JPWO2015181922A1 - Exhaust gas purification system for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

本発明は、PM排出量及びHC排出量を最適にできる内燃機関の排気浄化システムを提供することを目的とする。排気浄化システムは、HCを酸化する機能を有するLNTと、メイン噴射及びアフター噴射を実行可能な燃料噴射弁と、燃料噴射弁からの燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御手段と、LNTの担体温度を取得する温度取得手段と、取得した担体温度に基づいてLNTのHC酸化能力を推定する酸化能力推定手段と、を備える。アフター噴射は、メイン噴射より後であってメイン噴射との間隔を広げるほど気筒内でのPMの燃焼量が増加する領域内での燃料噴射であると定義する。燃料噴射制御手段は、HC酸化能力を示す酸化特性パラメータPoxが大きいほどメイン噴射時期とアフター噴射時期との間隔を広げる。An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification system for an internal combustion engine that can optimize the PM emission amount and the HC emission amount. The exhaust purification system includes an LNT having a function of oxidizing HC, a fuel injection valve capable of performing main injection and after injection, fuel injection control means for controlling a fuel injection amount and fuel injection timing from the fuel injection valve, Temperature acquisition means for acquiring the carrier temperature of the LNT, and oxidation ability estimation means for estimating the HC oxidation ability of the LNT based on the acquired carrier temperature. After-injection is defined as fuel injection in a region after the main injection and in which the amount of PM combustion in the cylinder increases as the distance from the main injection increases. The fuel injection control means increases the interval between the main injection timing and the after injection timing as the oxidation characteristic parameter Pox indicating the HC oxidation capability increases.

Description

内燃機関の排気浄化システムは、機関の排気に含まれるHC(炭化水素)、CO(一酸化炭素)、及びNOx(窒素酸化物)を浄化する。排気浄化システムは、排気通路に設けられた様々な種類の触媒における反応を利用して排気中の上記三元成分を浄化するものが主流となっている。排気を浄化する触媒には、酸化触媒(以下、DOC(Diesel Oxidation Catalyst)との略称を用いる場合もある)、三元触媒(以下、TWC(Three-Way Catalyst)との略称を用いる場合もある)、リーンNOx触媒(以下、LNT(Lean NOx Trap)との略称を用いる場合もある)、及び選択還元触媒(以下、SCR触媒(Selective Catalytic Reduction Catalyst)との略称を用いる場合もある)など、機能が異なる様々な触媒が提案されている。   An exhaust gas purification system for an internal combustion engine purifies HC (hydrocarbon), CO (carbon monoxide), and NOx (nitrogen oxide) contained in the exhaust gas of the engine. Exhaust purification systems are mainly used to purify the ternary components in the exhaust using reactions in various types of catalysts provided in the exhaust passage. As an exhaust purification catalyst, an oxidation catalyst (hereinafter abbreviated as DOC (Diesel Oxidation Catalyst) may be used), a three-way catalyst (hereinafter abbreviated as TWC (Three-Way Catalyst)) may be used. ), Lean NOx catalyst (hereinafter, abbreviated as LNT (Lean NOx Trap)), selective reduction catalyst (hereinafter, abbreviated as SCR catalyst (Selective Catalytic Reduction Catalyst)), etc. Various catalysts with different functions have been proposed.

酸化触媒は、混合気の空燃比をリーンとし酸素を多く含んだ排気(リーン空燃比の排気)下でHC及びCOの酸化反応を進行させることで、HC及びCOを浄化する酸化機能を有する。またこの酸化触媒は、混合気の空燃比をストイキとした排気(ストイキ空燃比の排気)下ではHC及びCOの酸化反応とNOxの還元反応とが同時に高効率で進行する三元浄化機能も備える。三元触媒は、上記酸化触媒に酸素吸蔵材(以下、OSC(Oxygen Storage Capacity)材との略称を用いる場合もある)を付加したものに相当し、上記酸化触媒と比較すれば、三元浄化ウィンドウ、すなわち三元浄化機能を発揮する空燃比幅が広くなっている。この効果は、触媒前空燃比の変動に対する触媒内空燃比変動の幅が、OSC材の酸素吸蔵効果により減少することによって生じる。   The oxidation catalyst has an oxidation function of purifying HC and CO by advancing the oxidation reaction of HC and CO under an exhaust gas containing lean air / fuel ratio (exhaust gas having a lean air / fuel ratio). This oxidation catalyst also has a three-way purification function in which the oxidation reaction of HC and CO and the reduction reaction of NOx proceed simultaneously with high efficiency under exhaust gas with the air-fuel ratio of the air-fuel mixture stoichiometric (exhaust gas with the stoichiometric air-fuel ratio). . The three-way catalyst corresponds to a catalyst obtained by adding an oxygen storage material (hereinafter also referred to as an OSC (Oxygen Storage Capacity) material) to the oxidation catalyst. The window, that is, the air-fuel ratio width that exhibits the three-way purification function is widened. This effect is caused by the fact that the range of the variation in the catalyst air-fuel ratio relative to the variation in the pre-catalyst air-fuel ratio is reduced by the oxygen storage effect of the OSC material.

選択還元触媒は、NHやHCなど外部から供給されるか又は排気中に存在する還元剤の存在下でNOxを還元する。リーンNOx触媒は、リーン空燃比の排気下で排気中のNOxを吸蔵しておき、ストイキ又はストイキよりリッチの空燃比の排気下で吸蔵しておいたNOxを還元剤によって還元する。リーン燃焼式のガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど、リーン燃焼を基本とした機関の排気浄化システムは、リーン空燃比の排気下でのNOx浄化性能を確保するために、これら選択還元触媒やリーンNOx触媒などDeNOx触媒と呼称される触媒を、上述のような酸化触媒や三元触媒と組み合わせて用いる場合が多い。The selective reduction catalyst reduces NOx in the presence of a reducing agent supplied from the outside such as NH 3 or HC or present in the exhaust gas. The lean NOx catalyst stores NOx in the exhaust gas under a lean air-fuel ratio exhaust gas, and reduces the NOx stored in the stoichiometric or rich air-fuel ratio exhaust gas with a reducing agent. Exhaust gas purification systems based on lean combustion, such as lean-burn gasoline engines and diesel engines, have these selective reduction catalysts and lean NOx catalysts to ensure NOx purification performance under lean air-fuel ratio exhaust. In many cases, a catalyst called a DeNOx catalyst is used in combination with the above-described oxidation catalyst or three-way catalyst.

特許文献1及び2には、三元触媒と、DeNOx触媒とを組み合わせた排気浄化システムが提案されている。特許文献1の排気浄化システムでは、排気通路のうち床下に設けられたDeNOx触媒が十分なNOx浄化性能を発揮できない暖機過程中に、混合気の空燃比をストイキとするストイキ運転を行い、三元触媒における三元浄化反応を利用して、暖機過程中におけるNOx浄化率の低下を抑制する。特許文献2の排気浄化システムでは、NOx排出量が所定の許容量を超えてしまうような過渡運転時にストイキ運転を行い、三元浄化反応を利用して効率的にNOxを浄化する。またこのようなストイキ運転に関連して、特許文献3には、DeNOx触媒に吸蔵されたSOxを脱離させるSOx放出制御時には、メイン噴射の後にアフター噴射を行うことによって混合気の空燃比をストイキにする排気浄化システムが記載されている。   Patent Documents 1 and 2 propose an exhaust purification system that combines a three-way catalyst and a DeNOx catalyst. In the exhaust purification system of Patent Document 1, during a warm-up process in which the DeNOx catalyst provided under the floor in the exhaust passage cannot exhibit sufficient NOx purification performance, a stoichiometric operation is performed in which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is stoichiometric. The reduction of the NOx purification rate during the warm-up process is suppressed by utilizing the three-way purification reaction in the original catalyst. In the exhaust gas purification system of Patent Document 2, stoichiometric operation is performed during transient operation in which the NOx emission amount exceeds a predetermined allowable amount, and NOx is efficiently purified using a three-way purification reaction. Further, in connection with such stoichiometric operation, Patent Document 3 describes that in the SOx release control for desorbing the SOx stored in the DeNOx catalyst, the after-injection is performed after the main injection to reduce the air-fuel ratio of the air-fuel mixture. An exhaust purification system is described.

特開2010−116781号公報JP 2010-116781 A 特開2009−293585号公報JP 2009-293585 A 特開2010−127251号公報JP 2010-127251 A

以上のように、DeNOx触媒を備えた排気浄化システムでは、ストイキ運転を行うことにより、リーン運転を継続してDeNOx触媒を主体としてNOxを浄化する場合よりも、システム全体でのNOx排出量を低減できる場合がある。ところがストイキ運転を行うと、内燃機関から排出される粒子状物質(以下、「PM(Particulate Matter)」という)の量はNOxとは逆に増加することが知られている。このため、ストイキ運転時には、特許文献3の技術のようにアフター噴射を行うことが好ましい。アフター噴射を行うと、メイン噴射によって発生したPMを気筒内で燃焼できるので、内燃機関から排出されるPMの量を低減できる。   As described above, in the exhaust purification system equipped with the DeNOx catalyst, the stoichiometric operation is performed, so that the NOx emission amount in the entire system is reduced as compared with the case where the lean operation is continued and NOx is purified mainly by the DeNOx catalyst. There are cases where it is possible. However, it is known that when stoichiometric operation is performed, the amount of particulate matter (hereinafter referred to as “PM (Particulate Matter)”) discharged from the internal combustion engine increases in contrast to NOx. For this reason, at the time of stoichiometric operation, it is preferable to perform after injection like the technique of patent document 3. FIG. When the after injection is performed, the PM generated by the main injection can be combusted in the cylinder, so that the amount of PM discharged from the internal combustion engine can be reduced.

図32は、ストイキ運転中におけるアフター噴射量[mg/str]又はメイン噴射とアフター噴射とのセパレーション[deg.]と、PM排出量[mg/str]及びHC排出量[mg/str]との関係を示す図である。図32において、実線はPM排出量を示し、破線はHC排出量を示す。なお図32において、PM排出量及びHC排出量は、何れも単位時間当たりに内燃機関から排出される量である。   FIG. 32 shows the amount of after injection [mg / str] during the stoichiometric operation or the separation between the main injection and the after injection [deg. ] And PM discharge amount [mg / str] and HC discharge amount [mg / str]. In FIG. 32, the solid line indicates the PM emission amount, and the broken line indicates the HC emission amount. In FIG. 32, the PM emission amount and the HC emission amount are both amounts discharged from the internal combustion engine per unit time.

図32の実線に示すように、PM排出量は、アフター噴射量を多くするほど又はアフター噴射のセパレーションを広げるほど減少する。ところが図32の破線で示すように、HC排出量は、アフター噴射量を多くするほど又はアフター噴射のセパレーションを広げるほど増加する。すなわち、ストイキ運転中において、PM排出量とHC排出量との間にはトレードオフの関係がある。ところが従来では、アフター噴射量やアフター噴射時期は、このようなPM排出量とHC排出量との関係には着目することなく、予め定められたマップにより内燃機関の運転状態に応じて一義的に定められていたため、必ずしもPM排出量及びHC排出量が最適になっているとは言えなかった。   As shown by the solid line in FIG. 32, the PM emission amount decreases as the after injection amount increases or the separation of the after injection increases. However, as indicated by the broken line in FIG. 32, the HC emission amount increases as the after injection amount increases or the separation of the after injection increases. That is, during the stoichiometric operation, there is a trade-off relationship between the PM emission amount and the HC emission amount. Conventionally, however, the after-injection amount and after-injection timing are uniquely determined according to the operating state of the internal combustion engine using a predetermined map without paying attention to the relationship between the PM emission amount and the HC emission amount. Since it was determined, it could not be said that the PM emission amount and the HC emission amount were optimal.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたものであり、PM排出量及びHC排出量を最適にできる内燃機関の排気浄化システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an exhaust purification system for an internal combustion engine that can optimize the PM emission amount and the HC emission amount.

(1)本発明の内燃機関(例えば、エンジン1)の排気浄化システム(例えば、排気浄化システム2)は、内燃機関の排気通路(例えば、排気通路11)に設けられ、排気中のHCを酸化する機能を有するHC酸化触媒(例えば、LNT41)と、メイン噴射と当該メイン噴射より後であってメイン噴射との間隔を広げるほど気筒内でのPMの燃焼量が増加する領域内での燃料噴射であるアフター噴射とを実行可能な燃料噴射弁(例えば、燃料噴射弁13)と、当該燃料噴射弁からの燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御手段(例えば、ECU3)と、前記HC酸化触媒の温度を取得する温度取得手段(例えば、触媒前温度センサ53、触媒後温度センサ54、及びECU3)と、前記HC酸化触媒の温度に基づいて当該HC酸化触媒のHC酸化能力を推定する酸化能力推定手段(例えば、ECU3、及び後述の図10のS52〜S54の処理の実行に係る手段)と、を備え、前記燃料噴射制御手段は、前記HC酸化能力が高いほどメイン噴射時期とアフター噴射時期との間隔を広げる。   (1) An exhaust purification system (for example, exhaust purification system 2) of an internal combustion engine (for example, engine 1) of the present invention is provided in an exhaust passage (for example, exhaust passage 11) of the internal combustion engine, and oxidizes HC in the exhaust. HC oxidation catalyst (for example, LNT41) having a function to perform fuel injection in a region where the combustion amount of PM in the cylinder increases as the interval between the main injection and the main injection increases. A fuel injection valve (for example, fuel injection valve 13) capable of performing after-injection, fuel injection control means (for example, ECU 3) for controlling the fuel injection amount and fuel injection timing from the fuel injection valve, Based on the temperature of the HC oxidation catalyst (for example, the pre-catalyst temperature sensor 53, the post-catalyst temperature sensor 54, and the ECU 3) and the temperature of the HC oxidation catalyst, the HC An oxidization capacity estimating means for estimating the HC oxidation capacity of the catalyst (for example, ECU 3 and a means for executing the processing of S52 to S54 in FIG. 10 described later), and the fuel injection control means The higher the capacity, the wider the interval between the main injection timing and the after injection timing.

図31は、メイン噴射の後に行われる燃料噴射であるアフター噴射とポスト噴射の相違を説明するための図である。図31には、メイン噴射の後に行われる燃料噴射の噴射時期及び噴射量と、気筒からのPM排出量(左側)及びHC排出量(右側)との関係を示す。また図31には、エンジン運転条件を一定に保ったまま、メイン噴射後の燃料噴射時期を約45〜75[degATDC]の範囲内で変化させた場合と、メイン噴射後の燃料噴射量を2mg(細線)、6mg(中太線)、及び8mg(太線)に変化させた場合を示す。なお図31に示す例では、トータルでの燃料噴射量を一定に保ちながらメイン噴射後の燃料噴射量を変化させ、またメイン噴射時期を一定に保ちながらメイン噴射後の燃料噴射時期を変化させた。   FIG. 31 is a diagram for explaining the difference between after-injection and post-injection, which are fuel injections performed after the main injection. FIG. 31 shows the relationship between the injection timing and injection amount of fuel injection performed after the main injection, and the PM emission amount (left side) and HC emission amount (right side) from the cylinder. FIG. 31 shows the case where the fuel injection timing after the main injection is changed within a range of about 45 to 75 [degATDC] while the engine operating condition is kept constant, and the fuel injection amount after the main injection is 2 mg. (Thin line), 6 mg (medium thick line), and 8 mg (thick line). In the example shown in FIG. 31, the fuel injection amount after the main injection is changed while keeping the total fuel injection amount constant, and the fuel injection timing after the main injection is changed while keeping the main injection timing constant. .

図31の右側に示すように、HC排出量は、メイン噴射後の燃料噴射量を増加させるほど増加する。またHC排出量は、メイン噴射時期とその後の燃料噴射時期との間隔を広げるほど増加する。また、図31の左側に示すように、メイン噴射後の燃料噴射量を増加させるほどPM排出量は減少する。このPM排出量の減少は、メイン噴射量が減少することによって気筒内に生成されるPMの量が減少することと、メイン噴射後に追加的に供給された燃料によって気筒内で低温PM燃焼が発生することによる。   As shown on the right side of FIG. 31, the HC emission amount increases as the fuel injection amount after the main injection is increased. Further, the HC emission amount increases as the interval between the main injection timing and the subsequent fuel injection timing is increased. Further, as shown on the left side of FIG. 31, the PM emission amount decreases as the fuel injection amount after the main injection is increased. This decrease in PM emissions is due to a decrease in the amount of PM generated in the cylinder due to a decrease in the main injection amount, and low temperature PM combustion is generated in the cylinder due to fuel additionally supplied after the main injection. By doing.

また、図31の左側に示すように、メイン噴射後の燃料噴射時期を遅角化すると、約65度までは遅角化に伴ってPM排出量が減少(すなわち、気筒内でのPM燃焼量が増加)するが、約65度以降は遅角化してもPM排出量は減少しない。これは、メイン噴射後の燃料噴射を約65度まで遅らせると、燃焼ガスが低温化しすぎてしまい、低温PM燃焼が促進されなくなるためである。すなわち、メイン噴射後の燃料噴射を、約65度を超えて遅らせたとしても、それ以上のPM排出量減少効果を望めないばかりか、HC排出量が増加するだけである。   Further, as shown on the left side of FIG. 31, when the fuel injection timing after the main injection is retarded, the PM emission amount decreases with the retarding to about 65 degrees (that is, the PM combustion amount in the cylinder) However, after about 65 degrees, PM emission does not decrease even if retarded. This is because if the fuel injection after the main injection is delayed to about 65 degrees, the combustion gas becomes too low in temperature and the low temperature PM combustion is not promoted. That is, even if the fuel injection after the main injection is delayed by more than about 65 degrees, not only a further PM emission reduction effect can be expected, but also the HC emission increases.

メイン噴射の後に行う燃料噴射は、アフター噴射とこのアフター噴射よりさらに後に行うポスト噴射とに分けられるが、両者を明確に区別する定義は存在しない。そこで本発明では、噴射時期の遅角化によって奏する効果に上述のような質的な変化が表れる時期によって、アフター噴射とポスト噴射とを区別する。すなわち、メイン噴射の後であって、遅角化するほど気筒内でのPM燃焼量が増加する領域(図31の例では、45〜65[degATDC])内での燃料噴射をアフター噴射と定義する。また、ポスト噴射は、メイン噴射及びアフター噴射の後であって、遅角化しても気筒内でのPM燃焼量は増加せずに、HCの排出量だけが増加する領域(図31の例では、65[degATDC]以降)内での燃料噴射をポスト噴射と定義する。   Fuel injection performed after the main injection is classified into after injection and post injection performed after this after injection, but there is no definition that clearly distinguishes both. Therefore, in the present invention, after injection and post-injection are distinguished by the time when the above-described qualitative change appears in the effect produced by retarding the injection time. That is, after the main injection, fuel injection within a region where the PM combustion amount in the cylinder increases as the angle is retarded (45 to 65 [degATDC] in the example of FIG. 31) is defined as after injection. To do. Further, the post-injection is after the main injection and after-injection, and even if retarded, the PM combustion amount in the cylinder does not increase and only the HC emission amount increases (in the example of FIG. 31). , 65 [degATDC] or later) is defined as post-injection.

(2)この場合、前記排気通路には、排気通路内に添加された還元剤の存在下で排気中のNOxを浄化するDeNOx機能を有するDeNOx触媒がさらに設けられ、前記HC酸化触媒は、ストイキ空燃比の排気下で排気中のHC、CO及びNOxを浄化する三元浄化機能を有し、前記排気浄化システムは、前記機関の状態及び前記排気通路内の状態の両方又は何れかに応じて、前記DeNOx機能によって浄化できるNOx量に対する前記NOx浄化触媒に流入するNOx量の割合が大きくなるNOx過剰状態であるか否かを判定するNOx過剰状態判定手段をさらに備え、前記燃料噴射制御手段は、前記NOx過剰状態でない場合には燃焼空燃比をストイキよりリーンに制御し、前記NOx過剰状態である場合には燃焼空燃比をストイキに制御することが好ましい。   (2) In this case, the exhaust passage is further provided with a DeNOx catalyst having a DeNOx function for purifying NOx in the exhaust in the presence of a reducing agent added in the exhaust passage, and the HC oxidation catalyst is stoichiometric. The exhaust purification system has a three-way purification function for purifying HC, CO and NOx in exhaust under an air-fuel ratio exhaust, and the exhaust purification system is responsive to both or both of the state of the engine and the state in the exhaust passage. The fuel injection control means further comprises NOx excess state determination means for determining whether or not the NOx excess state in which the ratio of the NOx amount flowing into the NOx purification catalyst with respect to the NOx amount that can be purified by the DeNOx function is increased. If the NOx excess state is not established, the combustion air-fuel ratio is controlled to be leaner than the stoichiometric state. If the NOx excess state is established, the combustion air-fuel ratio is stoichiometrically controlled. Control it is preferable to.

(3)この場合、前記HC酸化触媒(例えば、LNT41)は、ストイキ空燃比の排気下で排気中のHC、CO及びNOxを浄化する三元浄化機能と、排気通路内に添加された還元剤の存在下で排気中のNOxを浄化するDeNOx機能とをさらに有し、前記排気浄化システムは、前記機関の状態及び前記排気通路内の状態の両方又は何れかに応じて、前記DeNOx機能によって浄化できるNOx量に対する前記NOx浄化触媒に流入するNOx量の割合が大きくなるNOx過剰状態であるか否かを判定するNOx過剰状態判定手段(例えば、ECU3、及び後述の図6のS23〜S25の実行に係る手段)をさらに備え、前記燃料噴射制御手段は、前記NOx過剰状態でない場合には燃焼空燃比をストイキよりリーンに制御し、前記NOx過剰状態である場合には燃焼空燃比をストイキに制御することが好ましい。   (3) In this case, the HC oxidation catalyst (for example, LNT41) includes a three-way purification function for purifying HC, CO, and NOx in the exhaust gas under exhaust at a stoichiometric air-fuel ratio, and a reducing agent added in the exhaust passage. And a DeNOx function for purifying NOx in the exhaust gas in the presence of the exhaust gas, and the exhaust purification system purifies by the DeNOx function according to either or both of the state of the engine and the state in the exhaust passage. NOx excess state determining means for determining whether or not the NOx excess state in which the ratio of the NOx amount flowing into the NOx purification catalyst with respect to the NOx amount that can be generated is in an NOx excess state (for example, execution of ECU3 and S23 to S25 in FIG. 6 described later) The fuel injection control means controls the combustion air-fuel ratio to be leaner than stoichiometric when the NOx excess state is not present. It is preferable to control the combustion air-fuel ratio to the stoichiometric ratio if it is excessive state.

(4)本発明の内燃機関(例えば、エンジン1)の排気浄化システム(例えば、排気浄化システム2)は、内燃機関の排気通路(例えば、排気通路11)に設けられ、排気中のHCを酸化するHC酸化機能と、ストイキ空燃比の排気下で排気中のHC、CO及びNOxを浄化する三元浄化機能と、を有するHC酸化触媒(例えば、LNT41)と、メイン噴射と当該メイン噴射より後であってメイン噴射との間隔を広げるほど気筒内でのPMの燃焼量が増加する領域内での燃料噴射であるアフター噴射とを実行可能な燃料噴射弁(例えば、燃料噴射弁13)と、当該燃料噴射弁からの燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御手段(例えば、ECU3)と、前記HC酸化触媒の温度を取得する温度取得手段(例えば、触媒前温度センサ53、触媒後温度センサ54、及びECU3)と、前記HC酸化触媒の温度に基づいて当該HC酸化触媒のHC酸化能力を推定する酸化能力推定手段(例えば、ECU3、及び後述の図10のS52〜S54の処理の実行に係る手段)と、前記機関の状態及び前記排気通路内の状態の両方又は何れかに応じて、前記DeNOx機能によって浄化できるNOx量に対する前記NOx浄化触媒に流入するNOx量の割合が大きくなるNOx過剰状態であるか否かを判定するNOx過剰状態判定手段(例えば、ECU3、及び後述の図6のS23〜S25の実行に係る手段)と、を備え、前記燃料噴射制御手段は、前記NOx過剰状態であると判定されたときは、前記HC酸化能力が高くなるほどアフター噴射量を多くしながら、燃焼空燃比をストイキに制御する。   (4) An exhaust purification system (for example, exhaust purification system 2) of an internal combustion engine (for example, engine 1) of the present invention is provided in an exhaust passage (for example, exhaust passage 11) of the internal combustion engine, and oxidizes HC in the exhaust. An HC oxidation catalyst (for example, LNT41) having an HC oxidation function to perform, a three-way purification function to purify HC, CO, and NOx in the exhaust under exhaust at a stoichiometric air-fuel ratio, main injection, and after the main injection A fuel injection valve (for example, a fuel injection valve 13) capable of performing after injection, which is fuel injection in a region where the amount of PM combustion in the cylinder increases as the interval with the main injection increases. Fuel injection control means (for example, ECU 3) for controlling the fuel injection amount and fuel injection timing from the fuel injection valve, and temperature acquisition means (for example, pre-catalyst temperature control) for acquiring the temperature of the HC oxidation catalyst. 53, the post-catalyst temperature sensor 54, and the ECU 3) and oxidation capacity estimation means (for example, the ECU 3 and S52 in FIG. 10 described later) for estimating the HC oxidation capacity of the HC oxidation catalyst based on the temperature of the HC oxidation catalyst. To the NOx amount that flows into the NOx purification catalyst with respect to the NOx amount that can be purified by the DeNOx function according to either or both of the state of the engine and the state in the exhaust passage. NOx excess state determination means (e.g., means related to execution of S23 to S25 in FIG. 6 to be described later) that determines whether or not the NOx excess state is increased. When it is determined that the NOx excess state is present, the means increases the combustion air-fuel ratio while increasing the after-injection amount as the HC oxidation capacity increases. To control the breath.

(5)この場合、前記HC酸化能力は、前記HC酸化触媒の温度及び排気ボリュームに依存した基本因子(Pox_bs)と前記HC酸化触媒の劣化度合いに依存した劣化因子(Kmod,Kox,Krd,Dtw)とよって数値化されることが好ましい。   (5) In this case, the HC oxidation capacity is determined by the basic factor (Pox_bs) depending on the temperature and exhaust volume of the HC oxidation catalyst and the deterioration factor (Kmod, Kox, Krd, Dtw) depending on the deterioration degree of the HC oxidation catalyst. ) Is preferably quantified.

(6)この場合、前記酸化能力推定手段は、アフター噴射によって供給された燃料が前記HC酸化触媒の昇温に寄与する度合いを示す前記HC酸化触媒の発熱係数(c)に基づいて前記HC酸化能力を推定することが好ましい。   (6) In this case, the oxidization capacity estimation means is configured to perform the HC oxidation based on a heat generation coefficient (c) of the HC oxidation catalyst indicating a degree of contribution of the fuel supplied by after injection to the temperature increase of the HC oxidation catalyst. It is preferable to estimate the capacity.

(7)この場合、前記酸化能力推定手段は、前記HC酸化触媒に貯蔵された酸素を脱離するために必要な還元剤量、又は前記HC酸化触媒に貯蔵されたNOxを還元するために必要な還元剤量(Crd_hat)に基づいて前記HC酸化能力を推定することが好ましい。   (7) In this case, the oxidation capacity estimation means is necessary for reducing the amount of reducing agent necessary for desorbing oxygen stored in the HC oxidation catalyst or NOx stored in the HC oxidation catalyst. It is preferable to estimate the HC oxidation ability based on the amount of reducing agent (Crd_hat).

(8)この場合、前記排気浄化システムは、前記HC酸化触媒の下流側の排気中の酸素濃度を検出するOセンサ(例えば、触媒後Oセンサ52)をさらに備え、前記酸化能力推定手段は、前記Oセンサの出力値(Vout)が所定の目標値(Vcmd)に維持されるように設定された空燃比目標値(AFcmd)に基づいて前記HC酸化能力を推定することが好ましい。(8) In this case, the exhaust purification system further includes an O 2 sensor (for example, a post-catalyst O 2 sensor 52) that detects an oxygen concentration in the exhaust downstream of the HC oxidation catalyst, and the oxidation capacity estimation means Preferably, the HC oxidation capability is estimated based on an air-fuel ratio target value (AFcmd) set so that the output value (Vout) of the O 2 sensor is maintained at a predetermined target value (Vcmd).

(1)メイン噴射時期とアフター噴射時期との間隔を広げると、PM排出量は減少するがHC排出量は増加する。また、メイン噴射時期とアフター噴射時期との間隔を狭めると、PM排出量は増加するがHC排出量は減少する(上述の図31参照)。本発明では、HC酸化触媒におけるHCの酸化能力をHC酸化触媒の温度に基づいて推定し、HC酸化能力が高いほどメイン噴射時期とアフター噴射時期との間隔を広げる。例えば上述のようにメイン噴射とアフター噴射とを併用してストイキ運転を行う場合には、このようにHC酸化触媒のHC酸化能力に応じてメイン噴射時期とアフター噴射時期との間隔を制御することにより、HC酸化触媒の下流に排出される未浄化のHCの量を許容範囲内に維持しながら、機関から排出されるPMの量を最小限に留めることができる。   (1) If the interval between the main injection timing and the after injection timing is widened, the PM emission amount decreases, but the HC emission amount increases. Further, when the interval between the main injection timing and the after injection timing is narrowed, the PM emission amount increases but the HC emission amount decreases (see FIG. 31 described above). In the present invention, the HC oxidation capability of the HC oxidation catalyst is estimated based on the temperature of the HC oxidation catalyst, and the higher the HC oxidation capability, the wider the interval between the main injection timing and the after injection timing. For example, when performing the stoichiometric operation using both main injection and after injection as described above, the interval between the main injection timing and the after injection timing is controlled according to the HC oxidation capability of the HC oxidation catalyst in this way. Thus, it is possible to minimize the amount of PM discharged from the engine while maintaining the amount of unpurified HC discharged downstream of the HC oxidation catalyst within an allowable range.

(2)本発明では、機関の状態及び排気通路内の状態の両方又は何れかに応じて、前記リーンNOx浄化機能によって浄化できるNOx量に対する前記NOx浄化触媒に流入するNOx量の割合が大きくなるNOx過剰状態であるか否かを判定する。ここでNOx過剰状態とは、より具体的には、機関から排出されるNOx量が多くなる加速運転時や、NOx浄化触媒の温度が低くリーンNO浄化機能が低下する機関の始動直後等をいう。本発明では、NOx過剰状態でない場合には、リーンNOx浄化機能を利用してNOxを浄化すべく、燃焼空燃比をストイキよりリーンに制御するリーン運転を行い、NOx過剰状態である場合には、三元浄化機能を利用してNOxを浄化すべく、メイン噴射とアフター噴射とを併用しながら燃焼空燃比をストイキに制御するストイキ運転を行う。このように、機関や排気通路内の状態に応じてリーン運転とストイキ運転とを切り替えることにより、排気浄化システム全体でのNOx浄化率を高く維持できる。また、ストイキ運転を行う際には、上述のようにHC酸化能力に基づいてメイン噴射時期とアフター噴射時期との間隔を制御することにより、HC酸化触媒の下流に排出される未浄化のHCの量を許容範囲内に維持しながら、機関から排出されるPMの量を最小限に留めることができる。以上をまとめると、本発明によれば、PMの排出量を最小限に留めながら、NOx及びHCを効率的に浄化できる。   (2) In the present invention, the ratio of the amount of NOx flowing into the NOx purification catalyst to the amount of NOx that can be purified by the lean NOx purification function increases in accordance with either or both of the state of the engine and the state in the exhaust passage. It is determined whether or not the NOx is excessive. More specifically, the NOx excess state means, for example, during acceleration operation in which the amount of NOx discharged from the engine increases, or immediately after starting the engine where the temperature of the NOx purification catalyst is low and the lean NO purification function is reduced. . In the present invention, when it is not an excessive NOx state, a lean operation for controlling the combustion air-fuel ratio from lean to lean is performed to purify NOx using a lean NOx purification function. In order to purify NOx using a three-way purification function, a stoichiometric operation is performed in which the combustion air-fuel ratio is controlled stoichiometrically while using both main injection and after-injection. Thus, by switching between the lean operation and the stoichiometric operation according to the state in the engine and the exhaust passage, the NOx purification rate in the entire exhaust purification system can be maintained high. Further, when performing the stoichiometric operation, by controlling the interval between the main injection timing and the after injection timing based on the HC oxidation capability as described above, the unpurified HC discharged downstream of the HC oxidation catalyst is controlled. While maintaining the amount within an acceptable range, the amount of PM discharged from the engine can be kept to a minimum. In summary, according to the present invention, NOx and HC can be efficiently purified while minimizing PM emission.

(3)本発明は、HC酸化触媒がNOx浄化機能を有する点で上記(2)の発明と異なる。したがって、本発明によれば、(2)の発明と同様の効果を奏する。   (3) The present invention is different from the above invention (2) in that the HC oxidation catalyst has a NOx purification function. Therefore, according to this invention, there exists an effect similar to invention of (2).

(4)アフター噴射量を多くすると、PM排出量は減少するがHC排出量は増加する。また、アフター噴射量を少なくすると、PM排出量は増加するがHC排出量は減少する(上述の図31参照)。本発明では、NOx過剰状態であると判定された場合には、三元浄化機能を利用して排気中のNOxを効率的に浄化すべく、燃焼空燃比をストイキに制御するストイキ運転を行う。また本発明では、ストイキ運転を行いながら、HC酸化能力が高くなるほどアフター噴射量を多くする。これにより、HC酸化触媒の下流に排出される未浄化のHCの量を許容範囲内に維持しながら、機関から排出されるPMの量を最小限に留めることができる。   (4) When the after injection amount is increased, the PM emission amount decreases, but the HC emission amount increases. Further, when the after injection amount is reduced, the PM emission amount increases but the HC emission amount decreases (see FIG. 31 described above). In the present invention, when it is determined that the NOx is excessive, a stoichiometric operation for controlling the combustion air-fuel ratio to stoichiometric is performed in order to efficiently purify NOx in the exhaust using the three-way purification function. Further, in the present invention, the after-injection amount is increased as the HC oxidation capability increases while performing the stoichiometric operation. As a result, the amount of PM discharged from the engine can be minimized while maintaining the amount of unpurified HC discharged downstream of the HC oxidation catalyst within an allowable range.

(5)本発明では、酸化触媒の温度や排気ボリューム等のその時における機関の状態や排気通路内の状態に応じて変化する基本因子と、HC酸化触媒の劣化度合いに応じて変化する劣化因子とを利用してHC酸化触媒のHC酸化能力を数値化する。これにより、HC酸化能力の強さを常に適切に把握できるので、メイン噴射時期とアフター噴射時期との間隔やアフター噴射量を適切に制御できる。   (5) In the present invention, the basic factor that changes according to the state of the engine at that time, such as the temperature of the oxidation catalyst and the exhaust volume, and the state in the exhaust passage, and the deterioration factor that changes according to the degree of deterioration of the HC oxidation catalyst, Is used to quantify the HC oxidation ability of the HC oxidation catalyst. As a result, the strength of the HC oxidation capability can always be properly grasped, so that the interval between the main injection timing and the after injection timing and the after injection amount can be appropriately controlled.

(6)アフター噴射を行うと、メイン噴射によって生じたPMが燃焼し、PM排出量が減少すると同時に、HC排出量が増加する。そしてHC排出量が増加すると、その分だけHC酸化機能によってHC酸化触媒における発熱量も増加する。すなわち、アフター噴射によって供給された燃料がHC酸化触媒の昇温に寄与する度合いを示すHC酸化触媒の発熱係数は、HC酸化機能を示す指標となり得る。本発明では、このような特性を有する発熱係数を用いることにより、精度良くHC酸化能力を推定することができ、ひいてはメイン噴射時期とアフター噴射時期との間隔やアフター噴射量を適切に制御できる。   (6) When after-injection is performed, PM generated by the main injection is burned, and the PM emission amount is reduced, and at the same time, the HC emission amount is increased. When the HC emission amount increases, the heat generation amount in the HC oxidation catalyst also increases by the HC oxidation function. That is, the heat generation coefficient of the HC oxidation catalyst, which indicates the degree to which the fuel supplied by the after injection contributes to the temperature increase of the HC oxidation catalyst, can be an index indicating the HC oxidation function. In the present invention, by using the heat generation coefficient having such characteristics, it is possible to estimate the HC oxidation capability with high accuracy, and accordingly, it is possible to appropriately control the interval between the main injection timing and the after injection timing and the after injection amount.

(7)HC酸化触媒は、排気中の酸素やNOxを貯蔵する所謂ストレージ機能を有するものが用いられる場合がある。そしてこのストレージ機能は、HC酸化触媒の劣化の進行に伴って、HC酸化機能と同程度で低下すると推定される。したがって、HC酸化触媒に貯蔵された酸素を脱離するために必要な還元剤量や、HC酸化触媒に貯蔵されたNOxを還元するために必要な還元剤量等は、HC酸化触媒のストレージ機能の強さだけでなく、HC酸化機能の強さを示す指標となり得る。本発明では、このような還元剤量を用いることにより、精度良くHC酸化能力を推定することができ、ひいてはメイン噴射時期とアフター噴射時期との間隔やアフター噴射量を適切に制御できる。   (7) As the HC oxidation catalyst, a catalyst having a so-called storage function for storing oxygen and NOx in exhaust gas may be used. This storage function is estimated to decrease to the same extent as the HC oxidation function as the HC oxidation catalyst deteriorates. Therefore, the amount of reducing agent necessary for desorbing oxygen stored in the HC oxidation catalyst, the amount of reducing agent necessary for reducing NOx stored in the HC oxidation catalyst, etc., depends on the storage function of the HC oxidation catalyst. It can be an index indicating not only the strength of HC but also the strength of the HC oxidation function. In the present invention, by using such a reducing agent amount, it is possible to estimate the HC oxidation ability with high accuracy, and accordingly, the interval between the main injection timing and the after injection timing and the after injection amount can be appropriately controlled.

(8)本発明では、HC酸化触媒の下流側に設けられたOセンサの出力値が所定の目標値に維持されるように設定された空燃比目標値に基づいてHC酸化能力を推定する。ここで、Oセンサの出力値がその目標値に維持された状態とは、HC酸化触媒の下流側に僅かに還元剤がスリップした状態に相当する。また、このような還元剤スリップの状態を維持するために上流側から供給する必要のある還元剤の量は、HC酸化触媒の還元能力の低下に伴って少なくなる。HC酸化触媒の還元能力の低下に伴って、Oセンサの出力値を目標値に維持するための空燃比目標値はリーン側へシフトする。また、このHC酸化触媒の還元能力は、HC酸化触媒の劣化の進行に伴って、HC酸化機能と同程度で低下すると推定される。したがって、上記空燃比目標値は、HC酸化触媒の還元能力の強さだけでなく、HC酸化機能の強さを示す指標となり得る。本発明では、このような空燃比目標値を用いることにより、精度良くHC酸化能力を推定することができ、ひいてはメイン噴射時期とアフター噴射時期との間隔やアフター噴射量を適切に制御できる。(8) In the present invention, the HC oxidation capability is estimated based on the air-fuel ratio target value set so that the output value of the O 2 sensor provided on the downstream side of the HC oxidation catalyst is maintained at a predetermined target value. . Here, the state in which the output value of the O 2 sensor is maintained at the target value corresponds to a state in which the reducing agent slips slightly to the downstream side of the HC oxidation catalyst. Further, the amount of reducing agent that needs to be supplied from the upstream side in order to maintain such a reducing agent slip state decreases as the reducing ability of the HC oxidation catalyst decreases. As the reduction capability of the HC oxidation catalyst decreases, the air-fuel ratio target value for maintaining the output value of the O 2 sensor at the target value shifts to the lean side. In addition, it is estimated that the reducing ability of the HC oxidation catalyst decreases to the same extent as the HC oxidation function as the deterioration of the HC oxidation catalyst proceeds. Therefore, the air-fuel ratio target value can be an index indicating not only the strength of the reducing ability of the HC oxidation catalyst but also the strength of the HC oxidation function. In the present invention, by using such an air-fuel ratio target value, it is possible to accurately estimate the HC oxidation capability, and accordingly, the interval between the main injection timing and the after injection timing and the after injection amount can be appropriately controlled.

本発明の一実施形態に係るエンジン及びその排気浄化システムの構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing composition of an engine and its exhaust gas purification system concerning one embodiment of the present invention. ストイキ運転中におけるアフター噴射量又はアフター噴射時期とPM排出量及びHC排出量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the after-injection amount or after-injection time in stoichi operation, PM emission amount, and HC emission amount. 直下触媒の入口側の排気の温度、出口側の排気の温度、直下触媒の担体温度、及び排気ボリューム等と、HC酸化性能との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the HC oxidation performance, and the temperature of the exhaust gas on the inlet side of the direct catalyst, the temperature of the exhaust gas on the outlet side, the carrier temperature of the direct catalyst and the exhaust volume. アフター噴射量の補正係数を決定するマップの一例である。It is an example of the map which determines the correction coefficient of an after injection amount. 燃料噴射制御の具体的な手順を示すメインフローチャートである。It is a main flowchart which shows the specific procedure of fuel-injection control. ストイキ運転条件判断処理の具体的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific procedure of stoichi operating condition judgment processing. ストイキモードフラグの値を決定するマップ(三元浄化モード時用)の一例である。It is an example of the map (for the ternary purification mode) for determining the value of the stoichiometric mode flag. ストイキモードフラグの値を決定するマップ(併用モード時用)の一例である。It is an example of the map (for combined mode) for determining the value of the stoichiometric mode flag. 触媒前空燃比フィードバック演算の具体的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific procedure of the air-fuel ratio feedback calculation before a catalyst. ストイキ運転時におけるアフター噴射量及びアフター噴射タイミングを決定する具体的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific procedure which determines the after injection quantity and the after injection timing at the time of stoichi operation. 酸化特性パラメータの基準値を決定するマップの一例である。It is an example of the map which determines the reference value of an oxidation characteristic parameter. アフター噴射量の基準値を決定するマップの一例である。It is an example of the map which determines the reference value of after-injection amount. アフター噴射量の補正係数を決定するマップの一例である。It is an example of the map which determines the correction coefficient of an after injection amount. アフター噴射タイミングの基準値を決定するマップの一例である。It is an example of the map which determines the reference value of after injection timing. アフター噴射タイミングの補正量を決定するマップの一例である。It is an example of the map which determines the corrected amount of after injection timing. 触媒後空燃比フィードバック演算の具体的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific procedure of a post-catalyst air-fuel ratio feedback calculation. 弱リッチモードの下で目標空燃比を決定するマップの一例である。It is an example of the map which determines a target air fuel ratio under weak rich mode. 触媒後Oセンサの出力の目標値を決定するマップの一例である。It is an example of a map for determining a target value of the output of the post-catalyst O 2 sensor. 触媒後空燃比フィードバック演算の実行時における触媒前LAFセンサ出力及び触媒後Oセンサ出力の変化の具体例を示すタイムチャートである。It is a time chart showing a specific example of a pre-catalyst LAF sensor output and a change in post-catalyst O 2 sensor output at the time of air-fuel ratio feedback execution catalyst. 直下触媒還元特性判定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific procedure of a direct catalyst reduction characteristic determination process. 直下触媒還元特性判定処理の実行時における還元処理完了フラグ等の変化の具体例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the specific example of a change of the reduction process completion flag etc. at the time of execution of a direct catalyst reduction characteristic determination process. 触媒三元特性適応演算の具体的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific procedure of a catalyst ternary characteristic adaptive calculation. 三元特性重み関数の形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape of a ternary characteristic weight function. 触媒還元特性適応演算の具体的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific procedure of a catalyst reduction characteristic adaptive calculation. 基準還元剤供給量を決定するマップの一例である。It is an example of the map which determines a reference | standard reducing agent supply amount. 還元剤供給量重み関数の形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape of a reducing agent supply amount weight function. 直下触媒の熱モデルの逐次同定演算の具体的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific procedure of the sequential identification calculation of the thermal model of a direct catalyst. 触媒酸化特性適応演算の具体的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific procedure of a catalyst oxidation characteristic adaptive calculation. 酸化特性重み関数の形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape of an oxidation characteristic weight function. 本発明の一実施形態に係るエンジン及びその排気浄化システムの構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing composition of an engine and its exhaust gas purification system concerning one embodiment of the present invention. アフター噴射とポスト噴射との相違を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference between after injection and post injection. ストイキ運転中におけるアフター噴射量又はメイン噴射とアフター噴射とのセパレーションと、PM排出量及びHC排出量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the after-injection amount in the stoichiometric operation or the separation between the main injection and the after-injection, and the PM emission amount and the HC emission amount.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る内燃機関(以下、「エンジン」という)1及びその排気浄化システム2の構成を示す図である。エンジン1は、燃焼空燃比をストイキよりもリーンとする所謂リーン燃焼を基本としたもの、より具体的にはディーゼルエンジンやリーンバーンガソリンエンジンなどである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 1 and its exhaust purification system 2 according to the present embodiment. The engine 1 is based on so-called lean combustion in which the combustion air-fuel ratio is leaner than stoichiometric, more specifically, a diesel engine, a lean burn gasoline engine, or the like.

排気浄化システム2は、エンジン1の排気通路11に設けられたリーンNOx触媒(以下、「LNT」という)41及び排気浄化フィルタ(以下、「DPF」という)43と、排気通路11中に還元剤としての燃料を噴射する排気燃料噴射装置45と、エンジン1及び排気燃料噴射装置45を制御する電子制御ユニット(以下、「ECU」という)3と、を含んで構成される。   The exhaust purification system 2 includes a lean NOx catalyst (hereinafter referred to as “LNT”) 41 and an exhaust purification filter (hereinafter referred to as “DPF”) 43 provided in the exhaust passage 11 of the engine 1, and a reducing agent in the exhaust passage 11. And an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 3 for controlling the engine 1 and the exhaust fuel injection device 45.

エンジン1には、各シリンダに燃料を噴射する燃料噴射弁13が設けられている。これら燃料噴射弁13は、図示しない駆動装置を介してECU3に接続される。ECU3は、後に図2〜29を参照して説明する燃料噴射制御によって燃料噴射弁13からの燃料噴射量、及び燃料噴射時期等を決定し、駆動装置は、決定された燃料噴射態様が実現されるように燃料噴射弁13を駆動する。   The engine 1 is provided with a fuel injection valve 13 for injecting fuel into each cylinder. These fuel injection valves 13 are connected to the ECU 3 via a driving device (not shown). The ECU 3 determines the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the like from the fuel injection valve 13 by fuel injection control which will be described later with reference to FIGS. 2 to 29, and the drive device realizes the determined fuel injection mode. Then, the fuel injection valve 13 is driven.

LNT41は、酸化機能と、DeNOx機能と、三元浄化機能との少なくとも3つの機能を備える。ここで酸化機能とは、燃焼空燃比をストイキよりリーンとするリーン運転中において、排気に含まれるHC及びCOを酸化する機能をいう。DeNOx機能とは、リーン運転中に、排気に含まれるNOxを吸蔵し、排気燃料噴射装置45からの排気燃料噴射や燃料噴射弁13からのポスト噴射等によって排気中に燃料が供給されると、これを還元剤としてNOxを還元する機能をいう。また三元浄化機能とは、燃焼空燃比をストイキにするストイキ運転中に、排気に含まれるHC、CO及びNOxを合わせて浄化する機能をいう。   The LNT 41 has at least three functions of an oxidation function, a DeNOx function, and a ternary purification function. Here, the oxidation function refers to a function of oxidizing HC and CO contained in exhaust gas during a lean operation in which the combustion air-fuel ratio is leaner than stoichiometric. With the DeNOx function, during lean operation, NOx contained in the exhaust gas is occluded, and when fuel is supplied into the exhaust gas by exhaust fuel injection from the exhaust fuel injection device 45, post injection from the fuel injection valve 13, or the like, This is the function of reducing NOx using this as a reducing agent. The three-way purification function refers to a function for purifying HC, CO, and NOx contained in exhaust gas together during a stoichiometric operation in which the combustion air-fuel ratio is stoichiometric.

以上のように、排気中のNOxは、リーン運転中はLNT41のDeNOx機能を利用して浄化でき、ストイキ運転中はLNT41の三元浄化機能を利用して浄化できる。ここで、DeNOx機能を利用してNOxを浄化した場合と、三元浄化機能を利用してNOxを浄化した場合とを比較すると、三元浄化機能を利用した場合の方が効率的にNOxを浄化できる。そこで、例えば高負荷運転時であってエンジン1から排出されるNOx量が多くなる場合や、LNT41が活性に達しておらず十分にDeNOx機能を発揮できない場合等(後述のNOx過剰状態)には、三元浄化機能を利用して排気を浄化すべく、リーン運転からストイキ運転に切り替えられる。なお、これらリーン運転とストイキ運転とを切り替える具体的な手順については、後に図6を参照して詳述する。   As described above, the NOx in the exhaust gas can be purified using the DeNOx function of the LNT 41 during the lean operation, and can be purified using the three-way purification function of the LNT 41 during the stoichiometric operation. Here, comparing the case where NOx is purified using the DeNOx function and the case where NOx is purified using the three-way purification function, the case where the three-way purification function is used is more efficient for NOx. It can be purified. Therefore, for example, when the amount of NOx exhausted from the engine 1 increases during high-load operation, or when the DeNOx function cannot be fully exhibited because the LNT 41 has not reached its activity (NOx excessive state described later). The lean operation is switched to the stoichiometric operation in order to purify the exhaust using the three-way purification function. A specific procedure for switching between the lean operation and the stoichiometric operation will be described in detail later with reference to FIG.

DPF43は、排気がフィルタ壁の微細な孔を通過する際、排気中の炭素を主成分とするPMを、フィルタ壁の表面及びフィルタ壁中の孔に堆積させることによって捕集する。フィルタ壁の構成材料としては、例えば、チタン酸アルミニウムやコージェライトなどを材料とした多孔質体が使用される。   When the exhaust gas passes through fine holes in the filter wall, the DPF 43 collects PM mainly composed of carbon in the exhaust gas by depositing it on the surface of the filter wall and the holes in the filter wall. As a constituent material of the filter wall, for example, a porous body made of aluminum titanate or cordierite is used.

ところで、排気通路11は、図示しないエンジンルーム内に位置する区間(エンジン直下区間)と、図示しない車両の床下に位置する区間(床下区間)とに分けられる。直下区間は、床下区間よりもエンジン1に近い。したがって、直下区間は、床下区間よりも平均温度が高くまたエンジン1の始動後の温度上昇も速やかである。そこで、上記酸化機能、三元浄化機能、及びDeNOx機能をできるだけ有利に発揮させるため、LNT41は、排気通路11のうち直下区間内に設けられる。以上のようにLNT41は直下区間内に設けられることから、以下ではLNT41を、直下触媒ともいう。   By the way, the exhaust passage 11 is divided into a section located in an engine room (not shown) (a section directly under the engine) and a section (under the floor section) located under the floor of a vehicle (not shown). The section immediately below is closer to the engine 1 than the section below the floor. Accordingly, the average temperature in the section immediately below is higher than that in the section under the floor, and the temperature rise after the start of the engine 1 is quicker. Therefore, the LNT 41 is provided in the section immediately below the exhaust passage 11 in order to exhibit the above-described oxidation function, three-way purification function, and DeNOx function as advantageously as possible. As described above, since LNT 41 is provided in the immediately lower section, LNT 41 is hereinafter also referred to as a direct catalyst.

DPF43の捕集能力の限界までPMを捕集すると、圧損が大きくなる。このため、捕集したPMを燃焼除去し、DPF43のフィルタ機能を再生する強制再生処理が適宜実行される。この強制再生処理では、例えばポスト噴射や排気燃料噴射装置45からの燃料噴射を実行し、DPF43に流入する排気を昇温することにより、堆積していたPMを短時間で燃焼除去する。   When PM is collected to the limit of the collection capability of the DPF 43, the pressure loss increases. For this reason, the forced regeneration process which burns and removes the collected PM and regenerates the filter function of the DPF 43 is appropriately executed. In this forced regeneration processing, for example, post injection or fuel injection from the exhaust fuel injection device 45 is executed, and the exhaust gas flowing into the DPF 43 is heated to burn and remove the accumulated PM in a short time.

排気燃料噴射装置45は、燃料が貯蔵される燃料タンク451と、排気通路11のうちLNT11の上流側に設けられた排気燃料インジェクタ452と、燃料タンク451内の燃料をインジェクタ452に圧送する加圧ポンプ453と、を備える。排気燃料インジェクタ452は、図示しない駆動装置を介して、ECU3に電磁的に接続されている。ECU3は、LNT41のDeNOx機能を利用して排気を浄化する場合には、図示しない排気燃料噴射制御によって排気燃料インジェクタ452からの排気燃料噴射量及び排気燃料噴射時期を決定し、駆動装置は、決定された排気燃料噴射態様が実現するように排気燃料インジェクタ452を駆動する。   The exhaust fuel injection device 45 includes a fuel tank 451 in which fuel is stored, an exhaust fuel injector 452 provided on the upstream side of the LNT 11 in the exhaust passage 11, and pressurization for pressure-feeding the fuel in the fuel tank 451 to the injector 452. A pump 453. The exhaust fuel injector 452 is electromagnetically connected to the ECU 3 via a drive device (not shown). When the exhaust gas is purified by using the DeNOx function of the LNT 41, the ECU 3 determines the exhaust fuel injection amount and the exhaust fuel injection timing from the exhaust fuel injector 452 by exhaust fuel injection control (not shown). The exhaust fuel injector 452 is driven so as to realize the exhaust fuel injection mode.

ところで、近年では、排気燃料インジェクタ452から燃料を噴射し、LNT41のDeNOx機能を利用してNOxを還元する際、排気燃料インジェクタ452からの排気燃料噴射量を5Hz以上の周期で所定の範囲内で増減し、LNT41に流入する排気の炭化水素濃度を振動させると、LNT41上では炭化水素由来の中間生成物が生成され、この中間生成物によって高い浄化率でNOxを浄化できることが知られている。ただし、LNT41の担体温度が約350℃以下である状態で上述のような態様で燃料を噴射すると、NOxの浄化に寄与しない不必要な成分(例えば、NO)が生成され、これがLNT41の下流側へ排出してしまう場合がある。そこで、排気燃料噴射制御では、LNT41の担体温度が約350℃以上であって、630〜700℃程度の上限温度以下である場合にのみ、上述のように燃料を間欠噴射する。Incidentally, in recent years, when fuel is injected from the exhaust fuel injector 452 and NOx is reduced using the DeNOx function of the LNT 41, the exhaust fuel injection amount from the exhaust fuel injector 452 is within a predetermined range at a cycle of 5 Hz or more. It is known that when the hydrocarbon concentration of the exhaust gas flowing into the LNT 41 is increased and decreased, an intermediate product derived from hydrocarbons is generated on the LNT 41, and NOx can be purified at a high purification rate by this intermediate product. However, when fuel is injected in the above-described manner in a state where the carrier temperature of LNT41 is about 350 ° C. or less, unnecessary components (for example, N 2 O) that do not contribute to NOx purification are generated. It may be discharged downstream. Therefore, in the exhaust fuel injection control, the fuel is intermittently injected as described above only when the carrier temperature of the LNT 41 is about 350 ° C. or more and not more than the upper limit temperature of about 630 to 700 ° C.

ECU3には、排気通路11内の状態やエンジン1の状態を検出するためのセンサとして、触媒前LAFセンサ51、触媒後Oセンサ52、触媒前温度センサ53、触媒後温度センサ54、クランク角度位置センサ55、アクセル開度センサ56、エアフローセンサ57、及び大気温度センサ58等が接続されている。The ECU 3 includes a pre-catalyst LAF sensor 51, a post-catalyst O 2 sensor 52, a pre-catalyst temperature sensor 53, a post-catalyst temperature sensor 54, a crank angle as sensors for detecting the state in the exhaust passage 11 and the state of the engine 1. A position sensor 55, an accelerator opening sensor 56, an air flow sensor 57, an atmospheric temperature sensor 58, and the like are connected.

触媒後Oセンサ52は、排気通路11のうちLNT41とDPF43との間に設けられる。Oセンサ52は、LNT41の下流側の排気の酸素濃度(空燃比)を検出し、検出値に応じた信号をECU3に送信する。Oセンサ52から出力される信号のレベルは、燃焼空燃比がストイキよりリッチである場合にはハイ(例えば、1)になり、ストイキよりリーンである場合にはロー(例えば、0)になるような略2値的な特性がある(例えば、後述の図19参照)。以下では、Oセンサ52の出力がローからハイに切り替わることを、出力の反転、という。The post-catalyst O 2 sensor 52 is provided between the LNT 41 and the DPF 43 in the exhaust passage 11. The O 2 sensor 52 detects the oxygen concentration (air-fuel ratio) of the exhaust gas downstream of the LNT 41, and transmits a signal corresponding to the detected value to the ECU 3. The level of the signal output from the O 2 sensor 52 is high (eg, 1) when the combustion air-fuel ratio is richer than stoichiometric, and is low (eg, 0) when leaner than stoichiometric. There are substantially binary characteristics as described above (for example, see FIG. 19 described later). Hereinafter, switching of the output of the O 2 sensor 52 from low to high is referred to as output inversion.

触媒前LAFセンサ51は、排気通路11のうちLNT41及び排気燃料インジェクタ452より上流側に設けられる。LAFセンサ51は、LNT41の上流側であって、排気燃料インジェクタ452から燃料が噴射される前の排気の空燃比を検出し、検出値に略比例した信号をECU3に送信する。なおこのLAFセンサ51から出力される信号は、上記Oセンサ52と異なり、リッチな領域からリーンな領域まで、より広範囲な空燃比の領域でリニアな特性を有する。The pre-catalyst LAF sensor 51 is provided upstream of the LNT 41 and the exhaust fuel injector 452 in the exhaust passage 11. The LAF sensor 51 detects the air-fuel ratio of the exhaust before the fuel is injected from the exhaust fuel injector 452 on the upstream side of the LNT 41 and transmits a signal substantially proportional to the detected value to the ECU 3. Unlike the O 2 sensor 52, the signal output from the LAF sensor 51 has linear characteristics in a wider range of air-fuel ratios from a rich region to a lean region.

触媒前温度センサ53は、排気通路11のうちLNT41より上流側に設けられ、触媒後温度センサ54は、排気通路11のうちLNT41より下流側に設けられる。これら温度センサ53,54は、それぞれLNT41に流入する排気及びLNT41から流出する排気の温度を検出し、検出値に略比例した信号をECU3に送信する。LNT41の担体温度は、ECU5によって、これら温度センサ53,54の出力の重み付き平均値として推定される。   The pre-catalyst temperature sensor 53 is provided upstream of the LNT 41 in the exhaust passage 11, and the post-catalyst temperature sensor 54 is provided downstream of the LNT 41 in the exhaust passage 11. These temperature sensors 53 and 54 detect the temperatures of the exhaust gas flowing into the LNT 41 and the exhaust gas flowing out of the LNT 41, respectively, and transmit a signal substantially proportional to the detected value to the ECU 3. The carrier temperature of the LNT 41 is estimated by the ECU 5 as a weighted average value of the outputs of these temperature sensors 53 and 54.

クランク角度位置センサ55は、エンジン1のクランク軸の回転角度を検出するとともに、所定のクランク角ごとにパルスを発生し、そのパルス信号をECU3に送信する。エンジン1の回転数は、このパルス信号に基づいてECU3により算出される。アクセル開度センサ56は、車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量(以下、「アクセル開度」という)を検出し、検出値に略比例した検出信号をECU3に送信する。ECU3は、これらアクセル開度及びエンジン回転数等に応じて、ドライバ要求トルクを算出する。エアフローメータ57は、吸気通路12に設けられる。エアフローメータ57は、吸気通路12を流通する吸入空気量を検出し、検出値に略比例した信号をECU3に送信する。ECU3は、この吸入空気量に応じて排気ボリュームを算出する。   The crank angle position sensor 55 detects the rotation angle of the crankshaft of the engine 1, generates a pulse for each predetermined crank angle, and transmits the pulse signal to the ECU 3. The rotational speed of the engine 1 is calculated by the ECU 3 based on this pulse signal. The accelerator opening sensor 56 detects a depression amount (hereinafter referred to as “accelerator opening”) of an accelerator pedal (not shown) of the vehicle, and transmits a detection signal substantially proportional to the detected value to the ECU 3. The ECU 3 calculates the driver request torque according to the accelerator opening and the engine speed. The air flow meter 57 is provided in the intake passage 12. The air flow meter 57 detects the amount of intake air flowing through the intake passage 12 and transmits a signal substantially proportional to the detected value to the ECU 3. The ECU 3 calculates the exhaust volume according to the intake air amount.

次に、図2〜29を参照して、燃料噴射制御の内容について詳細に説明する。
図2は、ストイキ運転中におけるアフター噴射量[mg/str]又はアフター噴射時期[degATDC]と、PM排出量[mg/str]及びHC排出量[mg/str]との関係を示す図である。図2において、実線はPM排出量を示し、破線はHC排出量を示す。なお図2において、PM排出量とは単位時間当たりにエンジンから排出されるPMの量を示し、HC排出量とは直下触媒の下流側へ浄化されずに排出されるHCの単位時間当たりの量を示す。
Next, the content of the fuel injection control will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the after injection amount [mg / str] or the after injection timing [degATDC] and the PM emission amount [mg / str] and the HC emission amount [mg / str] during the stoichiometric operation. . In FIG. 2, the solid line indicates the PM emission amount, and the broken line indicates the HC emission amount. In FIG. 2, the PM emission amount indicates the amount of PM discharged from the engine per unit time, and the HC emission amount indicates the amount of HC discharged per unit time without being purified downstream of the direct catalyst. Indicates.

図31を参照して説明したように、アフター噴射量を多くするか又はアフター噴射時期を遅らせると、エンジンから排出されるPMの量は減少するがエンジンから排出されるHCの量は増加する。また、図1に示す排気浄化システムでは、ストイキ運転時にエンジンから排出されるHCは、直下触媒における三元浄化機能を利用して酸化される。そうすると、直下触媒の下流側へのHC排出量は、図2において3つの破線で示すように、その時の直下触媒のHC酸化性能に応じて変化する。すなわち、直下触媒のHC酸化性能が高くなるほど直下触媒の下流側へのHC排出量は減少する。   As described with reference to FIG. 31, when the after injection amount is increased or the after injection timing is delayed, the amount of PM discharged from the engine decreases, but the amount of HC discharged from the engine increases. In the exhaust purification system shown in FIG. 1, HC discharged from the engine during the stoichiometric operation is oxidized using a three-way purification function in the direct catalyst. Then, as shown by three broken lines in FIG. 2, the amount of HC discharged to the downstream side of the direct catalyst changes according to the HC oxidation performance of the direct catalyst at that time. That is, as the HC oxidation performance of the direct catalyst increases, the amount of HC discharged to the downstream side of the direct catalyst decreases.

ストイキ運転中は、直下触媒の下流側へのHC排出量に対して、図2において一点鎖線で示すようなHC排出量上限が設定される。また、ストイキ運転中は、DPFにかかる負担をできるだけ軽減するため、PM排出量は常に少ない方が好ましい。ストイキ運転中におけるHC排出量とPM排出量に対し、以上のような条件を課すと、アフター噴射量及びアフター噴射時期に対して、その時の直下触媒のHC酸化性能に応じた上限が設定される。換言すれば、HC排出量を所定の上限以下にしかつPM排出量をできるだけ少なくするためには、直下触媒のHC酸化性能に応じてアフター噴射量及びアフター噴射時期を調整すればよい。次に、この点を考慮したアフター噴射量及びアフター噴射時期を決定する手順(STEP1〜3)について簡単に説明する。   During the stoichiometric operation, the upper limit of the HC emission amount as shown by the one-dot chain line in FIG. 2 is set for the HC emission amount to the downstream side of the direct catalyst. Further, during the stoichiometric operation, it is preferable that the PM emission amount is always small in order to reduce the burden on the DPF as much as possible. When the above conditions are imposed on the HC emission amount and PM emission amount during stoichiometric operation, an upper limit is set for the after-injection amount and the after-injection timing according to the HC oxidation performance of the direct catalyst at that time. . In other words, in order to keep the HC emission amount below a predetermined upper limit and to reduce the PM emission amount as much as possible, the after injection amount and the after injection timing may be adjusted according to the HC oxidation performance of the direct catalyst. Next, a procedure (STEPs 1 to 3) for determining the after injection amount and the after injection timing in consideration of this point will be briefly described.

STEP1では、直下触媒のHC酸化性能を示すパラメータ(後述の酸化特性パラメータPoxに相当)を算出する。直下触媒のHC酸化性能を決定する要因は、主に当該直下触媒が用いられている環境と、当該直下触媒の劣化度合い及び個体ばらつきと、に分けられる。STEP1では、この酸化特性パラメータを、直下触媒が用いられる環境によって決定される基本因子(後述のPox_bsに相当)と、直下触媒の劣化度合いや個体ばらつきによって決定される劣化因子(後述のKmodに相当)との2つの因子を用いて数値化する。   In STEP1, a parameter (corresponding to an oxidation characteristic parameter Pox described later) indicating the HC oxidation performance of the direct catalyst is calculated. Factors that determine the HC oxidation performance of the direct catalyst are mainly divided into the environment in which the direct catalyst is used and the deterioration degree and individual variation of the direct catalyst. In STEP 1, this oxidation characteristic parameter is divided into a basic factor (corresponding to Pox_bs described later) determined by the environment in which the direct catalyst is used, and a deterioration factor (corresponding to Kmod described later) determined by the degree of deterioration of the direct catalyst and individual variations. ) Using two factors.

図3は、直下触媒の入口側の排気の温度、出口側の排気の温度、直下触媒の担体温度、及び排気ボリューム等と、HC酸化性能との関係を示す図である。図3に示すように、直下触媒の入口側の温度、出口側の温度、又は担体温度が高くなるほど、直下触媒のHC酸化性能は強くなる傾向がある。一方、排気ボリュームが増加するほど、直下触媒のHC酸化性能は弱くなる傾向がある。すなわち、これら直下触媒の入口側の温度、出口側の温度、担体温度、及び排気ボリューム等は、上述の基本因子を決定するためのパラメータとして採用し得る。STEP1では、これらパラメータを入力として用い、マップの検索や所定の演算式等を利用して基本因子を決定する。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the HC oxidation performance and the temperature of the exhaust on the inlet side of the direct catalyst, the temperature of the exhaust on the outlet side, the carrier temperature of the direct catalyst, the exhaust volume, and the like. As shown in FIG. 3, the higher the inlet side temperature, outlet side temperature, or carrier temperature of the direct catalyst, the HC oxidation performance of the direct catalyst tends to become stronger. On the other hand, as the exhaust volume increases, the HC oxidation performance of the direct catalyst tends to weaken. That is, the temperature on the inlet side, the temperature on the outlet side, the carrier temperature, the exhaust volume, and the like of these direct catalysts can be employed as parameters for determining the above-mentioned basic factors. In STEP 1, these parameters are used as inputs, and a basic factor is determined using a map search or a predetermined arithmetic expression.

また、直下触媒の劣化度合いや個体ばらつきは、直接数値化することはできない。したがって劣化因子は、これら劣化度合い等が直下触媒の様々な特性と相関があることに着目し、例えば以下のTYPE1〜3のうちの何れかの方法によって決定する。   In addition, the degree of deterioration and individual variation of the direct catalyst cannot be directly quantified. Accordingly, the deterioration factor is determined by any one of the following TYPEs 1 to 3, paying attention to the fact that the degree of deterioration has a correlation with various characteristics of the direct catalyst.

TYPE1では、直下触媒の酸化特性を利用して劣化因子を決定する。アフター噴射が行われると、アフター噴射量に概ね比例した量のHCが直下触媒に流入する。直下触媒では、流入したHCが酸化し、発熱する。このため、アフター噴射によって供給された燃料が直下触媒の昇温に寄与する度合いを示す発熱係数は、劣化因子として採用し得る。   In TYPE1, the deterioration factor is determined using the oxidation characteristics of the direct catalyst. When after-injection is performed, an amount of HC approximately proportional to the after-injection amount flows into the catalyst directly below. In the direct catalyst, the inflowed HC is oxidized and generates heat. For this reason, the heat generation coefficient indicating the degree to which the fuel supplied by after injection contributes to the temperature increase of the direct catalyst can be adopted as a deterioration factor.

TYPE2では、直下触媒のストレージ特性を利用して劣化因子を決定する。直下触媒は、排気中の酸素やNOxを貯蔵するストレージ機能を有する。このため、直下触媒にストレージされた酸素やNOxの量、又はこれら酸素やNOxを脱離するために必要な還元剤の量は、劣化因子として採用し得る。   In TYPE2, the deterioration factor is determined using the storage characteristics of the direct catalyst. The direct catalyst has a storage function for storing oxygen and NOx in the exhaust. For this reason, the amount of oxygen and NOx stored in the direct catalyst or the amount of reducing agent necessary for desorbing these oxygen and NOx can be employed as a deterioration factor.

TYPE3では、後述の触媒後空燃比フィードバック制御の実行時において、直下触媒の下流側に設けられたOセンサの出力値が所定の目標値に維持されるように設定された空燃比目標値又は実空燃比を利用して劣化因子を決定する。In TYPE3, when the post-catalyst air-fuel ratio feedback control, which will be described later, is executed, the air-fuel ratio target value set so that the output value of the O 2 sensor provided on the downstream side of the direct catalyst is maintained at a predetermined target value or The deterioration factor is determined using the actual air-fuel ratio.

STEP2では、STEP1で算出された酸化特性パラメータに基づいて、例えば図4に示すようなマップを検索することにより、アフター噴射量の補正係数及びアフター噴射時期の補正値を算出する。図4において横軸はSTEP1で算出した酸化特性パラメータを示す。なお、縦軸のアフター噴射量の補正係数は、所定の基本噴射量に乗算される正の実数として定義される。また縦軸のアフター噴射時期の補正値は、所定の基本時期に減算される実数として定義される。図4に示すように、アフター噴射量は、直下触媒のHC酸化性能が高くなるほど増量側へ補正される。また、アフター噴射時期は、直下触媒のHC酸化性能が高くなるほど遅角側へ補正される。すなわち、メイン噴射とアフター噴射とのセパレーションは、直下触媒のHC酸化性能が高くなるほど広くなる。   In STEP2, based on the oxidation characteristic parameter calculated in STEP1, for example, a map as shown in FIG. 4 is searched to calculate the correction coefficient of the after injection amount and the correction value of the after injection timing. In FIG. 4, the horizontal axis represents the oxidation characteristic parameter calculated in STEP 1. The correction coefficient of the after injection amount on the vertical axis is defined as a positive real number multiplied by a predetermined basic injection amount. The correction value of the after injection timing on the vertical axis is defined as a real number that is subtracted to a predetermined basic time. As shown in FIG. 4, the after injection amount is corrected to the increase side as the HC oxidation performance of the direct catalyst increases. Further, the after injection timing is corrected to the retard side as the HC oxidation performance of the direct catalyst increases. That is, the separation between the main injection and the after injection becomes wider as the HC oxidation performance of the direct catalyst becomes higher.

STEP3では、STEP2で算出した補正係数及び補正値を利用して、アフター噴射量及びアフター噴射時期を決定する。より具体的には、最終的なアフター噴射量は、所定の基本噴射量に、上記補正係数を乗算することによって算出される。また最終的なアフター噴射時期は、所定の基本時期から上記補正値を減算することによって算出される。これにより、HC排出量が所定の上限値以下となりかつPM排出量ができるだけ少なくなるように、直下触媒のHC酸化性能に応じてストイキ運転中におけるアフター噴射量及びアフター噴射時期を調整することができる。   In STEP 3, the after injection amount and the after injection timing are determined using the correction coefficient and the correction value calculated in STEP 2. More specifically, the final after injection amount is calculated by multiplying a predetermined basic injection amount by the correction coefficient. The final after injection timing is calculated by subtracting the correction value from a predetermined basic time. Accordingly, the after injection amount and the after injection timing during the stoichiometric operation can be adjusted according to the HC oxidation performance of the direct catalyst so that the HC emission amount is equal to or less than the predetermined upper limit value and the PM emission amount is as small as possible. .

次に、燃料噴射制御の具体的な手順について図5〜29を参照しながら説明する。
図5は、各シリンダの燃料噴射弁による燃料噴射態様を決定する燃料噴射制御の具体的な手順を示すメインフローチャートである。図5に示す処理は、ECUにおいて1燃焼サイクルごとに各気筒のTDCタイミングと同期して実行される。なお以下では、ECUにおいてTDC同期で更新又はサンプリングされる値については、括弧書きで符号”k”を付す。
Next, a specific procedure of fuel injection control will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a main flowchart showing a specific procedure of fuel injection control for determining the fuel injection mode by the fuel injection valve of each cylinder. The process shown in FIG. 5 is executed in the ECU in synchronism with the TDC timing of each cylinder for each combustion cycle. In the following description, values that are updated or sampled in TDC synchronization in the ECU will be denoted by parenthesized symbols “k”.

S1では、エンジンの運転状態に応じて予め定められたマップ(図示せず)を検索することによって、基本燃料噴射量Gfuel_bs(k)を決定し、S2に移る。この基本燃料噴射量とは、リーン運転時における燃料噴射量に相当する(後述のS13参照)。後に詳述するようにストイキ運転時は、基本燃料噴射量には、触媒前LAFセンサ及び触媒後Oセンサの出力に基づくフィードバック制御によって決定された空燃比補正係数KAF(k)が乗算される(後述のS8参照)。また、エンジンの運転状態を示すものであって、基本燃料噴射量を決定するために用いられる入力パラメータとしては、例えば、ドライバ要求トルク及びエンジン回転数等が挙げられる。In S1, the basic fuel injection amount Gfuel_bs (k) is determined by searching a predetermined map (not shown) according to the operating state of the engine, and the process proceeds to S2. This basic fuel injection amount corresponds to the fuel injection amount during lean operation (see S13 described later). As will be described in detail later, during the stoichiometric operation, the basic fuel injection amount is multiplied by an air-fuel ratio correction coefficient KAF (k) determined by feedback control based on the outputs of the pre-catalyst LAF sensor and the post-catalyst O 2 sensor. (See S8 described later). Moreover, it shows the operating state of the engine, and examples of the input parameters used for determining the basic fuel injection amount include a driver request torque and an engine speed.

S2では、燃料噴射制御に関わる装置が正常であるか否かを判別する。S2における判別に係る装置とは、例えばインテークスロットル及びEGRバルブや(図示せず)、ストイキ運転を行うために必要となる触媒前LAFセンサ、触媒後Oセンサ、及び温度センサ等である。S2の判別がYESである場合(装置は正常である場合)にはS3に移り、NOである場合(装置は正常でない場合)には、S13に移り、リーン運転を実行する。In S2, it is determined whether or not a device related to fuel injection control is normal. The devices related to the determination in S2 are, for example, an intake throttle and an EGR valve (not shown), a pre-catalyst LAF sensor, a post-catalyst O 2 sensor, a temperature sensor, and the like that are necessary for performing stoichiometric operation. When the determination of S2 is YES (when the apparatus is normal), the process proceeds to S3, and when NO (when the apparatus is not normal), the process proceeds to S13 and the lean operation is executed.

S3では、直下触媒は活性状態であるか否かを判別する。より具体的には、S3では、直下触媒の担体温度の推定値を算出し、当該推定値が所定の活性温度(例えば200℃)以上である場合には活性状態であると判断し、それ以外の場合には、活性状態でないと判断する。なお、直下触媒の担体温度の推定値を算出する具体的な手順は、後述の図10のS51において説明する。S3の判別がYESである場合にはS5に移り、NOである場合には、S13に移り、リーン運転を実行する。直下触媒が活性状態でない時にストイキ運転を行っても、十分な排気浄化効果を得られない場合がある。   In S3, it is determined whether or not the immediately below catalyst is in an active state. More specifically, in S3, an estimated value of the support temperature of the direct catalyst is calculated, and when the estimated value is equal to or higher than a predetermined activation temperature (for example, 200 ° C.), it is determined that it is in an active state. In this case, it is determined that the active state is not established. A specific procedure for calculating the estimated value of the carrier temperature of the direct catalyst will be described in S51 of FIG. If the determination in S3 is YES, the process proceeds to S5, and if NO, the process proceeds to S13 and the lean operation is executed. Even if the stoichiometric operation is performed when the direct catalyst is not in an active state, a sufficient exhaust purification effect may not be obtained.

S5では、ストイキ運転の実行の可否を判断するストイキ運転条件判断処理を実行し、S6に移る。後に図6を参照して説明するように、このストイキ運転条件判断処理では、エンジンの運転状態や排気通路内の直下触媒の状態等に応じてストイキ運転を行うのに適した状態であるか否かが判断される。この結果、ストイキ運転を行うのに適した状態であると判断された場合には、これを明示するストイキモードフラグF_Stoic_mode(k)は”1”に設定され、それ以外の場合にはフラグF_Stoic_mode(k)は”0”に設定される。   In S5, a stoichiometric operation condition determination process for determining whether or not the stoichiometric operation can be executed is executed, and the process proceeds to S6. As will be described later with reference to FIG. 6, in this stoichiometric operation condition determination process, it is determined whether or not the stoichiometric operation condition is suitable for performing the stoichiometric operation in accordance with the operating state of the engine, the state of the catalyst directly under the exhaust passage, and the like. Is judged. As a result, when it is determined that the state is suitable for performing the stoichiometric operation, the stoichiometric mode flag F_Stoic_mode (k) that clearly indicates this is set to “1”, otherwise, the flag F_Stoic_mode ( k) is set to “0”.

S6では、ストイキモードフラグF_Stoic_mode(k)が”1”であるか否かを判別する。S6の判別がYESである場合には、S7に移り、ストイキ運転を実行し、NOである場合には、S13に移り、リーン運転を実行する。図5のフローチャートにおいて、S7〜S12に示す処理はストイキ運転モード時における燃料噴射制御に相当し、S13〜S14に示す処理はリーン運転モード時における燃料噴射制御に相当する。   In S6, it is determined whether or not the stoichiometric mode flag F_Stoic_mode (k) is “1”. If the determination in S6 is YES, the process proceeds to S7 and a stoichiometric operation is performed. If the determination is NO, the process proceeds to S13 and a lean operation is performed. In the flowchart of FIG. 5, the processes shown in S7 to S12 correspond to fuel injection control in the stoichiometric operation mode, and the processes shown in S13 to S14 correspond to fuel injection control in the lean operation mode.

S7では、後述の触媒前空燃比フィードバック演算を実行し、S8に移る。後に図9を参照して詳細に説明するように、触媒前空燃比フィードバック演算では、触媒前LAFセンサの出力に基づいて燃焼空燃比をストイキ近傍(ストイキ又は弱リッチ)に制御するための空燃比補正係数KAF(k)が算出される。   In S7, a pre-catalyst air-fuel ratio feedback calculation described later is executed, and the process proceeds to S8. As will be described in detail later with reference to FIG. 9, in the pre-catalyst air-fuel ratio feedback calculation, the air-fuel ratio for controlling the combustion air-fuel ratio in the vicinity of stoichiometric (stoichiometric or weakly rich) based on the output of the pre-catalyst LAF sensor. A correction coefficient KAF (k) is calculated.

S8では、S1で得られた基本燃料噴射量Gfuel_bs(k)に空燃比補正係数KAF(k)を乗算することによって、ストイキ運転時におけるトータルの燃料噴射量Gfuel(k)を決定し(下記式(1)参照)、S9に移る。ここで、「トータルの燃料噴射量」とは、1燃焼サイクルの間に気筒内における燃焼に供される燃料の総量であり、パイロット噴射、メイン噴射、及びアフター噴射によって噴射される燃料を全て合わせたものに相当する。

Figure 2015181922
In S8, the basic fuel injection amount Gfuel_bs (k) obtained in S1 is multiplied by an air-fuel ratio correction coefficient KAF (k) to determine the total fuel injection amount Gfuel (k) during stoichiometric operation (the following equation) (Refer to (1)), the process proceeds to S9. Here, the “total fuel injection amount” is the total amount of fuel used for combustion in the cylinder during one combustion cycle, and all the fuels injected by pilot injection, main injection, and after injection are combined. It corresponds to that.
Figure 2015181922

S9では、アフター噴射量Gfuel_aft(k)と、アフター噴射時期Θ_aft(k)とを算出し、S10に移る。なお、これらアフター噴射量及びタイミングを算出する具体的な手順については、後に図10を参照して詳細に説明する。   In S9, the after injection amount Gfuel_aft (k) and the after injection timing Θ_aft (k) are calculated, and the process proceeds to S10. A specific procedure for calculating the after injection amount and timing will be described later in detail with reference to FIG.

S10では、パイロット噴射によって供給する燃料量Gfuel_pi(k)(以下、「パイロット噴射量」という)、パイロット噴射を実行する時期Θ_pi(k)(以下、「パイロット噴射タイミング」という)、及びメイン噴射を実行する時期Θ_main(k)(以下、「メイン噴射タイミング」という)を算出し、S11に移る。なお、これらパイロット噴射量Gfuel_pi(k)、パイロット噴射タイミングΘ_pi(k)、及びメイン噴射タイミングΘ_main(k)は、エンジン回転数及び負荷パラメータ(例えば、BMEP。その他、要求トルク、燃料噴射量、エンジントルク推定値、及び排気ボリュームなどのエンジンの負荷に比例して大きくなるパラメータが用いられる)等を入力として、マップ検索等の既知の方法によって算出される。   In S10, the fuel amount Gfuel_pi (k) (hereinafter referred to as “pilot injection amount”) to be supplied by pilot injection, the timing Θ_pi (k) (hereinafter referred to as “pilot injection timing”) for performing the pilot injection, and the main injection are determined. The execution time Θ_main (k) (hereinafter referred to as “main injection timing”) is calculated, and the process proceeds to S11. The pilot injection amount Gfuel_pi (k), pilot injection timing Θ_pi (k), and main injection timing Θ_main (k) are the engine speed and load parameters (for example, BMEP. Other, required torque, fuel injection amount, engine A parameter that increases in proportion to the engine load, such as an estimated torque value and an exhaust volume) is used as an input, and is calculated by a known method such as a map search.

S12では、トータルの燃料噴射量Gfuel(k)から、パイロット噴射量Gfuel_pi(k)及びアフター噴射量Gfuel_aft(k)を減算することによって、メイン噴射によって供給する燃料量Gfuel_main(以下、「メイン噴射量」という)を算出し、この処理を終了する。   In S12, the fuel amount Gfuel_main (hereinafter referred to as “main injection amount”) supplied by the main injection by subtracting the pilot injection amount Gfuel_pi (k) and the after injection amount Gfuel_aft (k) from the total fuel injection amount Gfuel (k). ”) And the process is terminated.

S13では、S1で得られた基本燃料噴射量Gfuel_bs(k)をリーン運転時におけるトータルの燃料噴射量Gfuel(k)とし、S14に移る。S14では、リーン運転モード時用に定められたアルゴリズムに従って燃料噴射態様を決定し、この処理を終了する。   In S13, the basic fuel injection amount Gfuel_bs (k) obtained in S1 is set as the total fuel injection amount Gfuel (k) during the lean operation, and the process proceeds to S14. In S14, the fuel injection mode is determined according to the algorithm defined for the lean operation mode, and this process is terminated.

図6は、ストイキモードフラグF_Stoic_modeを更新するストイキ運転条件判断処理の具体的な手順を示すフローチャートである。換言すれば、図6は、ストイキ運転を行うかリーン運転を行うかを決定するフローチャートである。図6に示す処理は、図5に示すメイン処理のサブルーチンとして、同じ周期(TDC同期)で実行される。   FIG. 6 is a flowchart showing a specific procedure of stoichiometric operation condition determination processing for updating the stoichiometric mode flag F_Stoic_mode. In other words, FIG. 6 is a flowchart for determining whether to perform stoichiometric operation or lean operation. The process shown in FIG. 6 is executed at the same cycle (TDC synchronization) as a subroutine of the main process shown in FIG.

S21では、直下触媒を熱から保護するために設定された所定の直下触媒保護条件を満たすか否かを判別する。ストイキ運転を実行すると、排気温度が上昇し、排気通路内の触媒の担体温度も上昇する。直下触媒はエンジンに近いため、ストイキ運転実行時の温度上昇も大きい。直下触媒保護条件とは、温度上昇によって直下触媒が劣化するのを防止するために設定される条件である。より具体的には、S21では、直下触媒の担体温度の推定値を算出し、当該推定値が、例えば630〜700℃程度に設定された所定の触媒保護温度未満である場合には保護条件を満たすと判断し、それ以外の場合には保護条件を満たさないと判断する。S21の判別がNOである場合には、S22に移り、ストイキ運転を禁止すべくフラグF_Stoic_modeを”0”にセットし、図5のS6に戻る。S21の判別がYESである場合には、S23に移る。   In S21, it is determined whether or not a predetermined direct catalyst protection condition set for protecting the direct catalyst from heat is satisfied. When the stoichiometric operation is executed, the exhaust temperature rises and the carrier temperature of the catalyst in the exhaust passage also rises. Since the direct catalyst is close to the engine, the temperature rise during the stoichiometric operation is large. The direct catalyst protection condition is a condition set to prevent the direct catalyst from deteriorating due to a temperature rise. More specifically, in S21, an estimated value of the carrier temperature of the direct catalyst is calculated, and when the estimated value is less than a predetermined catalyst protection temperature set to, for example, about 630 to 700 ° C., the protection condition is set. It is determined that the condition is satisfied, otherwise it is determined that the protection condition is not satisfied. If the determination in S21 is NO, the process moves to S22, the flag F_Stoic_mode is set to “0” to prohibit the stoichiometric operation, and the process returns to S6 in FIG. If the determination in S21 is YES, the process moves to S23.

S23では、LNTはDeNOx機能を十分に発揮できる状態であるか否かを判別する。ここで「DeNOx機能を十分に発揮できる状態」とは、直下触媒としてLNTを採用した図1の排気浄化システムでいえば、排気燃料インジェクタから噴射された還元剤の存在下で、LNTから不必要な成分(例えば、上述のNO等)を排出することなく、かつ適切な効率でNOxを浄化できる状態をいう。より具体的には、S23では、LNTの担体温度の推定値が、例えば350〜400℃程度に設定された所定の浄化可能温度以上である場合には、LNTはDeNOx機能を十分に発揮できる状態であると判断する。なお、S23の判別がNOである場合とは、例えばエンジン始動開始直後の暖機過程中である場合や、市街地走行中であってLNTが低温化した場合等が想定される。In S23, the LNT determines whether or not the DeNOx function can be sufficiently exhibited. Here, “the state in which the DeNOx function can be sufficiently exerted” is unnecessary from the LNT in the presence of the reducing agent injected from the exhaust fuel injector in the exhaust purification system of FIG. This refers to a state in which NOx can be purified with an appropriate efficiency without exhausting various components (for example, the above-described N 2 O). More specifically, in S23, when the estimated value of the carrier temperature of the LNT is equal to or higher than a predetermined purifiable temperature set at, for example, about 350 to 400 ° C., the LNT can sufficiently exhibit the DeNOx function. It is judged that. Note that the case where the determination in S23 is NO includes, for example, a case where the engine is warming up immediately after the start of engine start, a case where the vehicle is running in an urban area, and the temperature of the LNT is lowered.

S23の判別がNOである場合、すなわち直下触媒のDeNOx機能を利用して浄化できるNOxの量が少ない場合には、S24に移り、DeNOx機能よりも三元浄化機能による排気浄化に重点を置いた三元浄化モード時用のマップを用いてストイキモードフラグF_Stoic_mode(k)を更新する。より具体的には、エンジン回転数及びエンジンの負荷パラメータ(例えば、BMEP)を取得し、これらを入力パラメータとして図7に示すような三元浄化モード時用のマップを検索することによって、フラグF_Stoic_mode(k)の値を決定する。図7において破線で示すように、エンジンの運転状態を大まかに4つの領域に分けると、エンジンから排出され、直下触媒に流入するNOx量が多い低回転−高負荷領域、高回転−低負荷領域、及び高回転−高負荷領域の3つの領域ではストイキ運転が選択され(F_Stoic_mode←1)、直下触媒に流入するNOx量が少ない低回転−低負荷領域ではリーン運転が選択される(F_Stoic_mode←0)。   If the determination in S23 is NO, that is, if the amount of NOx that can be purified by using the DeNOx function of the direct catalyst is small, the process proceeds to S24, and emphasis is placed on exhaust purification by the three-way purification function rather than the DeNOx function. The stoichiometric mode flag F_Stoic_mode (k) is updated using the map for the three-way purification mode. More specifically, the flag F_Stoic_mode is obtained by acquiring the engine speed and the engine load parameter (for example, BMEP), and searching the map for the three-way purification mode as shown in FIG. 7 using these as input parameters. Determine the value of (k). As shown by broken lines in FIG. 7, when the engine operating state is roughly divided into four regions, a low rotation-high load region and a high rotation-low load region in which the amount of NOx discharged from the engine and flowing into the direct catalyst is large. In addition, the stoichiometric operation is selected in the three regions of the high rotation-high load region (F_Stoic_mode ← 1), and the lean operation is selected in the low rotation-low load region where the amount of NOx flowing into the direct catalyst is small (F_Stoic_mode ← 0). ).

S23の判別がYESである場合、すなわち直下触媒のDeNOx機能を利用して浄化できるNOx量が多い場合には、S25に移り、DeNOx機能と三元浄化機能の併用モード時用のマップを用いてストイキモードフラグF_Stoic_mode(k)を更新する。より具体的には、エンジン回転数及び負荷パラメータを取得し、これら入力パラメータとして図8に示すような併用モード時用のマップを検索することによって、フラグF_Stoic_mode(k)の値を決定する。なお図7の三元浄化モード時用のマップと図8の併用モード時用マップとを比較すると、ストイキ運転が選択される領域(F_Stoic_mode←1)は、図8の併用モード時用マップの方が狭い。これは、S23の判別がYESである場合は、NOである場合よりも直下触媒のDeNOx機能を利用して浄化できるNOx量は多いからである。   If the determination in S23 is YES, that is, if the amount of NOx that can be purified using the DeNOx function of the direct catalyst is large, the process proceeds to S25, and the map for the combined mode of the DeNOx function and the three-way purification function is used. Update the stoichiometric mode flag F_Stoic_mode (k). More specifically, the value of the flag F_Stoic_mode (k) is determined by acquiring the engine speed and the load parameter and searching a map for the combined mode as shown in FIG. 8 as these input parameters. When the map for the three-way purification mode in FIG. 7 and the map for the combined mode in FIG. 8 are compared, the region where the stoichiometric operation is selected (F_Stoic_mode ← 1) is the map in the combined mode mode in FIG. Is narrow. This is because when the determination in S23 is YES, the amount of NOx that can be purified using the DeNOx function of the direct catalyst is larger than when NO.

直下触媒のDeNOx機能によって浄化できるNOxの単位時間当たりの量に対する、直下触媒に流入するNOxの単位時間当たりの量の割合が所定値より大きくなる状態をNOx過剰状態と定義する。図6のフローチャートでは、S23〜S25の処理及び図7及び8のマップによってNOx過剰状態であるか否かを判別し、NOx過剰状態である場合には三元浄化機能を利用してNOxを浄化すべくストイキ運転を選択し(F_Stoic_mode←1)、NOx過剰状態でない場合にはDeNOx機能を利用してNOxを浄化すべくリーン運転を選択する(F_Stoic_mode←0)。   A state in which the ratio of the amount of NOx flowing into the direct catalyst per unit time to the amount of NOx that can be purified by the DeNOx function of the direct catalyst is greater than a predetermined value is defined as a NOx excess state. In the flowchart of FIG. 6, it is determined whether or not the NOx is excessive by the processes of S23 to S25 and the maps of FIGS. 7 and 8, and if the NOx is excessive, the NOx is purified using the three-way purification function. The stoichiometric operation is selected as much as possible (F_Stoic_mode ← 1), and if the NOx is not excessive, the lean operation is selected so as to purify NOx using the DeNOx function (F_Stoic_mode ← 0).

図9は、ストイキ運転時に用いられる空燃比補正係数KAFを決定する触媒前空燃比フィードバック演算の具体的な手順を示すフローチャートである。図9に示す処理は、図5に示すメイン処理のサブルーチンとして、同じ周期(TDC同期)で実行される。   FIG. 9 is a flowchart showing a specific procedure of the pre-catalyst air-fuel ratio feedback calculation for determining the air-fuel ratio correction coefficient KAF used during the stoichiometric operation. The process shown in FIG. 9 is executed in the same cycle (TDC synchronization) as a subroutine of the main process shown in FIG.

S31では、触媒前LAFセンサが活性に達したか否かを判別する。S31の判別がNOである場合には、以下のフィードバック演算を行うことなく補正係数KAF(k)=1とし(S32)、図5のS8に戻る。   In S31, it is determined whether or not the pre-catalyst LAF sensor has reached activity. If the determination in S31 is NO, the correction coefficient KAF (k) = 1 is set without performing the following feedback calculation (S32), and the process returns to S8 in FIG.

S31の判別がYESである場合には、触媒前LAFセンサの出力値AFact(k)と、目標値AFcmd(k)との偏差E_af(k)(下記式(2−1)参照)が0になるように既知のフィードバックアルゴリズムを利用して補正係数KAF(k)を決定し(S33)、図5のS8に戻る。ここで、触媒前LAFセンサの出力に対する目標値AFcmd(k)は、後述の触媒後空燃比フィードバック演算(後述の図16参照)において10〜50ms程度の制御周期で更新される値をリサンプリングして得られる。S33における演算の一例として、下記式(2−1)〜(2−3)には、スライディングモードアルゴリズムを利用して補正係数KAF(k)を決定する場合の演算式を示す。式(2−2)において、”Pole_af”は、切換関数設定パラメータであり、-1より大きく0より小さな値(例えば、-0.65)に設定される。また、式(2−3)において2つのフィードバックゲイン”Krch_af”及び”Kadp_af”は、負の値に設定される。なお、S31における触媒前フィードバックの偏差の補償速度は、後述の図16のS77における触媒後フィードバックの速度よりも速く設定することが好ましい。

Figure 2015181922
If the determination in S31 is YES, the deviation E_af (k) (see the following equation (2-1)) between the output value AFact (k) of the pre-catalyst LAF sensor and the target value AFcmd (k) is 0. Thus, the correction coefficient KAF (k) is determined using a known feedback algorithm (S33), and the process returns to S8 in FIG. Here, the target value AFcmd (k) for the output of the pre-catalyst LAF sensor is a resampled value that is updated at a control cycle of about 10 to 50 ms in a post-catalyst air-fuel ratio feedback calculation (see FIG. 16 described later). Obtained. As an example of the calculation in S33, the following formulas (2-1) to (2-3) show calculation formulas when the correction coefficient KAF (k) is determined using the sliding mode algorithm. In Expression (2-2), “Pole_af” is a switching function setting parameter, and is set to a value larger than −1 and smaller than 0 (for example, −0.65). In the equation (2-3), the two feedback gains “Krch_af” and “Kadp_af” are set to negative values. Note that the compensation speed of the deviation of the pre-catalyst feedback in S31 is preferably set to be higher than the speed of the post-catalyst feedback in S77 of FIG.
Figure 2015181922

図10は、ストイキ運転時におけるアフター噴射量及びアフター噴射タイミングを決定する具体的な手順を示すフローチャートである。図10に示す処理は、図5に示すメイン処理のサブルーチンとしてTDC同期で実行される。   FIG. 10 is a flowchart showing a specific procedure for determining the after injection amount and the after injection timing during the stoichiometric operation. The process shown in FIG. 10 is executed in TDC synchronization as a subroutine of the main process shown in FIG.

S51では、直下触媒の担体温度の推定値Tcc_hat(k)及び排気ボリュームの推定値Gex_hat(k)を取得し、S52に移る。なお、直下触媒温度の推定値Tcc_hat(k)は、例えば下記式(3)に示すように、直下触媒上流温度センサの出力Tup(k)と直下触媒下流温度センサの出力Tds(k)とを所定の重み係数Wt(0≦Wt≦1、例えば”0.3”)の下で重み付けすることによって算出される。

Figure 2015181922
In S51, the estimated value Tcc_hat (k) of the carrier temperature of the direct catalyst and the estimated value Gex_hat (k) of the exhaust volume are acquired, and the process proceeds to S52. Note that the estimated value Tcc_hat (k) of the immediately below catalyst temperature is, for example, as shown in the following formula (3), an output Tup (k) of the immediately below catalyst upstream temperature sensor and an output Tds (k) of the immediately below catalyst downstream temperature sensor. It is calculated by weighting under a predetermined weight coefficient Wt (0 ≦ Wt ≦ 1, for example, “0.3”).
Figure 2015181922

S52では、直下触媒におけるHC酸化能力の強さを数値化した直下触媒の酸化特性パラメータPox(k)の基準値Pox_bs(k)を算出し、S53に移る。この酸化特性パラメータPox(k)は、後述の式(4)に示すように、直下触媒の担体温度及び排気ボリュームに依存した基本因子に相当する基準値Pox_bs(k)と、直下触媒の劣化度合いや個体ばらつきに依存した劣化因子に相当する酸化特性補正係数Kmod(k)との積として定義される。S52では、S51で取得した2つの推定値Tcc_hat(k),Gex_hat(k)に基づいて、予め定められたマップを検索することによって基準値Pox_bs(k)(0≦Pox_bs(k)≦1)を算出する。   In S52, the reference value Pox_bs (k) of the oxidation characteristic parameter Pox (k) of the direct catalyst obtained by quantifying the strength of the HC oxidation ability in the direct catalyst is calculated, and the process proceeds to S53. The oxidation characteristic parameter Pox (k) includes a reference value Pox_bs (k) corresponding to a basic factor depending on the carrier temperature and the exhaust volume of the direct catalyst, and the degree of deterioration of the direct catalyst, as shown in equation (4) described later. And an oxidation characteristic correction coefficient Kmod (k) corresponding to a deterioration factor depending on individual variation. In S52, the reference value Pox_bs (k) (0 ≦ Pox_bs (k) ≦ 1) is searched by searching a predetermined map based on the two estimated values Tcc_hat (k) and Gex_hat (k) acquired in S51. Is calculated.

図11は、酸化特性パラメータの基準値Pox_bs(k)を決定するマップの一例である。図11に示すように、直下触媒におけるHC酸化性能は、その担体温度が活性温度(約150〜200℃程度)を超えると発現し、温度が高くなるほど強くなる。また、排気ボリュームが大きくなるほど、すなわち単位時間当たりに直下触媒を通過する排気の量が増加するほど、HC酸化性能は低下する。なお、基準値Pox_bs(k)は、直下触媒にHCを酸化する能力がない状態では0となり、直下触媒のHC酸化性能が最も高くなる状態では所定値(例えば1)となるように正規化される。   FIG. 11 is an example of a map for determining the reference value Pox_bs (k) of the oxidation characteristic parameter. As shown in FIG. 11, the HC oxidation performance of the direct catalyst is exhibited when the carrier temperature exceeds the activation temperature (about 150 to 200 ° C.), and becomes stronger as the temperature increases. In addition, as the exhaust volume increases, that is, as the amount of exhaust passing through the direct catalyst per unit time increases, the HC oxidation performance decreases. Note that the reference value Pox_bs (k) is normalized to be 0 when the direct catalyst does not have the ability to oxidize HC, and is normalized to be a predetermined value (for example, 1) when the direct catalyst has the highest HC oxidation performance. The

図10に戻ってS53では、酸化特性補正係数Kmod(k)を算出し、S54に移る。図10に示すように、酸化特性補正係数Kmod(k)を算出する方法は、TYPE1〜3の3種類ある。ただし何れの方法も、補正係数Kmod(k)は、TDC同期で実行される本処理とは別周期で実行される処理において更新されるパラメータを、TDC同期でリサンプリングすることによって得られる。   Returning to FIG. 10, in S53, the oxidation characteristic correction coefficient Kmod (k) is calculated, and the flow proceeds to S54. As shown in FIG. 10, there are three types of methods TYPE 1 to 3 for calculating the oxidation characteristic correction coefficient Kmod (k). However, in any method, the correction coefficient Kmod (k) is obtained by re-sampling a parameter updated in TDC synchronization in a process executed in a different cycle from the main process executed in TDC synchronization.

TYPE1の方法では、後述の図28に示す処理によって、周期tnで更新される触媒酸化特性適応係数Koxをリサンプリングしたものを補正係数Kmodとし、以降の処理に用いる。
TYPE2の方法では、後述の図24に示す処理によって、周期tmで更新される触媒還元特性適応係数Krdをリサンプリングしたものを補正係数Kmodとし、以降の処理に用いる。
TYPE3の方法では、後述の図22に示す処理によって、周期tmで更新される触媒三元特性適応補正値Dtwをリサンプリングして得られる値に−1を乗じ、さらに1を加算したものを補正係数Kmod(=1-Dtw)とし、以降の処理に用いる。
In the TYPE 1 method, the re-sampling of the catalytic oxidation characteristic adaptive coefficient Kox updated at the period tn by the process shown in FIG. 28 described later is used as the correction coefficient Kmod and used for the subsequent processes.
In the TYPE 2 method, a re-sampling of the catalyst reduction characteristic adaptive coefficient Krd updated at the cycle tm by the process shown in FIG. 24 described later is used as the correction coefficient Kmod and used for the subsequent processes.
In the method of TYPE 3, the value obtained by resampling the catalyst ternary characteristic adaptive correction value Dtw updated at the period tm is multiplied by −1 and further added by 1 by the process shown in FIG. The coefficient Kmod (= 1−Dtw) is used for the subsequent processing.

なお、これら係数Kox,Krd,Dtwは、直下触媒の異なる特性に基づき異なる方法によって算出される値であるが、何れも直下触媒の劣化度合いや個体ばらつきによって変化するため、酸化特性パラメータPoxの劣化因子として採用できる。   These coefficients Kox, Krd, and Dtw are values calculated by different methods based on different characteristics of the direct catalyst, but all change depending on the degree of deterioration of the direct catalyst and individual variations. It can be adopted as a factor.

S54では、基本値Pox_bs(k)と酸化特性補正係数Kmod(k)を乗算することにより、酸化特性パラメータPox(k)を算出し(下記式(4)参照)、S55に移る。アフター噴射量及びアフター噴射時期は、ここで算出された酸化特性パラメータPox(k)を利用して微調整される。

Figure 2015181922
In S54, the oxidation characteristic parameter Pox (k) is calculated by multiplying the basic value Pox_bs (k) by the oxidation characteristic correction coefficient Kmod (k) (see the following equation (4)), and the process proceeds to S55. The after injection amount and the after injection timing are finely adjusted using the oxidation characteristic parameter Pox (k) calculated here.
Figure 2015181922

S55では、アフター噴射量Gfuel_aft(k)の基準値Gfuel_aft_bs(k)を算出し、S56に移る。より具体的には、S55では、エンジン回転数及び負荷パラメータに基づいて、予め定められたマップを検索することによって基準値Gfuel_aft_bs(k)を算出する。   In S55, the reference value Gfuel_aft_bs (k) of the after injection amount Gfuel_aft (k) is calculated, and the process proceeds to S56. More specifically, in S55, the reference value Gfuel_aft_bs (k) is calculated by searching a predetermined map based on the engine speed and the load parameter.

図12は、アフター噴射量の基準値Gfuel_aft_bsを決定するマップの一例である。図12に示すように、アフター噴射量は、エンジン回転数が高くなるほど増量される。また、アフター噴射量は、エンジンの負荷が大きくなるほど増量される。これは、高負荷になるほどメイン噴射量が増加し、アフター噴射によって燃焼させるべきPMの量も増加するからである。   FIG. 12 is an example of a map for determining the reference value Gfuel_aft_bs of the after injection amount. As shown in FIG. 12, the after injection amount is increased as the engine speed increases. Further, the after-injection amount is increased as the engine load increases. This is because the main injection amount increases as the load increases, and the amount of PM to be combusted by after-injection also increases.

S56では、酸化特性パラメータPox(k)に基づいてアフター噴射量Gfuel_aft(k)の補正係数Kg_aft(k)を算出し、S57に移る。より具体的には、S56では、酸化特性パラメータPox(k)に基づいて、予め定められたマップを検索することによって補正係数Kg_aft(k)を算出する。   In S56, the correction coefficient Kg_aft (k) of the after injection amount Gfuel_aft (k) is calculated based on the oxidation characteristic parameter Pox (k), and the process proceeds to S57. More specifically, in S56, a correction coefficient Kg_aft (k) is calculated by searching a predetermined map based on the oxidation characteristic parameter Pox (k).

図13は、アフター噴射量の補正係数Kg_aft(k)を決定するマップの一例である。S56で算出される補正係数Kg_aftは、アフター噴射量の基準値Gfuel_aft_bsに対する乗法的な補正係数として用いられる(後述の式(5)参照)。図13に示すように、アフター噴射量は、酸化特性パラメータPoxが大きくなるほど、すなわちHC酸化性能が高くなるほど増量側に補正される。これにより、直下触媒のその時のHC酸化性能に応じてできるだけPMの排出量を抑制できるので、DPFの再生インターバルを長期化し、ひいてはトータルでの燃費を向上することができる。また、図31を参照して説明したように、アフター噴射量が増えると、その分だけ直下触媒に流入するHCの量も増加する。しかしながら、このように酸化特性パラメータPoxに応じてアフター噴射量を増加させることにより、直下触媒の下流側に排出されるHCの量は、所定の上限以下にできる。   FIG. 13 is an example of a map for determining the after injection amount correction coefficient Kg_aft (k). The correction coefficient Kg_aft calculated in S56 is used as a multiplicative correction coefficient for the after-injection amount reference value Gfuel_aft_bs (see formula (5) described later). As shown in FIG. 13, the after injection amount is corrected to the increase side as the oxidation characteristic parameter Pox increases, that is, as the HC oxidation performance increases. As a result, the PM emission amount can be suppressed as much as possible in accordance with the HC oxidation performance of the direct catalyst at that time, so that the DPF regeneration interval can be prolonged, and as a result, the total fuel consumption can be improved. Further, as described with reference to FIG. 31, when the after injection amount increases, the amount of HC flowing into the catalyst immediately below increases accordingly. However, by increasing the after injection amount in accordance with the oxidation characteristic parameter Pox in this way, the amount of HC discharged downstream of the direct catalyst can be made equal to or less than a predetermined upper limit.

S57では、酸化特性パラメータPox(k)に基づいてアフター噴射時期Θ_aft(k)の基準値Θ_aft_bs(k)を算出し、S58に移る。より具体的には、S57では、エンジン回転数及び負荷パラメータに基づいて、予め定められたマップを検索することによって基準値Θ_aft_bs(k)を算出する。   In S57, the reference value Θ_aft_bs (k) of the after injection timing Θ_aft (k) is calculated based on the oxidation characteristic parameter Pox (k), and the process proceeds to S58. More specifically, in S57, the reference value Θ_aft_bs (k) is calculated by searching a predetermined map based on the engine speed and the load parameter.

図14は、アフター噴射時期の基準値Θ_aft_bs(k)[degATDC]を決定するマップの一例である。図14に示すように、アフター噴射時期の基準値は、エンジン回転数が高くなるほど遅くなる。また、アフター噴射時期は、エンジンの負荷が大きくなるほど遅くなる。これは、高負荷になるほどメイン噴射量が増加し、アフター噴射によって燃焼させるべきPMの量も増加するためである。   FIG. 14 is an example of a map for determining the reference value Θ_aft_bs (k) [degATDC] of the after injection timing. As shown in FIG. 14, the reference value for the after injection timing becomes slower as the engine speed increases. Further, the after injection timing becomes later as the engine load increases. This is because the main injection amount increases as the load increases, and the amount of PM to be burned by the after injection also increases.

S58では、酸化特性パラメータPoxに基づいてアフター噴射タイミングΘ_aft(k)の補正量D_aft(k)を算出し、S59に移る。より具体的には、S58では、酸化特性パラメータPox(k)に基づいて、予め定められたマップを検索することによって補正量D_aft(k)を算出する。   In S58, the correction amount D_aft (k) of the after injection timing Θ_aft (k) is calculated based on the oxidation characteristic parameter Pox, and the process proceeds to S59. More specifically, in S58, the correction amount D_aft (k) is calculated by searching a predetermined map based on the oxidation characteristic parameter Pox (k).

図15は、アフター噴射時期の補正量D_aft(k)を決定するマップの一例である。最終的なアフター噴射時期Θ_aftは、基準値Θ_aft_bsからS58で算出した補正量D_aft(k)を減算することによって算出される(後述の式(6)参照)。図15に示すように、アフター噴射タイミングは、酸化特性パラメータPoxが大きくなるほど、すなわちHC酸化性能が高くなるほど最終的なアフター噴射時期Θ_aftは遅角側に補正される。また、メイン噴射時期は、アフター噴射時期と異なり酸化特性パラメータPoxによって補正しない。したがって、図15に示すような補正量D_aftによって、酸化特性パラメータPoxが大きくなるほどアフター噴射量を遅角側に補正することは、酸化特性パラメータPoxが大きくなるほどメイン噴射時期とアフター噴射時期とのセパレーションを広げることと等価である。これにより、直下触媒のHC酸化性能に応じてできるだけPMの排出量を抑制できるので、DPFの再生インターバルを長期化し、ひいてはトータルでの燃費を向上することができる。また、図31を参照して説明したように、アフター噴射のセパレーションを広げると、その分だけ直下触媒に流入するHCの量も増加する。しかしながら、このように酸化特性パラメータPoxに応じてアフター噴射のセパレーションを広げることにより、直下触媒の下流側に排出されるHCの量を、所定の上限以下にできる。   FIG. 15 is an example of a map for determining the correction amount D_aft (k) of the after injection timing. The final after injection timing Θ_aft is calculated by subtracting the correction amount D_aft (k) calculated in S58 from the reference value Θ_aft_bs (see formula (6) described later). As shown in FIG. 15, the after injection timing is corrected to the retard side as the oxidation characteristic parameter Pox increases, that is, as the HC oxidation performance increases. Also, the main injection timing is not corrected by the oxidation characteristic parameter Pox, unlike the after injection timing. Therefore, the correction amount D_aft as shown in FIG. 15 corrects the after injection amount to the retard side as the oxidation characteristic parameter Pox increases. The separation between the main injection timing and the after injection timing increases as the oxidation characteristic parameter Pox increases. Is equivalent to widening. Thereby, since the PM emission amount can be suppressed as much as possible according to the HC oxidation performance of the direct catalyst, the regeneration interval of the DPF can be lengthened, and as a result, the total fuel consumption can be improved. Further, as described with reference to FIG. 31, when the separation of the after injection is expanded, the amount of HC flowing into the catalyst immediately below increases accordingly. However, the amount of HC discharged downstream of the direct catalyst can be reduced to a predetermined upper limit or less by widening the separation of after injection according to the oxidation characteristic parameter Pox in this way.

図10に戻って、S59では、基準値Gfuel_aft(k)と補正係数Kg_aft(k)とを乗算することにより、アフター噴射量Gfuel_aft(k)を算出し(下記式(5)参照)、S60に移る。

Figure 2015181922
Returning to FIG. 10, in S59, the after-injection amount Gfuel_aft (k) is calculated by multiplying the reference value Gfuel_aft (k) and the correction coefficient Kg_aft (k) (see the following equation (5)), and in S60 Move.
Figure 2015181922

S60では、基準値Θ_aft_bs(k)から補正量D_aft(k)を減算することにより、アフター噴射時期Θ_aft(k)を算出し(下記式(6)参照)、図5のS10に戻る。

Figure 2015181922
In S60, the after-injection timing Θ_aft (k) is calculated by subtracting the correction amount D_aft (k) from the reference value Θ_aft_bs (k) (see the following formula (6)), and the process returns to S10 in FIG.
Figure 2015181922

図16は、触媒前LAFセンサの出力AFactの目標値AFcmdを決定する触媒後空燃比フィードバック演算の具体的な手順を示すフローチャートである。図16に示す処理は、ECUにおいて所定の制御周期tm(10〜50msec)で実行される。なお以下では、周期tmで更新又はサンプリングされる値については、括弧書きで符号”m”を付す。   FIG. 16 is a flowchart showing a specific procedure of the post-catalyst air-fuel ratio feedback calculation for determining the target value AFcmd of the output AFact of the pre-catalyst LAF sensor. The process shown in FIG. 16 is executed at a predetermined control cycle tm (10 to 50 msec) in the ECU. In the following, a value that is updated or sampled at the period tm is denoted by “m” in parentheses.

S71では、触媒後Oセンサが活性に達したか否かを判別する。S71の判別がNOである場合には、以下のフィードバック演算を行うことなく、目標値AFcmd(m)を所定の基準値AFcmd_bs(固定値であり、例えば14.5)とし(S72)、この処理を終了する。S71の判別がYESである場合には、S73に移る。In S71, it is determined whether or not the post-catalyst O 2 sensor has reached activity. If the determination in S71 is NO, the target value AFcmd (m) is set to a predetermined reference value AFcmd_bs (fixed value, for example, 14.5) without performing the following feedback calculation (S72). Exit. If the determination in S71 is yes, the process moves to S73.

S73では、ストイキモードフラグF_Stoic_mode(m)が1であるか否かを判別する。S73の判別がYESである場合には、S74に移り、NOである場合には、S72に移り、上述のようにAFcmd(m)=AFcmd_bsとする。   In S73, it is determined whether or not the stoichiometric mode flag F_Stoic_mode (m) is 1. If the determination in S73 is YES, the process moves to S74. If the determination is NO, the process moves to S72, and AFcmd (m) = AFcmd_bs is set as described above.

S74では、後述の還元処理完了フラグF_CRD_Done(m)が1であるか否かを判別する。上述のように、リーン運転中にストイキモードフラグF_Stoic_mode(m)が0から1となることに伴って、ストイキ運転が開始する。ただし、これまでリーン運転を行っていたことにより、直下触媒には酸素が多く吸蔵されており、ストイキ運転を開始しても直ちに直下触媒の三元浄化機能を発揮できない。このため、フラグF_Stoic_mode(m)が”0”から”1”になった直後は、所定の期間にわたって空燃比をストイキよりもややリッチ側(所謂、弱リッチ)に偏らせることにより、直下触媒に吸蔵されていた酸素を短時間で放出させる還元処理を実行する。この還元処理完了フラグF_CRD_Done(m)は、ストイキ運転の開始直後の還元処理が終了したことを示すフラグであり、後述の図20に示す直下触媒還元特性判定処理によって更新される。以下では、ストイキ運転開始直後に直下触媒の還元を促進する運転モードを「弱リッチモード」という。また、ストイキ運転中に、触媒後Oセンサの出力に基づいて目標空燃比AFcmd(m)を決定する運転モードを「触媒後空燃比フィードバックモード」という。In S74, it is determined whether or not a reduction process completion flag F_CRD_Done (m) described later is 1. As described above, the stoichiometric operation starts when the stoichiometric mode flag F_Stoic_mode (m) is changed from 0 to 1 during the lean operation. However, since the lean operation has been performed so far, a large amount of oxygen is stored in the direct catalyst, and even if the stoichiometric operation is started, the three-way purification function of the direct catalyst cannot be exhibited immediately. For this reason, immediately after the flag F_Stoic_mode (m) is changed from “0” to “1”, the air-fuel ratio is biased slightly richer than stoichiometric (so-called weakly rich) over a predetermined period, so that A reduction process is performed to release the stored oxygen in a short time. This reduction process completion flag F_CRD_Done (m) is a flag indicating that the reduction process immediately after the start of the stoichiometric operation has ended, and is updated by a direct catalyst reduction characteristic determination process shown in FIG. Hereinafter, the operation mode that promotes the reduction of the direct catalyst immediately after the start of the stoichiometric operation is referred to as “weakly rich mode”. An operation mode in which the target air-fuel ratio AFcmd (m) is determined based on the output of the post-catalyst O 2 sensor during the stoichiometric operation is referred to as “post-catalyst air-fuel ratio feedback mode”.

S74の判別がNOの場合にはS75に移り、弱リッチモードの下で目標空燃比AFcmd(m)を決定する。より具体的には、S75では、直下触媒の担体温度の推定値Tcc_hat(m)及び排気ボリュームの推定値Gex_hat(m)を取得し、これら2つの推定値Tcc_hat(m)及びGex_hat(m)に基づいて、予め定められたマップを検索することによって目標空燃比AFcmd(m)を決定し、この処理を終了する。   When the determination in S74 is NO, the process proceeds to S75, and the target air-fuel ratio AFcmd (m) is determined under the weak rich mode. More specifically, in S75, an estimated value Tcc_hat (m) of the carrier temperature of the direct catalyst and an estimated value Gex_hat (m) of the exhaust volume are acquired, and these two estimated values Tcc_hat (m) and Gex_hat (m) are obtained. Based on this, the predetermined air-fuel ratio AFcmd (m) is determined by searching a predetermined map, and this process is terminated.

図17は、弱リッチモードの下で目標空燃比AFcmdを決定するマップの一例である。図17に示すように、弱リッチモードでは、目標空燃比AFcmdは、弱リッチの領域(約14.5〜13.5程度)内で、直下触媒温度の推定値Tcc_hat及び排気ボリュームの推定値Gex_hatに応じた値に設定される。より具体的には、目標空燃比AFcmdは、直下触媒の担体温度が高くなるほど又は排気ボリュームが小さくなるほど、弱リッチの領域内でリッチ側に設定される。   FIG. 17 is an example of a map for determining the target air-fuel ratio AFcmd under the weak rich mode. As shown in FIG. 17, in the weak rich mode, the target air-fuel ratio AFcmd is a value corresponding to the estimated value Tcc_hat of the direct catalyst temperature and the estimated value Gex_hat of the exhaust volume within the weak rich region (about 14.5 to 13.5). Set to More specifically, the target air-fuel ratio AFcmd is set to the rich side in the weakly rich region as the carrier temperature of the direct catalyst increases or the exhaust volume decreases.

図16に戻ってS74の判別がYESの場合には、S76に移り、触媒後ストイキフィードバックモードの下で目標空燃比AF_cmd(m)を決定する。S76では、直下触媒の担体温度の推定値Tcc_hat(m)及び排気ボリュームの推定値Gex_hat(m)を取得し、これら2つの推定値Tcc_hat(m)及びGex_hat(m)に基づいて、予め定められたマップを検索することによって、触媒後Oセンサの出力Vout(m)に対する目標値Vcmd(m)を決定し、S77に移る。Returning to FIG. 16, if the determination in S74 is YES, the process moves to S76, and the target air-fuel ratio AF_cmd (m) is determined under the post-catalyst stoichiometric feedback mode. In S76, the estimated value Tcc_hat (m) of the carrier temperature of the direct catalyst and the estimated value Gex_hat (m) of the exhaust volume are acquired, and are determined in advance based on these two estimated values Tcc_hat (m) and Gex_hat (m). By searching the map, the target value Vcmd (m) for the output Vout (m) of the post-catalyst O 2 sensor is determined, and the process proceeds to S77.

図18は、触媒後Oセンサの出力の目標値Vcmd(m)を決定するマップの一例である。図18に示すように、Oセンサの目標値Vcmdは、Oセンサの出力の反転を判別するために設定される反転判別閾値Vln(例えば、0.1)よりもリッチ側の領域内で、直下触媒の担体温度が高くなるほどリッチ側に補正される。また排気ボリュームが大きくなるほど(換言すれば、負荷が高くなるほど)、エンジンから排出されるNOx量が増加するとともに、LNTにおける排気通過速度が増加するため、結果として直下触媒におけるNOx浄化率が低下する。このようなNOx浄化率の低下を補償すべく、Oセンサの目標値Vcmd(m)は、図18に示すように排気ボリュームが大きくなるほどリッチ側に補正し、直下触媒上でのCO、H、NH等の還元剤の生成量を増加させる。FIG. 18 is an example of a map for determining the target value Vcmd (m) of the output of the post-catalyst O 2 sensor. As shown in FIG. 18, the target value Vcmd of the O 2 sensor, O 2 inversion judging threshold Vln set to determine the inversion of the output of the sensor (e.g., 0.1) in the region richer than The higher the carrier temperature of the direct catalyst is corrected to the rich side. Further, as the exhaust volume increases (in other words, as the load increases), the amount of NOx discharged from the engine increases and the exhaust passage speed in the LNT increases. As a result, the NOx purification rate in the direct catalyst decreases. . In order to compensate for such a decrease in the NOx purification rate, the target value Vcmd (m) of the O 2 sensor is corrected to the rich side as the exhaust volume increases, as shown in FIG. 18, and the CO, H on the direct catalyst is corrected. 2. Increase the production of reducing agents such as NH 3 .

図16に戻ってS77では、触媒後Oセンサの出力値Vout(m)と、その目標値Vcmd(m)との偏差E_v(m)(下記式(7−1)参照)が0になるように、既知のフィードバックアルゴリズムを利用して目標空燃比AFcmd(m)を決定し、S78に移る。S77におけるフィードバック演算の一例として、下記式(7−1)〜(7−3)には、スライディングモードアルゴリズムを利用して目標空燃比AFcmd(m)を決定する場合の演算式を示す。式(7−2)において、”Pole_af”は、切換関数設定パラメータであり、-1より大きく0より小さな値(例えば、-0.85)に設定される。また、式(7−3)において2つのフィードバックゲイン”Krch_v”及び”Kadp_v”は、負の値に設定される。

Figure 2015181922
Returning to FIG. 16, in S77, the deviation E_v (m) (see the following formula (7-1)) between the output value Vout (m) of the post-catalyst O 2 sensor and the target value Vcmd (m) becomes zero. As described above, the target air-fuel ratio AFcmd (m) is determined using a known feedback algorithm, and the process proceeds to S78. As an example of the feedback calculation in S77, the following formulas (7-1) to (7-3) show calculation formulas when the target air-fuel ratio AFcmd (m) is determined using the sliding mode algorithm. In Expression (7-2), “Pole_af” is a switching function setting parameter, and is set to a value larger than −1 and smaller than 0 (for example, −0.85). In the equation (7-3), the two feedback gains “Krch_v” and “Kadp_v” are set to negative values.
Figure 2015181922

S78では、後に図22を参照して説明する触媒三元特性適応演算を実行し、この処理を終了する。上述のように触媒後空燃比フィードバックモードでは、触媒後Oセンサの出力に基づいて触媒前LAFセンサの出力に対する目標空燃比AFcmdを決定する。したがって、目標空燃比AFcmdには直下触媒の状態が反映される。触媒三元特性適応演算では、このような特性を利用して触媒後空燃比フィードバックモード中に定められた目標空燃比AFcmdに統計処理を施すことにより、直下触媒のHC酸化性能の劣化因子に相当する触媒三元特性適応補正値Dtwを算出する。なお、このS78の触媒三元特性適応演算は、図10のS53において、酸化特性補正係数KmodをTYPE3とは別の方法で決定する場合には省略できる。In S78, a catalyst three-way characteristic adaptive calculation described later with reference to FIG. 22 is executed, and this process is terminated. As described above, in the post-catalyst air-fuel ratio feedback mode, the target air-fuel ratio AFcmd for the output of the pre-catalyst LAF sensor is determined based on the output of the post-catalyst O 2 sensor. Therefore, the state of the catalyst immediately below is reflected in the target air-fuel ratio AFcmd. In the catalyst three-way characteristic adaptive calculation, statistical processing is performed on the target air-fuel ratio AFcmd determined in the post-catalyst air-fuel ratio feedback mode using such characteristics, which corresponds to a deterioration factor of the HC oxidation performance of the direct catalyst. The catalyst three-way characteristic adaptive correction value Dtw is calculated. Note that this catalyst ternary characteristic adaptive calculation in S78 can be omitted when the oxidation characteristic correction coefficient Kmod is determined by a method different from TYPE3 in S53 of FIG.

図19は、以上のような触媒後空燃比フィードバック演算によって目標空燃比AFcmdを決定した場合における触媒前LAFセンサの出力AFact及び触媒後Oセンサの出力Voutの変化の具体例を示すタイムチャートである。図19には、時刻t1においてストイキモードフラグF_Stoic_modeが0から1になった場合を示す。FIG. 19 is a time chart showing a specific example of changes in the output AFact of the pre-catalyst LAF sensor and the output Vout of the post-catalyst O 2 sensor when the target air-fuel ratio AFcmd is determined by the post-catalyst air-fuel ratio feedback calculation as described above. is there. FIG. 19 shows a case where the stoichiometric mode flag F_Stoic_mode changes from 0 to 1 at time t1.

図16を参照して説明したように、ストイキ運転開始直後(図19中、時刻t1)は、目標空燃比AFcmdは弱リッチに設定され(図16のS75参照)、これによって直下触媒に吸蔵されていた酸素が放出されるとともに、弱リッチ化により供給された還元剤の酸化に使用される。時刻t2では、触媒後Oセンサの出力値Voutが反転したと判別されたことに応じて、還元処理完了フラグF_CRD_Doneが0から1に切り替わり(後述の図20参照)、弱リッチモード(リッチバイアス)が解除される。また、時刻t2以降は、触媒後Oセンサの出力Voutが運転状態に応じて定められた目標値Vcmdになるように目標空燃比AFcmdが決定される。As described with reference to FIG. 16, immediately after the start of the stoichiometric operation (time t1 in FIG. 19), the target air-fuel ratio AFcmd is set to be slightly rich (see S75 in FIG. 16), and is thereby stored in the catalyst immediately below. The released oxygen is released and used to oxidize the reducing agent supplied by weakening. At time t2, the reduction process completion flag F_CRD_Done switches from 0 to 1 (see FIG. 20 described later) in response to the determination that the output value Vout of the post-catalyst O 2 sensor is inverted, and a weak rich mode (rich bias). ) Is canceled. Further, after time t2, the target air-fuel ratio AFcmd is determined so that the output Vout of the post-catalyst O 2 sensor becomes the target value Vcmd determined according to the operating state.

図20は、還元処理完了フラグF_CRD_Doneを更新する直下触媒還元特性判定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。図20に示す処理は、ECUにおいて図16の触媒後空燃比フィードバック演算と同じ制御周期tm(10〜50msec)で実行される。図20の直下触媒還元特性判定処理では、直下触媒に供給された還元剤の量を推定しながら、還元処理完了フラグF_CRD_Doneを更新する。以下、図21のタイムチャートを参照しながら直下触媒還元特性判定処理の具体的な手順について説明する。   FIG. 20 is a flowchart illustrating a specific procedure of the direct catalyst reduction characteristic determination process for updating the reduction process completion flag F_CRD_Done. The process shown in FIG. 20 is executed in the ECU at the same control cycle tm (10 to 50 msec) as the post-catalyst air-fuel ratio feedback calculation of FIG. In the direct catalyst reduction characteristic determination process of FIG. 20, the reduction process completion flag F_CRD_Done is updated while estimating the amount of reducing agent supplied to the direct catalyst. Hereinafter, a specific procedure of the direct catalyst reduction characteristic determination process will be described with reference to the time chart of FIG.

S81では、ストイキモードフラグF_Stoic_mode(m)が1であるか否かを判別する。S81の判別がNOである場合、すなわちリーン運転モード中である場合には、S82に移り、S81の判別がYESである場合、すなわちストイキ運転中である場合には、S86に移る。   In S81, it is determined whether or not the stoichiometric mode flag F_Stoic_mode (m) is 1. If the determination in S81 is NO, that is, if the lean operation mode is being performed, the process proceeds to S82, and if the determination in S81 is YES, that is, if the stoichiometric operation is being performed, the process proceeds to S86.

S82では、制御周期tmの間に直下触媒に供給された還元剤の量の推定値Rd_hat(m)(以下、「瞬時還元剤量推定値」という)と、瞬時還元剤量推定値の暫定値Rd_hat_tmp(m)と、瞬時還元剤量推定値の積算値Crd_hat(m)(以下、「還元剤供給量推定値」という)とを何れも0にリセットし、S83に移る。リーン運転モード中は、直下触媒に還元剤はほとんど供給されない。S83では、触媒還元特性更新完了フラグF_CrdAdp_done(m)を0にし、S84に移る。このフラグF_crdAdp_done(m)は、後述のS92の触媒還元特性適応演算を実行することにより、直下触媒の還元特性に関するパラメータの更新が完了したこと明示するために用いられる。S84では、還元処理完了フラグF_CRD_Done(m)を0にリセットし、この処理を終了する。   In S82, an estimated value Rd_hat (m) (hereinafter referred to as “instantaneous reducing agent amount estimated value”) of the amount of reducing agent supplied to the direct catalyst during the control period tm and a provisional value of the instantaneous reducing agent amount estimated value. Both Rd_hat_tmp (m) and the instantaneous reducing agent amount estimated value integrated value Crd_hat (m) (hereinafter referred to as “reducing agent supply amount estimated value”) are reset to 0, and the process proceeds to S83. During the lean operation mode, almost no reducing agent is supplied to the direct catalyst. In S83, the catalyst reduction characteristic update completion flag F_CrdAdp_done (m) is set to 0, and the process proceeds to S84. The flag F_crdAdp_done (m) is used to clearly indicate that the update of the parameter related to the reduction characteristic of the direct catalyst has been completed by executing the catalyst reduction characteristic adaptation calculation in S92 described later. In S84, the reduction process completion flag F_CRD_Done (m) is reset to 0, and this process ends.

S86では、触媒前LAFセンサの出力値AFact(m)に基づいて瞬時還元剤量推定値Rd_hat(m)を算出し、S87に移る。より具体的には、触媒前LAFセンサの出力値AFact(m)が基準値AFcmd_bsを下回った場合には、この余剰分に排気ボリュームの推定値Gex_hat(m)を乗じた値を瞬時還元剤量推定値Rd_hat(m)とする。具体的には、暫定値Rd_hat_tmp(m)を導入して、下記式(8−1)及び(8−2)で表される。

Figure 2015181922
In S86, an instantaneous reducing agent amount estimated value Rd_hat (m) is calculated based on the output value AFact (m) of the pre-catalyst LAF sensor, and the process proceeds to S87. More specifically, when the output value AFact (m) of the pre-catalyst LAF sensor is lower than the reference value AFcmd_bs, a value obtained by multiplying this surplus by the estimated value Gex_hat (m) of the exhaust volume is used as the instantaneous reducing agent amount. The estimated value is Rd_hat (m). Specifically, the provisional value Rd_hat_tmp (m) is introduced and expressed by the following formulas (8-1) and (8-2).
Figure 2015181922

S87では、触媒後Oセンサの出力値Vout(m)が反転判定閾値Vlnより小さいか否かを判別する。図16〜19を参照して説明したように、ストイキ運転モードの開始直後は、空燃比は弱リッチに設定され、直下触媒に吸蔵されていた酸素が下流側に放出される。したがって、この還元処理が終了したか否かは、触媒後Oセンサの出力値Vout(m)が反転判定閾値Vlnを超えたか否かによって判別できる。S87の判別がYESである場合には、S88に移り、上記瞬時還元剤量推定値Rd_hat(m)を積算することにより、還元剤供給量推定値Crd_hat(m)を算出し(下記式(9)、及び図21参照)、この処理を終了する。

Figure 2015181922
In S87, it is determined whether or not the output value Vout (m) of the post-catalyst O 2 sensor is smaller than the inversion determination threshold value Vln. As described with reference to FIGS. 16 to 19, immediately after the start of the stoichiometric operation mode, the air-fuel ratio is set to be slightly rich, and the oxygen stored in the immediately below catalyst is released downstream. Therefore, whether or not the reduction process is completed can be determined by whether or not the output value Vout (m) of the post-catalyst O 2 sensor exceeds the inversion determination threshold value Vln. When the determination in S87 is YES, the process proceeds to S88, and the instantaneous reducing agent amount estimated value Rd_hat (m) is integrated to calculate the reducing agent supply amount estimated value Crd_hat (m) (the following equation (9) ) And FIG. 21), this processing is terminated.
Figure 2015181922

S87の判別がNOである場合には、ストイキ運転開始直後の還元処理が完了したことを明示すべく還元処理完了フラグF_CRD_Done(m)を1にし(S90)、S91に移る。これにより、触媒後空燃比フィードバック演算では、弱リッチモードから触媒空燃比フィードバックモードに切り替わる(図16のS74参照)。   If the determination in S87 is NO, a reduction process completion flag F_CRD_Done (m) is set to 1 to clearly indicate that the reduction process immediately after the start of the stoichiometric operation has been completed (S90), and the process proceeds to S91. Thereby, in the post-catalyst air-fuel ratio feedback calculation, the mode is switched from the weak rich mode to the catalytic air-fuel ratio feedback mode (see S74 in FIG. 16).

S91では、触媒還元特性更新完了フラグF_CrdAdp_done(m)が1であるか否かを判別する。S91の判別がNOである場合には、後に図24を参照して説明する触媒還元特性適応演算を実行し(S92)、この処理を終了する。S91の判別がYESである場合、触媒還元特性適応演算が実行済みである場合には、この処理を直ちに終了する。上述のように、ストイキ運転の開始直後は、触媒後Oセンサの出力が反転するまで空燃比は弱リッチに設定される。したがって、この間に直下触媒に供給される還元剤の量の推定値Crd_hatには、直下触媒の状態が反映される。触媒還元特性適応演算では、このような特性を利用して弱リッチモード中に算出された還元剤供給量推定値Crd_hatに統計処理を施すことにより、直下触媒のHC酸化性能の劣化因子に相当する触媒還元特性適応係数Krdを算出する。なお、このS92の触媒還元特性適応演算は、図10のS53において、酸化特性補正係数KmodをTYPE2とは別の方法で決定する場合には省略できる。In S91, it is determined whether or not the catalyst reduction characteristic update completion flag F_CrdAdp_done (m) is 1. If the determination in S91 is NO, a catalyst reduction characteristic adaptive calculation described later with reference to FIG. 24 is executed (S92), and this process is terminated. If the determination in S91 is YES, and if the catalyst reduction characteristic adaptive calculation has been executed, this process is immediately terminated. As described above, immediately after the start of the stoichiometric operation, the air-fuel ratio is set to be slightly rich until the output of the post-catalyst O 2 sensor is reversed. Accordingly, the estimated value Crd_hat of the amount of reducing agent supplied to the direct catalyst during this time reflects the state of the direct catalyst. In the catalytic reduction characteristic adaptive calculation, by applying statistical processing to the reducing agent supply amount estimated value Crd_hat calculated during the weak rich mode using such characteristics, it corresponds to a deterioration factor of the HC oxidation performance of the direct catalyst. Calculate the catalytic reduction characteristic adaptation coefficient Krd. Note that this catalyst reduction characteristic adaptation calculation in S92 can be omitted when the oxidation characteristic correction coefficient Kmod is determined by a method different from TYPE2 in S53 of FIG.

図22は、触媒三元特性適応補正値Dtwを算出する触媒三元特性適応演算の具体的な手順を示すフローチャートである。図22に示す処理は、図16に示す触媒後フィードバック演算のサブルーチンとして、触媒後空燃比フィードバックモードの実行中に、ECUにおいて周期tmで実行される。   FIG. 22 is a flowchart showing a specific procedure of the catalyst three-way characteristic adaptive calculation for calculating the catalyst three-way characteristic adaptive correction value Dtw. The processing shown in FIG. 22 is executed at a cycle tm in the ECU during execution of the post-catalyst air-fuel ratio feedback mode as a subroutine of post-catalyst feedback calculation shown in FIG.

触媒三元特性適応演算では、ストイキフィードバックモード中に上記触媒後フィードバック演算(図16参照)によって算出された目標空燃比AFcmdに、以下で説明するような統計処理を施すことによって、劣化因子に相当する触媒三元特性適応補正値Dtwを算出する。この補正値Dtwは、ストイキフィードバックモード中に触媒後Oセンサの出力値Voutを目標値Vcmdに維持するための目標空燃比AFcmdの基準値AFcmd_bsからのずれに相当する。触媒後Oセンサの出力値Voutが、反転判別閾値Vlnより大きな目標値Vcmdに維持された状態とは、直下触媒の下流に、目標値Vcmdに応じた僅かな量の還元剤がスリップしている状態に相当する。この時、直下触媒の酸化能力や還元能力が低下すると、出力Voutを目標値Vcmdに維持するために直下触媒に供給すべき還元剤の量は少なくなり、ひいては触媒後フィードバック演算によって算出される目標空燃比AFcmdはリーン側へシフトする。In the catalyst three-way characteristic adaptive calculation, the target air-fuel ratio AFcmd calculated by the post-catalyst feedback calculation (see FIG. 16) during the stoichiometric feedback mode is subjected to statistical processing as described below, which corresponds to a deterioration factor. The catalyst three-way characteristic adaptive correction value Dtw is calculated. The correction value Dtw corresponds to a deviation from the reference value AFcmd_bs of the target air-fuel ratio AFcmd for maintaining the output value Vout of the post-catalyst O 2 sensor at the target value Vcmd during the stoichiometric feedback mode. The state in which the output value Vout of the post-catalyst O 2 sensor is maintained at the target value Vcmd larger than the inversion determination threshold value Vln means that a slight amount of reducing agent according to the target value Vcmd slips downstream of the catalyst immediately below. It corresponds to the state. At this time, if the oxidation ability or reduction ability of the direct catalyst decreases, the amount of reducing agent to be supplied to the direct catalyst in order to maintain the output Vout at the target value Vcmd decreases, and consequently the target calculated by the post-catalyst feedback calculation. The air-fuel ratio AFcmd shifts to the lean side.

ただしこの目標空燃比のシフト量(AFcmd-AFcmd_bs)は、例えば直下触媒の担体温度によって異なる場合がある。換言すると、上記シフト量は、直下触媒の劣化度合いが同じであっても、直下触媒の担体温度が高い場合には低い場合よりも大きくなったりする場合がある。また、このシフト量は、直下触媒の劣化度合いに応じて全ての温度領域で一律に低下するとは限らない。このため、このシフト量をそのまま劣化度合いに比例した劣化因子として採用するよりも、以下で示すような統計処理を施すことによって、温度依存性を除くことが好ましい。以下の演算では、上記シフト量から温度依存性を除くべく、担体温度を基底とした1次元直線上に定義された複数の重み関数Wtw_iと、各重み関数に付随する局所適応係数Dtw_iを導入し、これらを利用して重み付けした統計処理によって触媒三元特性適応補正値Dtwを算出する。   However, the target air-fuel ratio shift amount (AFcmd-AFcmd_bs) may differ depending on, for example, the carrier temperature of the direct catalyst. In other words, even if the degree of deterioration of the direct catalyst is the same, the shift amount may be larger when the support temperature of the direct catalyst is high than when it is low. In addition, this shift amount does not necessarily decrease uniformly in all temperature ranges according to the degree of deterioration of the direct catalyst. For this reason, it is preferable to remove the temperature dependence by performing statistical processing as described below, rather than adopting this shift amount as a deterioration factor proportional to the degree of deterioration as it is. In the following calculation, in order to remove the temperature dependence from the shift amount, a plurality of weight functions Wtw_i defined on a one-dimensional straight line based on the carrier temperature and a local adaptive coefficient Dtw_i associated with each weight function are introduced. Then, the catalyst ternary characteristic adaptive correction value Dtw is calculated by statistical processing weighted using these.

S151では、直下触媒の担体温度の推定値Tcc_hat(m)を取得し、この推定値Tcc_hat(m)に基づいて、予め定められたマップを検索することによって、各三元特性重み関数値Wtw_i(m)(iは正の整数)を算出し、S152に移る。   In S151, an estimated value Tcc_hat (m) of the support temperature of the direct catalyst is acquired, and a predetermined map is searched based on the estimated value Tcc_hat (m), thereby obtaining each ternary characteristic weight function value Wtw_i ( m) (i is a positive integer) is calculated, and the process proceeds to S152.

図23は、三元特性重み関数値を算出するマップ、すなわち三元特性重み関数Wtw_iの形状の一例を示す図である。なお以下では、i=1,2,3の場合、すなわち重み関数の数は3である場合について説明するが、本発明はこれに限らない。重み関数の数は4以上の場合にも容易に一般化できる。   FIG. 23 is a diagram showing an example of the map for calculating the ternary characteristic weight function value, that is, the shape of the ternary characteristic weight function Wtw_i. In the following description, a case where i = 1, 2, and 3, that is, a case where the number of weight functions is 3, will be described, but the present invention is not limited to this. The number of weight functions can be easily generalized even when the number is 4 or more.

図23に示すように、第1〜第3重み関数は、直下触媒の担体温度の推定値Tcc_hatに対して定義される。以下、各重み関数が定義された領域(すなわち、重み関数値が0でない領域)を、それぞれ第1〜第3領域と定義する。図23に示す例では、第1領域は約300℃以下であり、第2領域は約150〜450℃であり、第3領域は約300℃以上である。また、各領域は、互いに重複するように設定される。図23に示す例では、第1領域と第2領域は、約150〜300℃で重複し、第2領域と第3領域は約300〜450℃で重複する。   As shown in FIG. 23, the first to third weight functions are defined with respect to the estimated value Tcc_hat of the carrier temperature of the direct catalyst. Hereinafter, regions in which the respective weight functions are defined (that is, regions where the weight function value is not 0) are defined as first to third regions, respectively. In the example shown in FIG. 23, the first region is about 300 ° C. or lower, the second region is about 150 to 450 ° C., and the third region is about 300 ° C. or higher. Each area is set to overlap each other. In the example shown in FIG. 23, the first region and the second region overlap at about 150 to 300 ° C., and the second region and the third region overlap at about 300 to 450 ° C.

また、各重み関数Wtw_iの高さは、全重み関数値の総和がどの温度においても1になるように正規化される。これは、他の領域と重複していない領域では1とし、他の領域と重複した領域では単調増加又は単調減少するような関数を設定することにより実現される。図23に示す例では、第1重み関数Wtw_1は、約150℃以下では1であり、約150℃から約300℃の間では1から0へ単調減少する関数として定義される。第2重み関数Wtw_2は、約150℃から約300℃の間では0から1へ単調増加し、約300℃から約450℃の間では1から0へ単調減少する関数として定義される。また、第3重み関数Wtw_3は、約300℃から約450℃の間では0から1へ単調増加し、約300℃以上では1である関数として定義される。   Further, the height of each weight function Wtw_i is normalized so that the sum of all weight function values becomes 1 at any temperature. This is realized by setting a function that is 1 in a region that does not overlap with another region and monotonously increases or decreases in a region that overlaps with another region. In the example shown in FIG. 23, the first weighting function Wtw_1 is defined as a function that is 1 below about 150 ° C. and monotonously decreases from 1 to 0 between about 150 ° C. and about 300 ° C. The second weighting function Wtw_2 is defined as a function that monotonically increases from 0 to 1 between about 150 ° C. and about 300 ° C. and monotonically decreases from 1 to 0 between about 300 ° C. and about 450 ° C. The third weighting function Wtw_3 is defined as a function that monotonically increases from 0 to 1 between about 300 ° C. and about 450 ° C. and is 1 at about 300 ° C. or higher.

図22に戻って、S152では、下記式(10)示すように、S151で算出した重み関数値Wtw_i(m)と、局所適応係数Dtw_i(m)との積の総和を算出し、これを触媒三元特性適応補正値Dtw(m)とする。これら局所適応係数Dtw_iは、初期値を0として、後述の適応誤差信号E_adp’(m)が0になるように、例えば積分演算によって算出される。

Figure 2015181922
Returning to FIG. 22, in S152, the sum of products of the weight function value Wtw_i (m) calculated in S151 and the local adaptive coefficient Dtw_i (m) is calculated as shown in the following equation (10), and this is used as a catalyst. The three-way characteristic adaptive correction value Dtw (m) is used. These local adaptive coefficients Dtw_i are calculated, for example, by integration so that an initial value is 0 and an adaptive error signal E_adp ′ (m) described later becomes 0.
Figure 2015181922

S153では、基準値AFcmd_bsと触媒三元特性適応補正値Dtw(m)とを合算することにより、適応目標空燃比AFcmd_adp(m)を算出する(下記式(11)参照)。

Figure 2015181922
In S153, the adaptive target air-fuel ratio AFcmd_adp (m) is calculated by adding the reference value AFcmd_bs and the catalyst three-way characteristic adaptive correction value Dtw (m) (see the following equation (11)).
Figure 2015181922

S154では、目標空燃比AF_cmd(m)から上記適応目標空燃比AFcmd_adp(m)を減算することによって適応誤差信号Eadp’(m)を算出し(下記式(12−1)参照)、さらにこの適応誤差信号Eadp’(m)を各領域に分配することによって、局所適応誤差信号E_adp’_i(m)を算出する。より具体的には、適応誤差信号Eadp’(m)に各重み関数値Wtw_i(m)を乗じたものを局所適応誤差信号E_adp’_i(m)とする(下記式(12−2)参照)。

Figure 2015181922
In S154, an adaptive error signal Eadp '(m) is calculated by subtracting the adaptive target air-fuel ratio AFcmd_adp (m) from the target air-fuel ratio AF_cmd (m) (see the following equation (12-1)), and this adaptation is further performed. The local adaptive error signal E_adp′_i (m) is calculated by distributing the error signal Eadp ′ (m) to each region. More specifically, the adaptive error signal Eadp ′ (m) multiplied by each weight function value Wtw_i (m) is used as the local adaptive error signal E_adp′_i (m) (see the following equation (12-2)). .
Figure 2015181922

S155では、領域ごとに算出された局所適応誤差信号E_adp’_i(m)が0になるように、例えば下記式(13)で示すように局所適応誤差信号E_adp’_i(m)に負の適応ゲインKadp_tを乗じたもので積分することによって、局所触媒三元特性適応補正値Dtw_i(m)を算出する。

Figure 2015181922
In S155, negative adaptation is applied to the local adaptive error signal E_adp'_i (m), for example, as shown in the following equation (13) so that the local adaptive error signal E_adp'_i (m) calculated for each region becomes zero. The local catalyst ternary characteristic adaptive correction value Dtw_i (m) is calculated by integrating the gain Kadp_t.
Figure 2015181922

なお、上記触媒三元特性適応演算では、直下触媒の担体温度を基底とした1次元直線上に互いに重複する第1〜第3領域を定義し、各領域に重み関数Wtw_iを定義したが、本発明はこれに限らない。例えば、直下触媒の担体温度と排気ボリュームとを基底とした2次元平面上に互いに重複する複数の領域を定義し、この2次元平面上の各領域に重み関数Wtw_ijを定義してもよい。   In the above-described catalyst three-way characteristic adaptive calculation, the first to third regions overlapping each other are defined on a one-dimensional straight line based on the carrier temperature of the direct catalyst, and the weight function Wtw_i is defined for each region. The invention is not limited to this. For example, a plurality of overlapping regions may be defined on a two-dimensional plane based on the carrier temperature and exhaust volume of the direct catalyst, and a weight function Wtw_ij may be defined for each region on the two-dimensional plane.

図24は、触媒還元特性適応係数Krdを算出する触媒還元特性適応演算の具体的な手順を示すフローチャートである。図24に示す処理は、図20に示す直下触媒還元特性判定処理のサブルーチンとして、弱リッチモードから触媒後空燃比フィードバックモードに切り替わる度に、ECUにおいて制御周期tmで実行される。   FIG. 24 is a flowchart showing a specific procedure of the catalyst reduction characteristic adaptation calculation for calculating the catalyst reduction characteristic adaptation coefficient Krd. The process shown in FIG. 24 is executed at the control cycle tm in the ECU every time the mode is switched from the weak rich mode to the post-catalyst air-fuel ratio feedback mode as a subroutine of the direct catalyst reduction characteristic determination process shown in FIG.

触媒還元特性適応係数演算では、ストイキ運転を開始してから、触媒後Oセンサの出力が反転するまでに直下触媒に供給された還元剤量の推定値Crd_hat(m)に基づいて、劣化因子に相当する触媒還元特性適応補正係数Krd(m)を算出する。例えば直下触媒の酸化能力や還元能力が低下すると、同時に直下触媒のストレージ機能も低下すると考えられる。したがって、触媒後Oセンサの出力が反転するまでに直下触媒に供給する必要のある還元剤の量は、酸化能力や還元能力の低下に伴って少なくなると考えられる。In the catalytic reduction characteristic adaptive coefficient calculation, the deterioration factor is calculated based on the estimated value Crd_hat (m) of the reducing agent supplied to the catalyst immediately after the start of the stoichiometric operation until the output of the post-catalyst O 2 sensor is reversed. The catalyst reduction characteristic adaptive correction coefficient Krd (m) corresponding to is calculated. For example, it is considered that when the oxidation ability or reduction ability of the direct catalyst decreases, the storage function of the direct catalyst also decreases. Therefore, it is considered that the amount of the reducing agent that needs to be supplied to the catalyst immediately before the output of the O 2 sensor after the catalyst is reversed decreases as the oxidation capacity and the reduction capacity decrease.

ただしこの還元剤供給量は、後に図25を参照して説明するように、例えば直下触媒の担体温度によって異なる。またこの還元剤供給量は、直下触媒の劣化度合いに応じて全ての温度領域で一律に低下するとは限らない。このため、上述の還元剤供給量推定値Crd_hatをそのまま劣化度合いに比例した劣化因子として採用するよりも、以下で説明するような統計処理を施すことによって、温度依存性を除くことが好ましい。そこで以下の演算では、図22を参照して説明した触媒三元特性適応演算と同様に、上記推定値Crd_hatから温度依存性を除くべく、担体温度を基底とした1次元直線上に定義された複数の重み関数Wrd_iと、各重み関数に付随する局所適応係数Krd_iを導入し、これらを利用して重み付けした統計処理によって触媒還元特性適応補正値Krdを算出する。   However, as will be described later with reference to FIG. 25, this supply amount of the reducing agent varies depending on the carrier temperature of the direct catalyst, for example. Further, the reducing agent supply amount does not necessarily decrease uniformly in all temperature ranges according to the degree of deterioration of the direct catalyst. For this reason, it is preferable to remove the temperature dependency by performing statistical processing as described below, rather than adopting the above-described reducing agent supply amount estimated value Crd_hat as a deterioration factor proportional to the degree of deterioration. Therefore, in the following calculation, similarly to the catalyst ternary characteristic adaptive calculation described with reference to FIG. 22, the temperature is defined on a one-dimensional straight line based on the carrier temperature in order to remove the temperature dependence from the estimated value Crd_hat. A plurality of weighting functions Wrd_i and a local adaptive coefficient Krd_i associated with each weighting function are introduced, and the catalyst reduction characteristic adaptive correction value Krd is calculated by statistical processing weighted using these.

S101では、直下触媒の担体温度の推定値Tcc_hat(m)を算出し、この推定値Tcc_hat(m)に基づいて、予め定められたマップを検索することによって、還元剤供給量推定値Crd_hat(m)の比較対象となる基準還元剤供給量Crd_bs(m)を算出する。   In S101, the estimated value Tcc_hat (m) of the carrier temperature of the direct catalyst is calculated, and a predetermined map is searched based on the estimated value Tcc_hat (m), thereby reducing the reducing agent supply amount estimated value Crd_hat (m ) Is calculated as a reference reducing agent supply amount Crd_bs (m).

図25は、基準還元剤供給量Crd_bs(m)を決定するマップの一例である。図25に示すように、基準還元剤供給量Crd_bs(m)は、直下触媒の担体温度が高くなるほど大きくなるように設定される。これは、担体温度が高くなるほど、直下触媒の酸化能力や還元能力が高くなり、結果として触媒後Oセンサの出力が反転するまでに必要な還元剤の量が増加するためである。FIG. 25 is an example of a map for determining the reference reducing agent supply amount Crd_bs (m). As shown in FIG. 25, the reference reducing agent supply amount Crd_bs (m) is set to increase as the carrier temperature of the direct catalyst increases. This is because the higher the carrier temperature, the higher the oxidizing ability and reducing ability of the direct catalyst, and as a result, the amount of reducing agent required until the output of the O 2 sensor after the catalyst is reversed increases.

図24に戻って、S102では、直下触媒の担体温度の推定値Tcc_hat(m)に基づいて、予め定められたマップを検索することによって、各還元剤供給量重み関数値Wrd_i(m)を算出し、S103に移る。   Referring back to FIG. 24, in S102, each reducing agent supply amount weight function value Wrd_i (m) is calculated by searching a predetermined map based on the estimated value Tcc_hat (m) of the carrier temperature of the direct catalyst. Then, the process proceeds to S103.

図26は、還元剤供給量重み関数値を算出するマップ、すなわち還元剤供給量重み関数Wrd_iの形状の一例を示す図である。なお、これら還元剤供給量重み関数Wrd_iの形状は、図23を参照して説明した重み関数Wtw_iと同じであるので、詳細な説明を省略する。   FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a map for calculating a reducing agent supply amount weighting function value, that is, a shape of the reducing agent supply amount weighting function Wrd_i. Note that the shape of these reducing agent supply amount weight functions Wrd_i is the same as the weight function Wtw_i described with reference to FIG.

図24に戻って、S103では、下記式(14)に示すように、S102で算出した重み関数値Wrd_i(m)と、局所適応係数Krd_i(m)との積の総和を算出し、これを触媒還元特性適応係数Krd(m)とする。なお、この局所適応係数Krd_iの初期値は1とする。

Figure 2015181922
Returning to FIG. 24, in S103, as shown in the following equation (14), the sum of products of the weight function value Wrd_i (m) calculated in S102 and the local adaptive coefficient Krd_i (m) is calculated. The catalytic reduction characteristic adaptation coefficient is Krd (m). The initial value of the local adaptive coefficient Krd_i is 1.
Figure 2015181922

S104では、S101で算出した基準還元剤供給量Crd_bs(m)と触媒還元特性適応係数Krd(m)とを乗算することにより、還元剤供給量適応値Crd_adp(m)を算出する(下記式(15)参照)。

Figure 2015181922
In S104, the reducing agent supply amount adaptation value Crd_adp (m) is calculated by multiplying the reference reducing agent supply amount Crd_bs (m) calculated in S101 by the catalyst reduction characteristic adaptation coefficient Krd (m) (the following formula ( 15)).
Figure 2015181922

S105では、図20のS88において算出された推定値Crd_hat(m)から上記適応値Crd_adp(m)を減算することによって適応誤差信号Eadp(m)を算出し(下記式(16−1)参照)、さらにこの適応誤差信号Eadp(m)を各領域に分配することによって、局所適応誤差信号E_adp_i(m)を算出する(下記式(16−2)参照)。

Figure 2015181922
In S105, the adaptive error signal Eadp (m) is calculated by subtracting the adaptive value Crd_adp (m) from the estimated value Crd_hat (m) calculated in S88 of FIG. 20 (see the following equation (16-1)). Further, the local adaptive error signal E_adp_i (m) is calculated by distributing the adaptive error signal Eadp (m) to each region (see the following equation (16-2)).
Figure 2015181922

S106では、領域ごとに算出された局所適応誤差信号E_adp_i(m)が0になるように、例えば下記式(17)で示すように局所適応誤差信号E_adp_i(m)に負の適応ゲインKadp_cを乗じた値を積分することによって、局所適応係数Krd_i(m)を算出する。

Figure 2015181922
In S106, the local adaptive error signal E_adp_i (m) is multiplied by a negative adaptive gain Kadp_c as shown in the following equation (17) so that the local adaptive error signal E_adp_i (m) calculated for each region becomes zero. The local adaptive coefficient Krd_i (m) is calculated by integrating the obtained values.
Figure 2015181922

S107では、還元特性の更新が完了したか否かを判別する。より具体的には、局所適応誤差信号E_adp_iが所定の閾値より小さくなった場合、又は図24の処理を開始してから所定時間以上経過した場合には、直下触媒の還元特性を示す局所適応係数Krd_iの更新処理が完了したと判別する。S107の判別がYESである場合には、フラグF_CrdAdp_done(m)を1にし(S108)、この処理を終了する。S107の判別がNOである場合には、引き続き図24の処理を継続して実行すべくフラグF_CrdAdp_done(m)を0に維持したままこの処理を終了する。   In S107, it is determined whether or not the reduction characteristics have been updated. More specifically, when the local adaptive error signal E_adp_i becomes smaller than a predetermined threshold value, or when a predetermined time or more has elapsed after starting the processing of FIG. It is determined that the Krd_i update process has been completed. If the determination in S107 is YES, the flag F_CrdAdp_done (m) is set to 1 (S108), and this process ends. If the determination in S107 is NO, this process ends while the flag F_CrdAdp_done (m) is maintained at 0 to continue the process of FIG.

なお、上記触媒還元特性適応演算では、直下触媒の担体温度を基底とした1次元直線上で互いに重複する第1〜第3領域を定義し、各領域に重み関数Wrd_iを定義したが、本発明はこれに限らない。例えば、直下触媒の担体温度と排気ボリュームとを基底とした2次元平面上に互いに重複する複数の領域を定義し、この2次元平面上の各領域に重み関数Wrd_ijを定義してもよい。   Note that in the above-described catalytic reduction characteristic adaptive calculation, the first to third regions that overlap each other are defined on a one-dimensional straight line based on the carrier temperature of the catalyst directly below, and the weight function Wrd_i is defined for each region. Is not limited to this. For example, a plurality of overlapping areas may be defined on a two-dimensional plane based on the carrier temperature and exhaust volume of the direct catalyst, and a weight function Wrd_ij may be defined for each area on the two-dimensional plane.

図27は、直下触媒の熱モデルの逐次同定演算の具体的な手順を示すフローチャートである。この逐次同定演算では、直下触媒の熱モデル(後述の式(18)参照)に含まれる複数のモデルパラメータを同定する。図27に示す処理は、ECUにおいて所定の制御周期tn(200〜500msec)で実行される。なお以下では、周期tnで更新又はサンプリングされる値については、括弧書きで符号”n”を付す。なお、図27に示す処理は、図10のS53において、酸化特性補正係数KmodをTYPE1とは別の方法で決定する場合には省略できる。   FIG. 27 is a flowchart showing a specific procedure of the sequential identification calculation of the thermal model of the direct catalyst. In this sequential identification calculation, a plurality of model parameters included in the thermal model of the direct catalyst (see formula (18) described later) are identified. The processing shown in FIG. 27 is executed at a predetermined control cycle tn (200 to 500 msec) in the ECU. In the following description, the value updated or sampled at the period tn is denoted by “n” in parentheses. The process shown in FIG. 27 can be omitted when the oxidation characteristic correction coefficient Kmod is determined by a method different from TYPE 1 in S53 of FIG.

下記式(18)は、直下触媒の熱モデル式である。換言すれば、下記式(18)は、既知の値に基づいて直下触媒の下流側の排気の温度の推定値Tds_hat(n)を算出する演算式である。排気管内に設けられた直下触媒の担体温度(及びその下流側の排気の温度)は、排気管内を流れる排気との熱交換の他、及び排気管の外の外気との熱交換によっても変化する。また、直下触媒に流入する排気中にHCが含まれていると、直下触媒ではHCが酸化することによって発熱する。

Figure 2015181922
The following equation (18) is a thermal model equation of the direct catalyst. In other words, the following expression (18) is an arithmetic expression for calculating the estimated value Tds_hat (n) of the temperature of the exhaust gas downstream of the direct catalyst based on the known value. The carrier temperature of the direct catalyst provided in the exhaust pipe (and the temperature of the exhaust on the downstream side thereof) changes not only by heat exchange with the exhaust flowing in the exhaust pipe but also by heat exchange with the outside air outside the exhaust pipe. . Further, if HC is contained in the exhaust gas flowing into the direct catalyst, the direct catalyst generates heat due to oxidation of HC.
Figure 2015181922

下記式(18)において、右辺第1項は、制御周期tn前の温度推定値Tds_hat(n-1)であり、右辺第2〜4項は、制御周期tn前から現在までの間の温度の増加分に相当する。より具体的には、右辺第2項は放熱項、すなわち直下触媒と外気との間の熱の移動による寄与を示す項であり、直下触媒の担体温度の推定値Tds_hat(n-1)と外気温度Ta(n)との差に比例する。なお、第2項の比例係数aは、予め行われたシステム同定によって定められた固定値でも、下流側温度センサの出力Tdsに応じてスケジュールして定められた値でもよい。   In the following equation (18), the first term on the right side is the estimated temperature value Tds_hat (n-1) before the control cycle tn, and the second to fourth terms on the right side are the temperatures from before the control cycle tn to the present. It corresponds to the increase. More specifically, the second term on the right side is a heat release term, that is, a term indicating the contribution due to heat transfer between the direct catalyst and the outside air. The estimated value Tds_hat (n-1) of the carrier temperature of the direct catalyst and the outside air It is proportional to the difference from the temperature Ta (n). The proportional coefficient a in the second term may be a fixed value determined by system identification performed in advance or a value determined by scheduling according to the output Tds of the downstream temperature sensor.

右辺第3項は伝熱項、すなわち直下触媒と排気との間の熱の移動による寄与を示す項であり、排気ボリュームの推定値Gex_hat(n)と上流側温度センサの出力Tup(n)の積に比例する。この伝熱項の比例係数b(n-1)は、図27のS123における処理によって、周期tnごとにその値が更新される。   The third term on the right-hand side is the heat transfer term, that is, the term indicating the contribution due to the heat transfer between the direct catalyst and the exhaust. The estimated value Gex_hat (n) of the exhaust volume and the output Tup (n) of the upstream temperature sensor Proportional to product. The value of the proportional coefficient b (n−1) of the heat transfer term is updated every period tn by the process in S123 of FIG.

また右辺第4項は、発熱項、すなわち直下触媒に流入する排気に含まれているHCが直下触媒で燃焼することによる寄与を示す項である。上述のように、アフター噴射量を増加させると、排気中に含まれるHCの量も増加する。したがってこの発熱項は、周期tnの間にアフター噴射によって供給された燃料量Gfuel_aft_tn(n)に比例する。またこの発熱項の比例係数c(n-1)は、図27のS124における処理によって、周期tnごとにその値が更新される。また、この発熱項は、アフター噴射量が増加するほど大きくなり、また直下触媒におけるHC酸化性能が高くなるほど大きくなる。したがってこの係数cは、アフター噴射によって供給された燃料が直下触媒の昇温に寄与する度合いを示すパラメータであって、直下触媒のHC酸化性能を示すパラメータとなる。以下では、この係数cを発熱係数という。以下、係数b及び発熱係数cの値を更新する具体的な手順を説明する。   The fourth term on the right side is a heat generation term, that is, a term indicating the contribution due to the combustion of HC contained in the exhaust gas flowing into the direct catalyst at the direct catalyst. As described above, when the after injection amount is increased, the amount of HC contained in the exhaust gas is also increased. Therefore, this heat generation term is proportional to the fuel amount Gfuel_aft_tn (n) supplied by after-injection during the period tn. Further, the value of the proportional coefficient c (n−1) of the heat generation term is updated every cycle tn by the process in S124 of FIG. The exothermic term increases as the after injection amount increases, and increases as the HC oxidation performance of the direct catalyst increases. Therefore, this coefficient c is a parameter indicating the degree to which the fuel supplied by after injection contributes to the temperature increase of the direct catalyst, and is a parameter indicating the HC oxidation performance of the direct catalyst. Hereinafter, this coefficient c is referred to as a heat generation coefficient. Hereinafter, a specific procedure for updating the values of the coefficient b and the heat generation coefficient c will be described.

始めにS121では、係数b及びcを同定するために必要となる上流温度センサ及び下流温度センサが正常であるか否かを判別する。S121の判別がYESである場合にはS122に移り、NOである場合には図27の処理を直ちに終了する。   First, in S121, it is determined whether or not the upstream temperature sensor and the downstream temperature sensor necessary for identifying the coefficients b and c are normal. If the determination in S121 is YES, the process proceeds to S122, and if it is NO, the process of FIG. 27 is immediately terminated.

S122では、周期tnの間にアフター噴射が実行されたか否か、すなわちアフター噴射量Gfuel_aft_tn(n)が0であるか否かを判別する。S122の判別がYESである場合には、S123に移り、下記式(19)及び(20)に従って係数b(n)の値を更新し、この処理を終了する。また、S122の判別がNOである場合には、下記式(21)及び(22)に従って発熱係数c(n)の値を更新し(S124参照)、触媒酸化特性適応補正値Kox(n)を算出する触媒酸化特性適応演算を実行し(S125、及び後述の図28参照)、この処理を終了する。すなわち、アフター噴射が行われていない時期には係数b(n)の値を更新し、アフター噴射が行われている時期にのみ発熱係数c(n)の値を更新する。   In S122, it is determined whether or not the after injection has been executed during the period tn, that is, whether or not the after injection amount Gfuel_aft_tn (n) is zero. If the determination in S122 is YES, the process moves to S123, the value of the coefficient b (n) is updated according to the following formulas (19) and (20), and this process ends. When the determination in S122 is NO, the value of the heat generation coefficient c (n) is updated according to the following formulas (21) and (22) (see S124), and the catalytic oxidation characteristic adaptive correction value Kox (n) is set. The calculated catalytic oxidation characteristic adaptive calculation is executed (see S125 and FIG. 28 described later), and this process is terminated. That is, the value of the coefficient b (n) is updated when the after injection is not performed, and the value of the heat generation coefficient c (n) is updated only when the after injection is performed.

S123では、発熱係数c(n)の値を前回値に維持したまま、式(18)に所定のパラメータ同定アルゴリズムを適用することによって係数b(n)の値を更新する。以下、その具体的な手順の一例について説明する。始めに、下流温度センサの出力Tds(n)、大気温度センサの出力Ta(n)、係数b(n-1)、排気ボリュームの推定値Gex_hat(n)、及び上流温度センサの出力Tup(n)に基づいて、下記式(19−1)〜(19−3)で定義される仮想出力W(n)とその推定値W_hat(n)とを算出する。

Figure 2015181922
In S123, the value of the coefficient b (n) is updated by applying a predetermined parameter identification algorithm to Equation (18) while maintaining the value of the heat generation coefficient c (n) at the previous value. Hereinafter, an example of the specific procedure will be described. First, the downstream temperature sensor output Tds (n), the atmospheric temperature sensor output Ta (n), the coefficient b (n-1), the exhaust volume estimated value Gex_hat (n), and the upstream temperature sensor output Tup (n ), The virtual output W (n) defined by the following equations (19-1) to (19-3) and the estimated value W_hat (n) are calculated.
Figure 2015181922

ここで、S122の判別がYESである場合、アフター噴射量Gfuel_aft_tn(n)=0であるから、S123の実行時において式(18)の右辺第4項は0となる。従って、上記式(19−2)で定義される推定値W_hat(n)は、下記式(20)のように仮想出力W(n)の推定値に相当する。従って、式(19−1)で定義される仮想出力W(n)と、式(19−2)で定義される推定値W_hat(n)との差が最小になるように係数bの値を更新することは、下流温度センサの出力Tds(n)とその推定値Tds_hat(n)との差が最小になるように係数b(n)の値を更新することと等価である。

Figure 2015181922
Here, when the determination in S122 is YES, since the after injection amount Gfuel_aft_tn (n) = 0, the fourth term on the right side of Expression (18) becomes 0 when S123 is executed. Therefore, the estimated value W_hat (n) defined by the above equation (19-2) corresponds to the estimated value of the virtual output W (n) as in the following equation (20). Therefore, the value of the coefficient b is set so that the difference between the virtual output W (n) defined by the equation (19-1) and the estimated value W_hat (n) defined by the equation (19-2) is minimized. Updating is equivalent to updating the value of the coefficient b (n) so that the difference between the output Tds (n) of the downstream temperature sensor and the estimated value Tds_hat (n) is minimized.
Figure 2015181922

また、これを実現する係数b(n)は、例えば下記式(21−1)に示すように、式(21−2)によって逐次更新される可変ゲインKP1(n)にW(n)とW_hat(n-1)との差を乗じた値を積分することによって算出される。式(21−2)において、係数P1は所定の同定ゲインである。なお、下記式(21−1)及び(21−2)は、所謂逐次最小2乗法アルゴリズムとして一般化されたパラメータ同定アルゴリズムのうちの固定ゲインアルゴリズムと呼称されるアルゴリズムである。

Figure 2015181922
Also, the coefficient b (n) for realizing this is obtained by adding W (n) and W_hat to the variable gain KP1 (n) sequentially updated by the equation (21-2) as shown in the following equation (21-1), for example. It is calculated by integrating the value multiplied by the difference from (n-1). In equation (21-2), the coefficient P1 is a predetermined identification gain. The following formulas (21-1) and (21-2) are algorithms called a fixed gain algorithm among parameter identification algorithms generalized as a so-called sequential least squares algorithm.
Figure 2015181922

S123では、係数bの値を前回値に維持したまま、式(18)に所定のパラメータ同定アルゴリズムを適用することによって係数cの値を更新する。以下、その具体的な手順の一例について説明する。始めに、下流温度センサの出力Tds、大気温度センサの出力Ta、係数b,c、排気ボリュームの推定値Gex_hat、及び上流温度センサの出力Tupに基づいて、下記式(22−1)〜(22−2)で定義される仮想出力W(n)とその推定値W_hat(n)とを算出する。

Figure 2015181922
In S123, the value of the coefficient c is updated by applying a predetermined parameter identification algorithm to Equation (18) while maintaining the value of the coefficient b at the previous value. Hereinafter, an example of the specific procedure will be described. First, based on the output Tds of the downstream temperature sensor, the output Ta of the atmospheric temperature sensor, the coefficients b and c, the estimated value Gex_hat of the exhaust volume, and the output Tup of the upstream temperature sensor, the following equations (22-1) to (22) -2) Calculate the virtual output W (n) defined in (2) and its estimated value W_hat (n).
Figure 2015181922

ここで、式(18)によって式(22−2)を変形すると、下記式(23)が導出されることから、式(22−2)で定義される推定値R_hat(n)は、仮想出力R(n)の推定値に相当する。従って、式(22−1)で定義される仮想出力R(n)と、式(22−2)で定義される推定値R_hat(n)との差が最小になるように係数cの値を更新することは、下流温度センサの出力Tds(n)とその推定値Tds_hat(n)との差が最小になるように係数cの値を更新することと等価である。

Figure 2015181922
Here, when the formula (22-2) is transformed by the formula (18), the following formula (23) is derived. Therefore, the estimated value R_hat (n) defined by the formula (22-2) is a virtual output. It corresponds to the estimated value of R (n). Therefore, the value of the coefficient c is set so that the difference between the virtual output R (n) defined by the equation (22-1) and the estimated value R_hat (n) defined by the equation (22-2) is minimized. Updating is equivalent to updating the value of the coefficient c so that the difference between the output Tds (n) of the downstream temperature sensor and the estimated value Tds_hat (n) is minimized.
Figure 2015181922

また、これを実現する係数c(n)は、例えば下記式(24−1)に示すように、式(24−2)によって逐次更新される可変ゲインKP2(n)をR(n)とR_hat(n-1)との差に乗じた値を積分することによって算出される。式(24−2)において、係数P2は所定の同定ゲインである。

Figure 2015181922
The coefficient c (n) for realizing this is obtained by changing the variable gain KP2 (n) sequentially updated by the equation (24-2), for example, as shown in the following equation (24-1): R (n) and R_hat It is calculated by integrating the value obtained by multiplying the difference from (n-1). In Expression (24-2), the coefficient P2 is a predetermined identification gain.
Figure 2015181922

図28は、触媒酸化特性適応係数Koxを算出する触媒酸化特性適応演算の具体的な手順を示すフローチャートである。図28に示す処理は、図27の熱モデルの逐次同定演算のサブルーチンとして、アフター噴射が行われている時のみ、ECUにおいて制御周期tnで実行される。   FIG. 28 is a flowchart showing a specific procedure of the catalyst oxidation characteristic adaptation calculation for calculating the catalyst oxidation characteristic adaptation coefficient Kox. The process shown in FIG. 28 is executed in the ECU at the control cycle tn only when after-injection is being performed as a subroutine for the sequential identification calculation of the thermal model in FIG.

上述のように、式(18)〜(24−2)に従って更新される発熱係数c(n)は、直下触媒におけるHC酸化性能が高くなるほど大きくなる特性がある。したがって、発熱係数c(n)の所定の基準値C_bsからのずれは、直下触媒の劣化因子として採用し得る。しかしこの発熱係数c(n)は、直下触媒の担体温度によって異なる。また、この発熱係数c(n)は、直下触媒の劣化度合いに応じて全ての温度領域で一律に低下するとは限らない。このため、この触媒酸化特性適応演算では、図22を参照して説明した触媒三元特性適応演算と同様に、上記発熱係数cから温度依存性を除くべく、直下触媒の担体温度を基底とした1次元直線上に定義された複数の重み関数Wox_iと、各重み関数に付随する局所適応係数Kox_iを導入し、これらを利用して重み付けした統計処理を施すことによって、直下触媒の劣化因子に相当する触媒酸化特性適応補正値Koxを算出する。   As described above, the exothermic coefficient c (n) updated according to the equations (18) to (24-2) has a characteristic that it increases as the HC oxidation performance of the direct catalyst increases. Therefore, the deviation of the heat generation coefficient c (n) from the predetermined reference value C_bs can be adopted as a deterioration factor of the direct catalyst. However, the exothermic coefficient c (n) varies depending on the support temperature of the direct catalyst. In addition, the heat generation coefficient c (n) does not necessarily decrease uniformly in all temperature ranges according to the degree of deterioration of the direct catalyst. For this reason, in this catalytic oxidation characteristic adaptive calculation, as in the catalyst ternary characteristic adaptive calculation described with reference to FIG. 22, the carrier temperature of the immediately below catalyst is used as a basis in order to remove the temperature dependence from the heat generation coefficient c. By introducing multiple weighting functions Wox_i defined on a one-dimensional straight line and local adaptive coefficient Kox_i associated with each weighting function, and applying weighted statistical processing using these, it corresponds to the degradation factor of the direct catalyst A catalytic oxidation characteristic adaptive correction value Kox is calculated.

S141では、直下触媒の担体温度の推定値Tcc_hat(m)を算出し、この推定値Tcc_hat(m)に基づいて、予め定められたマップを検索することによって、各酸化特性重み関数値Wox_i(n)(iは正の整数)を算出し、S142に移る。   In S141, an estimated value Tcc_hat (m) of the carrier temperature of the direct catalyst is calculated, and a predetermined map is searched based on the estimated value Tcc_hat (m), whereby each oxidation characteristic weight function value Wox_i (n ) (I is a positive integer) is calculated, and the process proceeds to S142.

図29は、酸化特性重み関数値を算出するマップ、すなわち酸化特性重み関数Wox_iの形状の一例を示す図である。なお、これら重み関数Wox_iの形状は、図23を参照して説明した重み関数Wtw_iと同じであるので、詳細な説明を省略する。   FIG. 29 is a diagram illustrating an example of the shape of the oxidation characteristic weight function Wox_i, that is, the map for calculating the oxidation characteristic weight function value. Note that the shape of these weighting functions Wox_i is the same as the weighting function Wtw_i described with reference to FIG.

図28に戻って、S142では、下記式(25)に示すように、S141で算出した重み関数値Wox_i(n)と、局所適応係数Kox_iとの積の総和を算出し、これを触媒酸化特性適応補正値Kox(n)とする。なおこの局所適応係数Kox_iの初期値は1とする。

Figure 2015181922
Returning to FIG. 28, in S142, as shown in the following equation (25), the sum of the products of the weight function value Wox_i (n) calculated in S141 and the local adaptive coefficient Kox_i is calculated, and this is used as the catalytic oxidation characteristic. The adaptive correction value Kox (n) is used. The initial value of the local adaptive coefficient Kox_i is 1.
Figure 2015181922

S143では、所定の基準発熱係数C_bsに、触媒酸化特性適応補正値Kox(n)を乗算することにより、発熱係数適応値C_adp(n)を算出する(下記式(26)参照)。なお、この基準発熱係数C_bsは、所定の劣化のない基準品の直下触媒の発熱係数に相当し、予め行われたシステム同定によって定められる。なお以下では、基準発熱係数C_bsは、温度に依存しない固定値として説明するが、これに限らない。この基準発熱係数C_bsは、直下触媒の担体温度に基づいて、予め定められたマップを検索することによって決定してもよい。

Figure 2015181922
In S143, the heat generation coefficient adaptive value C_adp (n) is calculated by multiplying the predetermined reference heat generation coefficient C_bs by the catalytic oxidation characteristic adaptive correction value Kox (n) (see the following equation (26)). The reference heat generation coefficient C_bs corresponds to the heat generation coefficient of the catalyst directly under the reference product without any predetermined deterioration, and is determined by a system identification performed in advance. In the following description, the reference heat generation coefficient C_bs is described as a fixed value that does not depend on temperature, but is not limited thereto. The reference heat generation coefficient C_bs may be determined by searching a predetermined map based on the carrier temperature of the direct catalyst.
Figure 2015181922

S144では、発熱係数c(n)から上記適応値C_adp(n)を減算することによって、適応誤差信号E_adp’’(n)を算出し(下記式(27−1)参照)、さらにこの適応誤差信号E_adp’(m)を各領域に分配することによって、局所適応誤差信号E_adp’’_i(n)を算出する(下記式(27−2)参照)。また、S145では、領域ごとに算出された局所適応誤差信号E_adp’’_i(n)が0になるように、例えば下記式(27−3)に示すように局所適応誤差信号E_adp’’_i(n)に負の適応ゲインKadp_oを乗じたものを積分することによって、局所適応補正値Kox_i(n)を算出する。

Figure 2015181922
In S144, an adaptive error signal E_adp '' (n) is calculated by subtracting the adaptive value C_adp (n) from the heat generation coefficient c (n) (see the following formula (27-1)), and this adaptive error is further calculated. The local adaptive error signal E_adp ″ _i (n) is calculated by distributing the signal E_adp ′ (m) to each region (see the following equation (27-2)). In S145, the local adaptive error signal E_adp '' _ i (n) as shown in the following equation (27-3) is set so that the local adaptive error signal E_adp '' _ i (n) calculated for each region becomes 0, for example. The local adaptive correction value Kox_i (n) is calculated by integrating the product of n) multiplied by the negative adaptive gain Kadp_o.
Figure 2015181922

なお、上記触媒酸化特性適応演算では、直下触媒の担体温度を基底とした1次元直線上で互いに重複する第1〜第3領域を定義し、各領域に重み関数Wox_iを定義したが、本発明はこれに限らない。例えば、直下触媒の担体温度と排気ボリュームとを基底とした2次元平面上で互いに重複する複数の領域を定義し、この2次元平面上の各領域に重み関数Wox_ijを定義してもよい。   Note that in the above-described catalytic oxidation characteristic adaptive calculation, the first to third regions that overlap each other are defined on a one-dimensional straight line based on the carrier temperature of the direct catalyst, and the weight function Wox_i is defined for each region. Is not limited to this. For example, a plurality of regions that overlap each other on a two-dimensional plane based on the carrier temperature of the direct catalyst and the exhaust volume may be defined, and the weight function Wox_ij may be defined in each region on the two-dimensional plane.

なお、上記実施形態では、LNTのDeNOx機能を利用した排気浄化システム(図1)を例に説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、NH3選択還元触媒のDeNOx機能を利用した図30に示すような排気浄化システム2Aに対しても本発明は有効である。図30には、図1の排気浄化システム2と異なる構成にのみ異なる符号を付す。   In the above embodiment, the exhaust purification system (FIG. 1) using the DeNOx function of the LNT has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention is also effective for an exhaust purification system 2A as shown in FIG. 30 that uses the DeNOx function of an NH3 selective reduction catalyst. 30, different reference numerals are given only to configurations different from those of the exhaust purification system 2 of FIG. 1.

排気浄化システム2Aの排気通路11には、排気の上流側から順に、酸化触媒(以下、「DOC」という)61と、DPF62と、還元剤噴射装置63と、選択還元触媒(以下、「SCR触媒」という)64と、が設けられる。   In the exhaust passage 11 of the exhaust purification system 2A, an oxidation catalyst (hereinafter referred to as “DOC”) 61, a DPF 62, a reducing agent injection device 63, and a selective reduction catalyst (hereinafter referred to as “SCR catalyst”) are sequentially arranged from the upstream side of the exhaust. And 64).

酸化触媒61は、酸化機能と、三元浄化機能との少なくとも2つの機能を備える。またこの酸化触媒61は、酸化機能と、DeNOx機能と、三元浄化機能との3つの機能を備えるLNTに置き換えてもよい。   The oxidation catalyst 61 has at least two functions of an oxidation function and a three-way purification function. Further, the oxidation catalyst 61 may be replaced with an LNT having three functions of an oxidation function, a DeNOx function, and a three-way purification function.

SCR触媒64は、NH等の還元剤が存在する雰囲気下で、排気中のNOxを選択的に還元するDeNOx機能を有する。具体的には、還元剤噴射装置63により尿素水を噴射すると、この尿素水は、排気の熱により熱分解又は加水分解されてNHが生成される。生成されたNHはSCR触媒64に供給され、このNHにより、排気中のNOxは選択的に還元される。図30に示すように、酸化触媒61及びDPF62は直下区間内に設けられ、SCR64は床下区間内に設けられる。The SCR catalyst 64 has a DeNOx function that selectively reduces NOx in the exhaust gas in an atmosphere in which a reducing agent such as NH 3 exists. Specifically, when urea water is injected by the reducing agent injection device 63, the urea water is thermally decomposed or hydrolyzed by the heat of the exhaust to generate NH 3 . The generated NH 3 is supplied to the SCR catalyst 64, and NO 3 in the exhaust gas is selectively reduced by the NH 3 . As shown in FIG. 30, the oxidation catalyst 61 and the DPF 62 are provided in the immediately lower section, and the SCR 64 is provided in the underfloor section.

尿素水噴射装置63は、尿素水タンク631と、尿素水インジェクタ633とを備える。尿素水タンク631は、尿素水を貯蔵するものであり、尿素水ポンプ635を介して尿素水インジェクタ633に接続されている。尿素水インジェクタ633は、図示しない駆動装置を介してECU3Aに接続される。ECU3Aは、図示しない尿素水噴射制御によって尿素水インジェクタ633からの尿素水噴射量及び尿素水噴射時期を決定し、駆動装置は、決定された尿素水噴射態様が実現されるように尿素水インジェクタ633を駆動する。   The urea water injection device 63 includes a urea water tank 631 and a urea water injector 633. The urea water tank 631 stores urea water, and is connected to the urea water injector 633 via the urea water pump 635. The urea water injector 633 is connected to the ECU 3A via a drive device (not shown). The ECU 3A determines the urea water injection amount and the urea water injection timing from the urea water injector 633 by urea water injection control (not shown), and the drive device causes the urea water injector 633 to realize the determined urea water injection mode. Drive.

以上のような排気浄化システム2Aでは、排気中のNOxは、リーン運転中はSCR触媒64のDeNOx機能を利用して浄化でき、ストイキ運転中はDOC61の三元浄化機能を利用して浄化できる。すなわち、図1のシステムではリーン運転中のDeNOx機能をLNT41が担い、図30のシステムではリーン運転中のDeNOx機能をSCR触媒64が担う他、図1と図30のシステムはほぼ同じである。したがって図2〜29を参照して説明した処理は、ほぼ全て図30の排気浄化システム2Aでも実行することができる。ただしこの場合、上述のようにDeNOx機能を担う装置が異なることから、図6のストイキ運転条件判断処理のS23の処理は以下のように置き換えられる。図6のS23では、DeNOx機能を十分に発揮できる状態であるか否かを判別する。図30のシステムでは、図6のS23の判別は、より具体的には、SCR触媒の担体温度の推定値が、例えば180〜200℃程度に設定された所定の浄化可能温度以上である場合には、SCR触媒64はDeNOx機能を十分に発揮できる状態であると判断する。SCR触媒64がこの浄化可能温度より低い場合、尿素水インジェクタ633から噴射した尿素水の加水分解が進みにくい。   In the exhaust purification system 2A as described above, the NOx in the exhaust can be purified using the DeNOx function of the SCR catalyst 64 during the lean operation, and can be purified using the three-way purification function of the DOC 61 during the stoichiometric operation. That is, in the system of FIG. 1, the LNO 41 is responsible for the DeNOx function during the lean operation, and in the system of FIG. 30, the SCR catalyst 64 is responsible for the DeNOx function during the lean operation. Therefore, almost all of the processing described with reference to FIGS. 2 to 29 can be executed by the exhaust purification system 2A of FIG. However, in this case, since the device responsible for the DeNOx function is different as described above, the process of S23 of the stoichiometric operation condition determination process of FIG. 6 is replaced as follows. In S23 of FIG. 6, it is determined whether or not the DeNOx function can be sufficiently exhibited. In the system of FIG. 30, the determination of S23 of FIG. 6 is more specifically performed when the estimated value of the carrier temperature of the SCR catalyst is equal to or higher than a predetermined purifiable temperature set to about 180 to 200 ° C., for example. Determines that the SCR catalyst 64 is in a state where the DeNOx function can be sufficiently exerted. When the SCR catalyst 64 is lower than the purifiable temperature, hydrolysis of urea water injected from the urea water injector 633 is difficult to proceed.

1…エンジン(内燃機関)
11…排気通路
13…燃料噴射弁
2,2A…排気浄化システム
41…LNT(HC酸化触媒)
3,3A…ECU(燃料噴射制御手段、温度取得手段、酸化能力推定手段、NOx過剰状態判定手段)
53…触媒前温度センサ(温度取得手段)
54…触媒後温度センサ(温度取得手段)
61…DOC(HC酸化触媒)
64…SCR触媒(DeNOx触媒)
1. Engine (internal combustion engine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Exhaust passage 13 ... Fuel injection valve 2, 2A ... Exhaust gas purification system 41 ... LNT (HC oxidation catalyst)
3, 3A ... ECU (fuel injection control means, temperature acquisition means, oxidation capacity estimation means, NOx excess state determination means)
53 ... Pre-catalyst temperature sensor (temperature acquisition means)
54 ... Post-catalyst temperature sensor (temperature acquisition means)
61 ... DOC (HC oxidation catalyst)
64 ... SCR catalyst (DeNOx catalyst)

Claims (8)

内燃機関の排気通路に設けられ、排気中のHCを酸化する機能を有するHC酸化触媒と、
メイン噴射と当該メイン噴射より後であってメイン噴射との間隔を広げるほど気筒内でのPMの燃焼量が増加する領域内での燃料噴射であるアフター噴射とを実行可能な燃料噴射弁と、
当該燃料噴射弁からの燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御手段と、を備えた内燃機関の排気浄化システムであって、
前記HC酸化触媒の温度を取得する温度取得手段と、
前記HC酸化触媒の温度に基づいて当該HC酸化触媒のHC酸化能力を推定する酸化能力推定手段と、を備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記HC酸化能力が高いほどメイン噴射時期とアフター噴射時期との間隔を広げることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
An HC oxidation catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and having a function of oxidizing HC in the exhaust;
A fuel injection valve capable of performing after-injection, which is fuel injection within a region in which the amount of PM combustion in the cylinder increases as the interval between the main injection and the main injection increases after the main injection;
An exhaust purification system for an internal combustion engine, comprising: a fuel injection control means for controlling a fuel injection amount and fuel injection timing from the fuel injection valve,
Temperature acquisition means for acquiring the temperature of the HC oxidation catalyst;
An oxidation capacity estimation means for estimating the HC oxidation capacity of the HC oxidation catalyst based on the temperature of the HC oxidation catalyst,
The exhaust gas purification system for an internal combustion engine, wherein the fuel injection control means widens the interval between the main injection timing and the after injection timing as the HC oxidation capability increases.
前記排気通路には、排気通路内に添加された還元剤の存在下で排気中のNOxを浄化するDeNOx機能を有するDeNOx触媒がさらに設けられ、
前記HC酸化触媒は、ストイキ空燃比の排気下で排気中のHC、CO及びNOxを浄化する三元浄化機能を有し、
前記機関の状態及び前記排気通路内の状態の両方又は何れかに応じて、前記DeNOx機能によって浄化できるNOx量に対する前記NOx浄化触媒に流入するNOx量の割合が大きくなるNOx過剰状態であるか否かを判定するNOx過剰状態判定手段をさらに備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記NOx過剰状態でない場合には燃焼空燃比をストイキよりリーンに制御し、前記NOx過剰状態である場合には燃焼空燃比をストイキに制御することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。
The exhaust passage is further provided with a DeNOx catalyst having a DeNOx function for purifying NOx in the exhaust in the presence of a reducing agent added in the exhaust passage,
The HC oxidation catalyst has a three-way purification function that purifies HC, CO, and NOx in exhaust under exhaust at a stoichiometric air-fuel ratio,
Whether the ratio of the NOx amount flowing into the NOx purification catalyst with respect to the NOx amount that can be purified by the DeNOx function is increased according to the state of the engine and / or the state in the exhaust passage. NOx excess state determination means for determining whether or not
The fuel injection control means controls the combustion air-fuel ratio to be leaner than stoichiometric when the NOx is not excessive, and controls the combustion air-fuel ratio to stoichiometric when the NOx is excessive. 2. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to 1.
前記HC酸化触媒は、ストイキ空燃比の排気下で排気中のHC、CO及びNOxを浄化する三元浄化機能と、排気通路内に添加された還元剤の存在下で排気中のNOxを浄化するDeNOx機能とをさらに有し、
前記機関の状態及び前記排気通路内の状態の両方又は何れかに応じて、前記DeNOx機能によって浄化できるNOx量に対する前記NOx浄化触媒に流入するNOx量の割合が大きくなるNOx過剰状態であるか否かを判定するNOx過剰状態判定手段をさらに備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記NOx過剰状態でない場合には燃焼空燃比をストイキよりリーンに制御し、前記NOx過剰状態である場合には燃焼空燃比をストイキに制御することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。
The HC oxidation catalyst purifies NOx in the exhaust gas in the presence of a three-way purification function for purifying HC, CO and NOx in the exhaust gas under the stoichiometric air-fuel ratio exhaust and the reducing agent added in the exhaust passage. A DeNOx function,
Whether the ratio of the NOx amount flowing into the NOx purification catalyst with respect to the NOx amount that can be purified by the DeNOx function is increased according to the state of the engine and / or the state in the exhaust passage. NOx excess state determination means for determining whether or not
The fuel injection control means controls the combustion air-fuel ratio to be leaner than stoichiometric when the NOx is not excessive, and controls the combustion air-fuel ratio to stoichiometric when the NOx is excessive. 2. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to 1.
内燃機関の排気通路に設けられ、排気中のHCを酸化するHC酸化機能と、ストイキ空燃比の排気下で排気中のHC、CO及びNOxを浄化する三元浄化機能と、を有するHC酸化触媒と、
メイン噴射と当該メイン噴射より後であってメイン噴射との間隔を広げるほど気筒内でのPMの燃焼量が増加する領域内での燃料噴射であるアフター噴射とを実行可能な燃料噴射弁と、
当該燃料噴射弁からの燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御手段と、を備えた内燃機関の排気浄化システムであって、
前記HC酸化触媒の温度を取得する温度取得手段と、
前記HC酸化触媒の温度に基づいて当該HC酸化触媒のHC酸化能力を推定する酸化能力推定手段と、
前記機関の状態及び前記排気通路内の状態の両方又は何れかに応じて、前記DeNOx機能によって浄化できるNOx量に対する前記NOx浄化触媒に流入するNOx量の割合が大きくなるNOx過剰状態であるか否かを判定するNOx過剰状態判定手段と、を備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記NOx過剰状態であると判定されたときは、前記HC酸化能力が高くなるほどアフター噴射量を多くしながら、燃焼空燃比をストイキに制御することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
HC oxidation catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and having an HC oxidation function for oxidizing HC in exhaust and a three-way purification function for purifying HC, CO and NOx in exhaust under exhaust at a stoichiometric air-fuel ratio When,
A fuel injection valve capable of performing after-injection, which is fuel injection within a region in which the amount of PM combustion in the cylinder increases as the interval between the main injection and the main injection increases after the main injection;
An exhaust purification system for an internal combustion engine, comprising: a fuel injection control means for controlling a fuel injection amount and fuel injection timing from the fuel injection valve,
Temperature acquisition means for acquiring the temperature of the HC oxidation catalyst;
Oxidation capacity estimation means for estimating the HC oxidation capacity of the HC oxidation catalyst based on the temperature of the HC oxidation catalyst;
Whether the ratio of the NOx amount flowing into the NOx purification catalyst with respect to the NOx amount that can be purified by the DeNOx function is increased according to the state of the engine and / or the state in the exhaust passage. NOx excess state determination means for determining whether or not
The internal combustion engine characterized in that the fuel injection control means controls the combustion air-fuel ratio to stoichiometric while increasing the after-injection amount as the HC oxidation capacity increases when it is determined that the NOx excess state is present. Exhaust purification system.
前記HC酸化能力は、前記HC酸化触媒の温度及び排気ボリュームに依存した基本因子と前記HC酸化触媒の劣化度合いに依存した劣化因子とよって数値化されることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。   5. The HC oxidation capability is quantified by a basic factor depending on a temperature and an exhaust volume of the HC oxidation catalyst and a deterioration factor depending on a deterioration degree of the HC oxidation catalyst. An exhaust purification system for an internal combustion engine according to any one of the above. 前記酸化能力推定手段は、アフター噴射によって供給された燃料が前記HC酸化触媒の昇温に寄与する度合いを示す前記HC酸化触媒の発熱係数に基づいて前記HC酸化能力を推定することを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。   The oxidation capacity estimating means estimates the HC oxidation capacity based on a heat generation coefficient of the HC oxidation catalyst indicating a degree of contribution of fuel supplied by after-injection to a temperature increase of the HC oxidation catalyst. An exhaust purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5. 前記酸化能力推定手段は、前記HC酸化触媒に貯蔵された酸素を脱離するために必要な還元剤量、又は前記HC酸化触媒に貯蔵されたNOxを還元するために必要な還元剤量に基づいて前記HC酸化能力を推定することを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。   The oxidation capacity estimation means is based on the amount of reducing agent necessary for desorbing oxygen stored in the HC oxidation catalyst or the amount of reducing agent necessary for reducing NOx stored in the HC oxidation catalyst. 6. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the HC oxidation capacity is estimated. 前記HC酸化触媒の下流側の排気中の酸素濃度を検出するOセンサをさらに備え、
前記酸化能力推定手段は、前記Oセンサの出力値が所定の目標値に維持されるように設定された空燃比目標値に基づいて前記HC酸化能力を推定することを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
An O 2 sensor that detects an oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the HC oxidation catalyst;
2. The oxidation capacity estimating means estimates the HC oxidation capacity based on an air-fuel ratio target value set so that an output value of the O 2 sensor is maintained at a predetermined target value. 6. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to any one of items 1 to 5.
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