか否か、つまり、アクティブDeNOx制御の実施時またはパッシブDeNOx制御の実施時であるか否かを判定する。この判定がNOであって通常制御の実施時であれば、PCM200は、ステップS71に進んでポスト噴射量を0に設定し、ステップS72に進む。   In step S69, the PCM 200 determines whether or not the switching flag is 1 or 2, that is, whether or not the active DeNOx control is being performed or the passive DeNOx control is being performed. If this determination is NO and normal control is being performed, the PCM 200 proceeds to step S71, sets the post injection amount to 0, and proceeds to step S72.

一方、ステップS69の判定がYESの場合は、ステップS70に進む。ステップS70では、PCM200は、ステップS63またはS64で設定された最終的なメイン噴射量と、予め設定されたDeNOx制御空燃比とから、ポスト噴射量を算出する。DeNOx制御空燃比は、NOx触媒41において吸蔵NOxを還元させるのに必要な気筒内の混合気の空燃比であり、予め設定されている。前記のように、この空燃比は、理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりも小さい値に設定されている。例えば、DeNOx制御空燃比は、空気過剰率λが0.94〜1.06の間の値となるように設定されている。ステップS70の後は、ステップS72に進む。   On the other hand, if the determination in step S69 is yes, the process proceeds to step S70. In step S70, the PCM 200 calculates the post injection amount from the final main injection amount set in step S63 or S64 and the preset DeNOx control air-fuel ratio. The DeNOx control air-fuel ratio is an air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder necessary for reducing the stored NOx in the NOx catalyst 41, and is set in advance. As described above, this air-fuel ratio is set in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio or a value smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. For example, the DeNOx control air-fuel ratio is set so that the excess air ratio λ becomes a value between 0.94 and 1.06. After step S70, the process proceeds to step S72.

ステップS72では、PCM200は、ステップS67またはS68で設定した最終的なメイン噴射量分の燃料をインジェクタ10にメイン噴射させるとともに、ステップS70またはS71で設定したポスト噴射量分の燃料をインジェクタ10にポスト噴射させる。なお、ステップS71でポスト噴射量が0と設定された場合は、ポスト噴射は停止される。ステップS72の後は、処理を終了する(ステップS51に戻る)。   In step S72, the PCM 200 causes the injector 10 to main-inject the fuel corresponding to the final main injection amount set in step S67 or S68, and posts the fuel corresponding to the post-injection amount set in step S70 or S71 to the injector 10. Let spray. When the post injection amount is set to 0 in step S71, the post injection is stopped. After step S72, the process ends (returns to step S51).

このように、本実施形態では、エンジン本体1から排出される煤の量が所定量以下となるように、メイン噴射の噴射量がメイン噴射ガード量以下に抑えられる。そして、アクティブDeNOx制御の実施中およびアクティブDeNOx制御が終了してから基準時間が経過するまでの間は、このメイン噴射ガード量が他の運転時よりも大きくされる。   Thus, in this embodiment, the injection amount of the main injection is suppressed to be equal to or less than the main injection guard amount so that the amount of soot discharged from the engine body 1 is equal to or less than a predetermined amount. Then, during the execution of the active DeNOx control and until the reference time elapses after the end of the active DeNOx control, the main injection guard amount is made larger than that during other operations.

(3)作用等
図8に、前記の制御を実施したときの各パラメータの時間変化を模式的に示す。図8は、定常走行(アクセル開度が一定で車速が一定の走行)途中の時刻t1でアクティブDeNOx制御が開始され、その後の時刻t2にてアクセル開度が踏み込まれて加速が行われ、この加速途中の時刻t4でアクティブDeNOx制御が終了したときの図である。
(3) Action, etc. FIG. 8 schematically shows the time change of each parameter when the above control is performed. FIG. 8 shows that active DeNOx control is started at time t1 during steady running (running with a constant accelerator opening and a constant vehicle speed), and the accelerator opening is stepped on and acceleration is performed at time t2. It is a figure when active DeNOx control is complete | finished at the time t4 in the middle of acceleration.

図8のメイン噴射ガード量のグラフにおいて、第1メイン噴射ガード量は、排気O2ガード値を第1排気O2ガード値としたときに算出されるメイン噴射ガード量であり、第2メイン噴射ガード量は、排気O2ガード値を第2排気O2ガード値としたときに算出されるメイン噴射ガード量である。具体的には、第1メイン噴射ガード量は、現在のエンジン回転数とエンジントルクとに基づいて注出された第1排気O2ガード値と、現在の吸気酸素濃度と、現在のトータル吸入ガス量とを用いて、ステップS65に係る手順に従って算出したメイン噴射ガード量であり、第2メイン噴射ガード量は、現在のエンジン回転数とエンジントルクとに基づいて注出された第2排気O2ガード値と、現在の吸気酸素濃度と、現在のトータル吸入ガス量とを用いて、ステップS65に係る手順に従って算出したメイン噴射ガード量である。第2メイン噴射ガード量は、本発明における「補正上限値」に相当する。 In the graph of the main injection guard amount in FIG. 8, the first main injection guard amount is a main injection guard amount calculated when the exhaust O2 guard value is the first exhaust O2 guard value, and the second main injection guard amount. Is a main injection guard amount calculated when the exhaust O2 guard value is set to the second exhaust O2 guard value. Specifically, the first main injection guard amount is the first exhaust O2 guard value dispensed based on the current engine speed and engine torque, the current intake oxygen concentration, and the current total intake gas amount. And the second main injection guard amount is calculated based on the current engine speed and the engine torque, and the second exhaust O2 guard value that is dispensed based on the current engine speed and the engine torque. , And the current intake oxygen concentration and the current total intake gas amount, and the main injection guard amount calculated according to the procedure related to step S65. The second main injection guard amount corresponds to the “correction upper limit value” in the present invention.

前記のように、同じエンジン回転数とエンジントルクであっても第2排気O2ガード値の方が第1排気O2ガード値よりも小さくなるように設定されている。従って、エンジン回転数、エンジントルク、吸気酸素濃度、トータル吸入ガス量としてともに現在の値が用いられることで、図8に示すように、第1メイン噴射ガード量は第2メイン噴射ガード量よりも小さい値となる。   As described above, the second exhaust O2 guard value is set to be smaller than the first exhaust O2 guard value even at the same engine speed and engine torque. Therefore, since the current values are used for the engine speed, engine torque, intake oxygen concentration, and total intake gas amount, the first main injection guard amount is larger than the second main injection guard amount as shown in FIG. Small value.

なお、図7のステップS61〜65に係る前記説明のように、本実施形態では、ステップS62の判定に応じて排気O2ガード値が第1排気O2ガード値と第2排気O2ガード値とに切り替えられるようになっており、実際には、メイン噴射ガード量として一つの値のみが算出されるが、ここでは、説明を容易にするために、前記の第1メイン噴射ガード量と第2メイン噴射ガード量とを用いて説明を行う。   As described above with reference to steps S61 to S65 in FIG. 7, in this embodiment, the exhaust O2 guard value is switched between the first exhaust O2 guard value and the second exhaust O2 guard value according to the determination in step S62. In practice, only one value is calculated as the main injection guard amount, but here, in order to facilitate the explanation, the first main injection guard amount and the second main injection amount are calculated. The description will be made using the guard amount.

図8に示すように、時刻t1までの定常走行では、切り替えフラグが0であることに伴い通常制御が実施されており、ポスト噴射は停止され(ポスト噴射量が0とされ)、混合気の空気過剰率λは1よりも大きい値とされる。   As shown in FIG. 8, in steady running until time t1, normal control is performed as the switching flag is 0, post-injection is stopped (post-injection amount is set to 0), and the air-fuel mixture The excess air ratio λ is set to a value larger than 1.

一方、時刻t1にて切り替えフラグが1となりアクティブDeNOx制御が開始されると、ポスト噴射が開始される(ポスト噴射量が0より大きい値とされる)。また、本実施形態では、アクティブDeNOx制御の開始に伴って、前記のように、スロットルバルブ23が閉じ側に制御されるとともに排気側バイパスバルブ49とウエストゲートバルブ54の少なくとも一方が開き側に制御される。これらの制御に伴い、時刻t1から混合気の空気過剰率λは徐々に低下する。また、図8に示したように、通常制御が仮に継続された場合に比べて、過給圧が低下する。また、図示は省略するが、気筒2内に導入される空気量および酸素量が低下する。   On the other hand, when the switching flag becomes 1 and active DeNOx control is started at time t1, post injection is started (the post injection amount is set to a value larger than 0). In the present embodiment, as described above, as the active DeNOx control starts, the throttle valve 23 is controlled to the closed side, and at least one of the exhaust side bypass valve 49 and the waste gate valve 54 is controlled to the open side. Is done. With these controls, the excess air ratio λ of the air-fuel mixture gradually decreases from time t1. Further, as shown in FIG. 8, the supercharging pressure is reduced as compared with the case where the normal control is continued. Moreover, although illustration is abbreviate | omitted, the air quantity and oxygen amount which are introduce | transduced in the cylinder 2 fall.

また、時刻t1では、ポスト噴射が開始されることに伴って、実メイン噴射量が低下する。なお、実メイン噴射量は、最終的に噴射されるメイン噴射の噴射量である。   In addition, at time t1, the actual main injection amount decreases as the post injection is started. The actual main injection amount is the main injection amount that is finally injected.

具体的には、時刻t1までは通常制御が行われている。そのため、最終的なメイン噴射ガード量である最終メイン噴射ガード量(ステップS65にて実際に算出されるメイン噴射ガード量)は第1排気O2ガード値を用いて算出された第1メイン噴射ガード量である。そして、図8の例では、時刻t1までの期間、基本メイン噴射量がこの第1メイン噴射ガード量未満であることに伴い、実メイン噴射量は基本メイン噴射量とされている。また、時刻t1後は、最終メイン噴射ガード量は第2メイン噴射ガード量となるが、第2メイン噴射ガード量は第1メイン噴射ガード量よりも大きく、時刻t1直後においても実メイン噴射量は基本メイン噴射量となる。ここで、前記のように、アクティブDeNOx制御時の基本メイン噴射量は、その他の制御時(通常制御時およびパッシブDeNOx制御時)の基本メイン噴射量よりも小さい量とされる。従って、時刻t1においてポスト噴射が開始されると実メイン噴射量が低減される。なお、時刻t1の直前において実メイン噴射量が第1メイン噴射ガード量に設定されている(基本噴射量が第1メイン噴射ガード量より大きいことに伴い実メイン噴射量が第1メイン噴射ガード量に設定されている)場合には、時刻t1でアクティブDeNOx制御の開始に伴って算出された基本メイン噴射量が第1メイン噴射ガード量よりも大きい値に算出される場合があり、このときには、時刻t1にて最終メイン噴射ガード量が第1メイン噴射ガード量よりも大きい第2メイン噴射ガード量となることで、実メイン噴射量が増大することもある。つまり、本実施形態では、メイン噴射の噴射量が基本メイン噴射量であって第1メイン噴射ガード量よりも小さい状態でアクティブDeNOx制御が開始されたときには、メイン噴射の噴射量が減少するようになっている。   Specifically, normal control is performed until time t1. Therefore, the final main injection guard amount that is the final main injection guard amount (the main injection guard amount actually calculated in step S65) is the first main injection guard amount calculated using the first exhaust O2 guard value. It is. In the example of FIG. 8, the actual main injection amount is set to the basic main injection amount as the basic main injection amount is less than the first main injection guard amount during the period up to time t1. Further, after time t1, the final main injection guard amount becomes the second main injection guard amount, but the second main injection guard amount is larger than the first main injection guard amount, and the actual main injection amount is also immediately after time t1. This is the basic main injection amount. Here, as described above, the basic main injection amount at the time of active DeNOx control is set to an amount smaller than the basic main injection amount at the time of other control (during normal control and passive DeNOx control). Accordingly, when post injection is started at time t1, the actual main injection amount is reduced. Note that the actual main injection amount is set to the first main injection guard amount immediately before time t1 (the actual main injection amount becomes the first main injection guard amount as the basic injection amount is larger than the first main injection guard amount). In other words, the basic main injection amount calculated with the start of the active DeNOx control at time t1 may be calculated to a value larger than the first main injection guard amount. When the final main injection guard amount becomes the second main injection guard amount larger than the first main injection guard amount at time t1, the actual main injection amount may increase. That is, in the present embodiment, when the active DeNOx control is started in a state where the main injection amount is the basic main injection amount and is smaller than the first main injection guard amount, the main injection amount is decreased. It has become.

前記のように、時刻t1後は、アクティブDeNOx制御が実施されていることに伴い最終メイン噴射ガード量は第2メイン噴射ガード量に切り替わり、その値が大きくされる。   As described above, after time t1, as the active DeNOx control is performed, the final main injection guard amount is switched to the second main injection guard amount, and the value is increased.

詳細には、前記のように、時刻t1後は気筒2内に導入される空気量および酸素量が低下する。これに伴い、時刻t1後、第1、第2メイン噴射ガード量および最終メイン噴射ガード量は低下する。   Specifically, as described above, the amount of air and the amount of oxygen introduced into the cylinder 2 decrease after time t1. Accordingly, after time t1, the first and second main injection guard amounts and the final main injection guard amount decrease.

時刻t2にて加速が開始されて目標エンジントルクが増大すると、これに合わせて基本メイン噴射量つまり実メイン噴射量は増大されていく。また、これに伴って過給圧が増大していく。   When acceleration is started at time t2 and the target engine torque is increased, the basic main injection amount, that is, the actual main injection amount is increased accordingly. Along with this, the supercharging pressure increases.

ここで、図8の例では、時刻t3において基本メイン噴射量(実メイン噴射量)が第1メイン噴射ガード量を超えてしまう。つまり、メイン燃焼によって生成されるガスのO2濃度が第1排気O2ガード値未満に低下してしまう。しかしながら、本実施形態では、このときの最終メイン噴射ガード量は第1排気O2ガード量よりも大きい第2排気O2ガード量に設定されている。従って、実メイン噴射量は第1メイン噴射ガード量を超える基本メイン噴射量とされ、目標エンジントルクに対応した量の燃料がメイン噴射によって噴射される。   Here, in the example of FIG. 8, the basic main injection amount (actual main injection amount) exceeds the first main injection guard amount at time t3. That is, the O2 concentration of the gas generated by the main combustion is reduced to less than the first exhaust O2 guard value. However, in this embodiment, the final main injection guard amount at this time is set to a second exhaust O2 guard amount that is larger than the first exhaust O2 guard amount. Accordingly, the actual main injection amount is a basic main injection amount that exceeds the first main injection guard amount, and an amount of fuel corresponding to the target engine torque is injected by the main injection.

その後、時刻t4にて切り替えフラグが0となりアクティブDeNOx制御が終了されると、ポスト噴射が停止される(ポスト噴射量が0とされる)。そして、実メイン噴射量(基本メイン噴射量)が増大される。また、スロットルバルブ23が開き側に制御されるとともに排気側バイパスバルブ49とウエストゲートバルブ54の少なくとも一方が閉じ側に制御される。これらの制御に伴い、時刻t1から混合気の空気過剰率λは徐々に増大する。また、過給圧が時刻t4までの上昇率よりも高い上昇率で上昇する。また、図示は省略するが、気筒2内に導入される空気量および酸素量が時刻t4までの上昇率よりも高い上昇率で上昇する。   Thereafter, when the switching flag becomes 0 at time t4 and the active DeNOx control is terminated, the post injection is stopped (the post injection amount is set to 0). Then, the actual main injection amount (basic main injection amount) is increased. Further, the throttle valve 23 is controlled to the open side, and at least one of the exhaust side bypass valve 49 and the waste gate valve 54 is controlled to the closed side. With these controls, the excess air ratio λ of the air-fuel mixture gradually increases from time t1. Further, the supercharging pressure increases at a higher rate than the rate of increase up to time t4. Although illustration is omitted, the amount of air and the amount of oxygen introduced into the cylinder 2 increase at a higher rate than the rate of increase up to time t4.

このように、過給圧、気筒2内に導入される空気量および酸素量が増大することで、各メイン噴射ガード量も増大する。詳細には、まず、スロットルバルブ23の変更によって気筒2内に導入される空気量および酸素量が増大することで時刻t5にかけて各メイン噴射ガード量は増大する。その後、過給圧が増大することによって各メイン噴射ガード量はさらに増大する。   As described above, as the boost pressure, the amount of air introduced into the cylinder 2, and the amount of oxygen increase, the amount of each main injection guard also increases. Specifically, first, the amount of air and oxygen introduced into the cylinder 2 due to the change of the throttle valve 23 increases, so that each main injection guard amount increases until time t5. Thereafter, each main injection guard amount further increases as the supercharging pressure increases.

ここで、本実施形態では、前記のように、アクティブDeNOx制御が終了しても基準時間が経過するまでは第2排気O2ガード値を排気O2ガード値に設定するようにしている。従って、時刻t4から基準時間が経過した時刻t5までは、最終メイン噴射ガード量は第2メイン噴射ガード量とされ、時刻t5後に最終メイン噴射ガード量が第1メイン噴射ガード量に切り替えられる。そして、時刻t5後は、通常制御での加速が継続される。図8に示すように、時刻t5は、混合気の空気過剰率λが通常制御時の値程度に復帰する時刻であり、本実施形態では、このように、基準時間を、アクティブDeNOx制御を終了してから混合気の空気過剰率λが通常制御時の値程度に復帰する時刻までの時間に設定している。   Here, in the present embodiment, as described above, the second exhaust O2 guard value is set to the exhaust O2 guard value until the reference time elapses even after the active DeNOx control ends. Therefore, from time t4 to time t5 when the reference time has elapsed, the final main injection guard amount is set to the second main injection guard amount, and after time t5, the final main injection guard amount is switched to the first main injection guard amount. Then, after time t5, acceleration under normal control is continued. As shown in FIG. 8, time t5 is the time when the excess air ratio λ of the air-fuel mixture returns to about the value at the time of normal control, and in this embodiment, the active DeNOx control is finished with the reference time in this way. Then, the time until the time when the excess air ratio λ of the air-fuel mixture returns to about the value at the time of normal control is set.

このように、本実施形態では、時刻t3にて実メイン噴射量(基本メイン噴射量)が第1メイン噴射ガード量を超えるが、時刻t3での最終メイン噴射ガード量が第1メイン噴射ガード量よりも高い第2メイン噴射ガード量とされていることで、実メイン噴射量を目標エンジントルクに対応した基本メイン噴射量にすることができる。従って、目標エンジントルクを実現することができる。つまり、時刻t3にて(エンジン回転数、目標エンジントルク、トータル吸入ガス量、吸気酸素濃度が時刻t3の値となる運転条件にて)、および、時刻t3後において、仮に通常制御を実施してポスト噴射を停止した場合には、実メイン噴射量は、基本メイン噴射量よりも小さい値に抑えられてしまうため、エンジントルクを目標エンジントルクまで高めることができないのに対して、本実施形態では、これを実現して加速性を高くすることができる。   Thus, in the present embodiment, the actual main injection amount (basic main injection amount) exceeds the first main injection guard amount at time t3, but the final main injection guard amount at time t3 is the first main injection guard amount. By setting the second main injection guard amount to be higher, the actual main injection amount can be made the basic main injection amount corresponding to the target engine torque. Therefore, the target engine torque can be realized. That is, at time t3 (under operating conditions where the engine speed, target engine torque, total intake gas amount, and intake oxygen concentration have the values at time t3) and after time t3, normal control is temporarily performed. When post injection is stopped, the actual main injection amount is suppressed to a value smaller than the basic main injection amount, and therefore the engine torque cannot be increased to the target engine torque. This can be realized to increase acceleration.

以上のように、本実施形態では、ポスト噴射の実施によって排気の空燃比を理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチとして、NOx触媒41に吸蔵されているNOxである吸蔵NOxを還元する。そのため、燃焼室6に導入される新気の量を低減することなく、あるいは、この低減量を少なく抑えつつ、排気の空燃比を、吸蔵NOxを還元可能なリッチ状態にすることができる。従って、新気量の低減に伴う加速性の悪化を回避しながら吸蔵NOxを適切に還元することができる。   As described above, in the present embodiment, the post-injection is performed to reduce the stored NOx, which is NOx stored in the NOx catalyst 41, by setting the air-fuel ratio of the exhaust to be near the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, the air-fuel ratio of the exhaust gas can be brought into a rich state where the stored NOx can be reduced without reducing the amount of fresh air introduced into the combustion chamber 6 or while suppressing the amount of reduction. Therefore, occluded NOx can be appropriately reduced while avoiding the deterioration of acceleration associated with a reduction in the amount of fresh air.

しかも、本実施形態では、アクティブDeNOx制御を実施して、ポスト噴射された燃料を燃焼室6で燃焼させるとともに、このときのメイン噴射ガード量(最終メイン噴射ガード量)を他の運転時よりも大きくしている。そのため、吸気の遅れに伴って吸気酸素濃度等が所望の値よりも小さくなる加速時等であって、エンジン本体1から排出される煤の量を抑制するためにはメイン噴射の噴射量をメイン噴射ガード量以下に抑えねばならない場合でも、ポスト噴射された燃料の燃焼によってメイン燃焼で生成された煤を燃焼させ、これによりエンジン本体1から排出される煤の量を小さく抑え、かつ、メイン噴射の噴射量を多く確保することができる。従って、排気性能を良好に維持しつつ加速性をより一層高めることができる。   Moreover, in the present embodiment, the active DeNOx control is performed so that the post-injected fuel is burned in the combustion chamber 6, and the main injection guard amount (final main injection guard amount) at this time is set to be higher than that during other operations. It is getting bigger. Therefore, in order to suppress the amount of soot discharged from the engine main body 1 at the time of acceleration or the like when the intake oxygen concentration or the like becomes smaller than a desired value as the intake air delays, the main injection amount is set to the main injection amount. Even when the injection guard amount must be kept below, the soot generated by the main combustion is burned by the combustion of the post-injected fuel, thereby suppressing the amount of soot discharged from the engine body 1 and reducing the main injection. A large amount of injection can be secured. Therefore, acceleration performance can be further enhanced while maintaining good exhaust performance.

また、本実施形態では、アクティブDeNOx制御の終了後、基準時間が経過するまでは、最終的なメイン噴射ガード量を、第2排気O2ガード値を用いて算出される第2メイン噴射ガード量に設定している。そのため、アクティブDeNOx制御終了直後に、メイン噴射量が急変してエンジントルクが急変するのを抑制することができる。   In the present embodiment, after the end of the active DeNOx control, the final main injection guard amount is changed to the second main injection guard amount calculated using the second exhaust O2 guard value until the reference time elapses. It is set. Therefore, it is possible to suppress a sudden change in the main injection amount and a sudden change in the engine torque immediately after the end of the active DeNOx control.

1 エンジン本体
2 気筒
6 燃焼室
10 インジェクタ(燃料噴射装置)
41 NOx触媒
200 PCM(制御手段)
1 Engine Body 2 Cylinder 6 Combustion Chamber 10 Injector (Fuel Injection Device)
41 NOx catalyst 200 PCM (control means)

Claims (7)

気筒が形成されたエンジン本体と、当該エンジン本体から排出された排気が流通する排気通路に設けられて、前記排気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態であるときに当該排気中のNOxを吸蔵し、且つ、前記排気の空燃比が理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチなときに前記吸蔵したNOxを還元して放出するNOx触媒を備えたエンジンの制御装置であって、
エンジントルクを得るための燃料を前記気筒内に噴射するメイン噴射と、当該メイン噴射よりも遅角側の時期に前記気筒内に燃料を噴射するポスト噴射とを実施可能な燃料噴射装置と、
前記排気の空燃比が理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチになるように且つ前記気筒内にポスト噴射された燃料が当該気筒内で燃焼するように前記燃料噴射装置に前記メイン噴射と前記ポスト噴射とを行わせるNOx還元制御と、前記燃料噴射装置に前記ポスト噴射を行わせない通常制御とを、運転条件に応じて切り替えて実施する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記通常制御の実施時と前記NOx還元制御の実施時とにおいて前記メイン噴射の噴射量が所定の上限値以下となるように前記燃料噴射装置を制御するとともに、前記NOx還元制御の実施時は、前記上限値を、仮に同じ運転条件で前記通常制御を実施する時よりも大きい補正上限値に設定し、
前記制御手段は、前記通常制御の実施時であっても前記NOx還元制御が終了してから所定の期間が経過するまでは、前記上限値を前記補正上限値に設定する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
NOx in the exhaust when the air-fuel ratio of the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, provided in the engine main body in which the cylinder is formed and the exhaust passage through which the exhaust discharged from the engine main body flows. And an NOx catalyst for reducing and releasing the stored NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is close to or richer than the stoichiometric air-fuel ratio,
A fuel injection device capable of performing main injection for injecting fuel for obtaining engine torque into the cylinder, and post injection for injecting fuel into the cylinder at a timing retarded from the main injection;
The main injection and the fuel are injected into the fuel injection device so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio and so that the fuel post-injected into the cylinder burns in the cylinder. Control means for switching between NOx reduction control for performing post-injection and normal control for preventing the fuel injection device from performing post-injection according to operating conditions;
The control means controls the fuel injection device so that the injection amount of the main injection becomes a predetermined upper limit value or less during the execution of the normal control and the NOx reduction control, and the NOx reduction control Is set to a correction upper limit value that is larger than when the normal control is performed under the same operating conditions,
The control means sets the upper limit value to the corrected upper limit value until a predetermined period elapses after the NOx reduction control ends even when the normal control is performed. Engine control device.
請求項1に記載のエンジンの制御装置であって、
前記制御手段は、前記気筒内の酸素状態に基づいて前記メイン噴射の噴射量の上限値を設定する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
The engine control device according to claim 1,
The engine control apparatus according to claim 1, wherein the control means sets an upper limit value of an injection amount of the main injection based on an oxygen state in the cylinder.
請求項2に記載のエンジンの制御装置であって、
前記制御手段は、前記気筒内の酸素濃度であって当該気筒内で燃焼が開始する前の酸素濃度に基づいて前記メイン噴射の噴射量の上限値を設定する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
The engine control device according to claim 2,
The engine control is characterized in that the control means sets the upper limit value of the injection amount of the main injection based on the oxygen concentration in the cylinder and before the combustion starts in the cylinder. apparatus.
請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンの制御装置であって、
前記排気通路に設けられて前記気筒に流入する吸気を過給する過給機を備え、
前記制御手段は、前記NOx還元制御の実施時は、前記過給機の過給圧を前記通常制御の実施時の圧力よりも低くする、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
The engine control device according to any one of claims 1 to 3,
A supercharger that is provided in the exhaust passage and supercharges intake air flowing into the cylinder;
Wherein, when the implementation of the NOx reduction control, the lower than the pressure of the implementation time of the normal control a supercharging pressure of the supercharger, the engine control system, characterized in that.
請求項1〜4のいずれかに記載のエンジンの制御装置であって、
前記制御手段は、前記メイン噴射の噴射量が前記上限値よりも小さい状態で前記通常制御が実施された直後に前記NOx還元制御が開始されたときは、前記メイン噴射の噴射量を減少させることを特徴とするエンジンの制御装置。
An engine control apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The control means reduces the injection amount of the main injection when the NOx reduction control is started immediately after the normal control is performed with the injection amount of the main injection being smaller than the upper limit value. An engine control device.
請求項1〜5のいずれかに記載のエンジンの制御装置であって、
前記制御手段は、前記NOx還元制御の終了に伴って前記ポスト噴射を停止するとき、前記メイン噴射の噴射量を増大させることを特徴とするエンジンの制御装置。
An engine control apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The control device of the engine increases the injection amount of the main injection when stopping the post-injection as the NOx reduction control ends.
気筒が形成されたエンジン本体と、当該エンジン本体から排出された排気が流通する排気通路に設けられて、前記排気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態であるときに当該排気中のNOxを吸蔵し、且つ、前記排気の空燃比が理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチなときに前記吸蔵したNOxを還元して放出するNOx触媒を備えたエンジンの制御装置であって、
エンジントルクを得るための燃料を前記気筒内に噴射するメイン噴射と、当該メイン噴射よりも遅角側の時期に前記気筒内に燃料を噴射するポスト噴射とを実施可能な燃料噴射装置と、
前記排気の空燃比が理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチになるように且つ前記気筒内にポスト噴射された燃料が当該気筒内で燃焼するように前記燃料噴射装置に前記メイン噴射と前記ポスト噴射とを行わせるNOx還元制御と、前記燃料噴射装置に前記ポスト噴射を行わせない通常制御とを、運転条件に応じて切り替えて実施する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記通常制御の実施時と前記NOx還元制御の実施時とにおいて前記メイン噴射の噴射量が所定の上限値以下となるように前記燃料噴射装置を制御するとともに、前記NOx還元制御の実施時は、前記上限値を、仮に同じ運転条件で前記通常制御を実施する時よりも大きい補正上限値に設定し、
前記制御手段は、前記メイン噴射の噴射量が前記上限値よりも小さい状態で前記通常制御が実施された直後に前記NOx還元制御が開始されたときは、前記メイン噴射の噴射量を減少させる、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
NOx in the exhaust when the air-fuel ratio of the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, provided in the engine main body in which the cylinder is formed and the exhaust passage through which the exhaust discharged from the engine main body flows. And an NOx catalyst for reducing and releasing the stored NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is close to or richer than the stoichiometric air-fuel ratio,
A fuel injection device capable of performing main injection for injecting fuel for obtaining engine torque into the cylinder, and post injection for injecting fuel into the cylinder at a timing retarded from the main injection;
The main injection and the fuel are injected into the fuel injection device so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio and so that the fuel post-injected into the cylinder burns in the cylinder. Control means for switching between NOx reduction control for performing post-injection and normal control for preventing the fuel injection device from performing post-injection according to operating conditions;
The control means controls the fuel injection device so that the injection amount of the main injection becomes a predetermined upper limit value or less during the execution of the normal control and the NOx reduction control, and the NOx reduction control Is set to a correction upper limit value that is larger than when the normal control is performed under the same operating conditions,
The control means reduces the injection amount of the main injection when the NOx reduction control is started immediately after the normal control is performed in a state where the injection amount of the main injection is smaller than the upper limit value. An engine control device.
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