WO2016039453A1 - 排気浄化システム及び、その制御方法 - Google Patents

排気浄化システム及び、その制御方法 Download PDF

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昌明 西頭
輝男 中田
隆行 坂本
長岡　大治
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いすゞ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust purification system and a control method thereof.
  • a NOx occlusion reduction type catalyst is known as a catalyst for reducing and purifying nitrogen compounds (NOx) in exhaust gas discharged from an internal combustion engine.
  • NOx nitrogen compounds
  • This NOx occlusion reduction type catalyst occludes NOx contained in the exhaust when the exhaust is in a lean atmosphere, and reduces and purifies NOx occluded by hydrocarbons contained in the exhaust when the exhaust is in a rich atmosphere. Detoxify and release. For this reason, when the NOx occlusion amount of the catalyst reaches a predetermined amount, so-called NOx purge that makes the exhaust rich by post injection or exhaust pipe injection needs to be performed periodically to restore the NOx occlusion capacity ( For example, see Patent Document 1).
  • the NOx occlusion reduction type catalyst also occludes sulfur oxide (hereinafter referred to as SOx) contained in the exhaust gas.
  • SOx sulfur oxide
  • the SOx occlusion amount increases, there is a problem that the NOx purification ability of the NOx occlusion reduction type catalyst is lowered. Therefore, when the SOx occlusion amount reaches a predetermined amount, unburned fuel is added to the upstream oxidation catalyst by post injection or exhaust pipe injection so that SOx is released from the NOx occlusion reduction type catalyst and recovered from S poisoning. Therefore, it is necessary to periodically perform a so-called SOx purge for raising the exhaust temperature to the SOx separation temperature (see, for example, Patent Document 2).
  • JP 2008-202425 A JP 2009-47086 A JP 2009-203866 A JP 2003-090250 A
  • the lambda sensor has a problem that its measurement accuracy cannot be ensured when the fuel supplied by post injection or exhaust pipe injection is not sufficiently oxidized by the exhaust heat. For this reason, in the method using a lambda sensor, there is a possibility that the exhaust cannot be controlled to the target excess air ratio.
  • the disclosed system aims to effectively control the exhaust to the target excess air ratio of the NOx purge or SOx purge without using the lambda value of the exhaust.
  • the disclosed system includes a NOx reduction type catalyst that is provided in an exhaust system of an internal combustion engine for reducing and purifying NOx in exhaust gas, and an exhaust air excess rate is reduced to a predetermined target air excess rate to reduce the NOx reduction type catalyst.
  • An exhaust purification system comprising: a regeneration processing unit that restores NOx purification capacity, wherein the regeneration processing unit is based on the intake air amount of the internal combustion engine, the target excess air ratio, and the fuel injection amount of the internal combustion engine.
  • a target setting unit that sets a target injection amount of at least one of post-injection and exhaust pipe injection necessary for setting the exhaust air excess ratio to the target air excess ratio, and target injection input from the target setting unit
  • an injection control unit that controls at least one of the post injection and the exhaust pipe injection based on the amount.
  • 1 is an overall configuration diagram showing an exhaust purification system according to an embodiment. It is a timing chart explaining SOx purge control concerning this embodiment. It is a block diagram which shows the setting process of the MAF target value at the time of SOx purge lean control which concerns on this embodiment. It is a block diagram which shows the setting process of the target injection amount at the time of SOx purge rich control which concerns on this embodiment. It is a timing chart explaining catalyst temperature adjustment control of SOx purge control concerning this embodiment. It is a timing chart figure explaining NOx purge control concerning this embodiment. It is a block diagram which shows the setting process of the MAF target value at the time of NOx purge lean control which concerns on this embodiment.
  • each cylinder of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 10 is provided with an injector 11 for directly injecting high pressure fuel stored in a common rail (not shown) into each cylinder.
  • the fuel injection amount and fuel injection timing of each injector 11 are controlled in accordance with an instruction signal input from an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 50.
  • ECU electronice control unit
  • An intake passage 12 for introducing fresh air is connected to the intake manifold 10A of the engine 10, and an exhaust passage 13 for connecting exhaust to the outside is connected to the exhaust manifold 10B.
  • an air cleaner 14 an intake air amount sensor (hereinafter referred to as MAF sensor) 40, a compressor 20A of the variable displacement supercharger 20, an intercooler 15, an intake throttle valve 16 and the like are provided in order from the intake upstream side.
  • MAF sensor 40 intake air amount sensor
  • the exhaust passage 13 is provided with a turbine 20B of the variable displacement supercharger 20, an exhaust aftertreatment device 30 and the like in order from the exhaust upstream side.
  • reference numeral 41 denotes an engine speed sensor
  • reference numeral 42 denotes an accelerator opening sensor
  • reference numeral 46 denotes a boost pressure sensor.
  • the EGR device 21 includes an EGR passage 22 that connects the exhaust manifold 10B and the intake manifold 10A, an EGR cooler 23 that cools the EGR gas, and an EGR valve 24 that adjusts the EGR amount.
  • the exhaust aftertreatment device 30 is configured by arranging an oxidation catalyst 31, a NOx occlusion reduction type catalyst 32, and a particulate filter (hereinafter simply referred to as a filter) 33 in order from the exhaust upstream side in a case 30A.
  • the exhaust passage 13 upstream of the oxidation catalyst 31 is provided with an exhaust pipe injection device 34 that injects unburned fuel (mainly HC) into the exhaust passage 13 in accordance with an instruction signal input from the ECU 50. It has been.
  • the oxidation catalyst 31 is formed, for example, by carrying an oxidation catalyst component on the surface of a ceramic carrier such as a honeycomb structure.
  • a ceramic carrier such as a honeycomb structure.
  • the NOx occlusion reduction type catalyst 32 is formed, for example, by supporting an alkali metal or the like on the surface of a ceramic carrier such as a honeycomb structure.
  • the NOx occlusion reduction type catalyst 32 occludes NOx in the exhaust when the exhaust air-fuel ratio is in a lean state, and occludes with a reducing agent (HC or the like) contained in the exhaust when the exhaust air-fuel ratio is in a rich state. NOx is reduced and purified.
  • the filter 33 is formed, for example, by arranging a large number of cells partitioned by porous partition walls along the flow direction of the exhaust gas and alternately plugging the upstream side and the downstream side of these cells. .
  • the filter 33 collects PM in the exhaust gas in the pores and surfaces of the partition walls, and when the estimated amount of PM deposition reaches a predetermined amount, so-called filter forced regeneration is performed in which the PM is burned and removed.
  • Filter forced regeneration is performed by supplying unburned fuel to the upstream side oxidation catalyst 31 by exhaust pipe injection or post injection, and raising the exhaust temperature flowing into the filter 33 to the PM combustion temperature.
  • the first exhaust temperature sensor 43 is provided on the upstream side of the oxidation catalyst 31 and detects the exhaust temperature flowing into the oxidation catalyst 31.
  • the second exhaust temperature sensor 44 is provided between the oxidation catalyst 31 and the NOx storage reduction catalyst 32 and detects the exhaust temperature flowing into the NOx storage reduction catalyst 32.
  • the NOx / lambda sensor 45 is provided on the downstream side of the filter 33, and detects the NOx value and lambda value (hereinafter also referred to as excess air ratio) of the exhaust gas that has passed through the NOx storage reduction catalyst 32.
  • the ECU 50 performs various controls of the engine 10 and the like, and includes a known CPU, ROM, RAM, input port, output port, and the like. In order to perform these various controls, the sensor values of the sensors 40 to 45 are input to the ECU 50.
  • the ECU 50 includes a filter forced regeneration control unit 51, a SOx separation processing unit 60, a NOx separation processing unit 70, a MAF follow-up control unit 80, an injection amount learning correction unit 90, and a MAF correction coefficient calculation unit 95.
  • a functional element As a functional element. Each of these functional elements will be described as being included in the ECU 50 which is an integral hardware, but any one of these may be provided in separate hardware.
  • the filter forced regeneration control unit 51 estimates the PM accumulation amount of the filter 33 from the travel distance of the vehicle or the differential pressure across the filter detected by a differential pressure sensor (not shown), and the estimated PM accumulation amount has a predetermined upper limit threshold. If it exceeds, the forced regeneration flag F DPF is turned on (see time t 1 in FIG. 2). When the forced regeneration flag F DPF is turned on, an instruction signal for causing the exhaust pipe injection device 34 to execute exhaust pipe injection is transmitted, or an instruction signal for causing each injector 11 to perform post injection is transmitted. The exhaust temperature is raised to the PM combustion temperature (for example, about 550 ° C.).
  • This forced regeneration flag F DPF is turned off when the PM accumulation estimated amount falls to a predetermined lower threshold (determination threshold) indicating combustion removal (see time t 2 in FIG. 2).
  • determination threshold indicating combustion removal
  • the SOx desorption processing unit 60 is an example of the regeneration processing unit of the present invention, and makes the exhaust gas rich to raise the exhaust gas temperature to a sulfur desorption temperature (for example, about 600 ° C.), so that the NOx occlusion reduction type catalyst 32 is Control to recover from SOx poisoning (hereinafter, this control is referred to as SOx purge control) is executed.
  • FIG. 2 shows a timing chart of the SOx purge control of this embodiment.
  • SOx purge flag F SP to start SOx purge control is turned off and on at the same time forced regeneration flag F DPF (see time t 2 in FIG. 2).
  • F DPF forced regeneration flag
  • the enrichment by the SOx purge control is performed by adjusting the excess air ratio to the lean side from the theoretical air-fuel ratio equivalent value (about 1.0) from the steady operation (for example, about 1.5) by the air system control.
  • SOx purge lean control for reducing to 1 target excess air ratio (for example, about 1.3) and injection system control to reduce the excess air ratio from the first target excess air ratio to the second target excess air ratio on the rich side (for example, about 0) This is realized by using together with the SOx purge rich control that lowers to .9). Details of the SOx purge lean control and the SOx purge rich control will be described below.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a process for setting the MAF target value MAF SPL_Trgt during SOx purge lean control.
  • the first target excess air ratio setting map 61 is a map that is referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q (the fuel injection amount of the engine 10), and the engine speed Ne, the accelerator opening Q, A target value ⁇ SPL_Trgt (first target air excess rate) at the time of SOx purge lean control corresponding to is preset based on experiments or the like.
  • the excess air ratio target value ⁇ SPL_Trgt at the time of SOx purge lean control is read from the first target excess air ratio setting map 61 using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and the MAF target value calculation unit 62 Entered. Further, the MAF target value calculation unit 62 calculates the MAF target value MAF SPL_Trgt at the time of SOx purge lean control based on the following formula (1).
  • MAF SPL_Trgt ⁇ SPL_Trgt ⁇ Q fnl_corrd ⁇ Ro Fuel ⁇ AFR sto / Maf_corr (1)
  • Equation (1) Q fnl_corrd is a learning-corrected fuel injection amount (excluding post-injection) described later, Ro Fuel is a fuel specific gravity, AFR sto is a stoichiometric air-fuel ratio, and Maf_corr is a MAF correction coefficient described later. Yes.
  • MAF target value MAF SPL_Trgt calculated by the MAF target value calculation unit 62, when the SOx purge flag F SP is turned on (see time t 2 in FIG. 2) is input to the lamp unit 63.
  • the ramp processing unit 63 reads the ramp coefficient from the ramp coefficient maps 63A and 63B using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and outputs the MAF target ramp value MAF SPL_Trgt_Ramp to which the ramp coefficient is added to the valve control unit 64. To enter.
  • the valve control unit 64 throttles the intake throttle valve 16 to the close side and feeds back the EGR valve 24 to the open side so that the actual MAF value MAF Act input from the MAF sensor 40 becomes the MAF target ramp value MAF SPL_Trgt_Ramp. Execute control.
  • the MAF target value MAF SPL_Trgt is set based on the excess air ratio target value ⁇ SPL_Trgt read from the first target excess air ratio setting map 61 and the fuel injection amount of each injector 11.
  • the air system operation is feedback controlled based on the MAF target value MAF SPL_Trgt .
  • the MAF target value MAF SPL_Trgt can be set by feedforward control, and the aging deterioration and characteristic change of each injector 11 can be achieved. The influence of individual differences can be effectively eliminated.
  • FIG. 4 is a block diagram showing processing for setting the target injection amount Q SPR_Trgt (injection amount per unit time) of exhaust pipe injection or post injection in SOx purge rich control.
  • the second target excess air ratio setting map 65 is a map that is referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q, and at the time of SOx purge rich control corresponding to the engine speed Ne and the accelerator opening Q.
  • the air excess rate target value ⁇ SPR_Trgt (second target air excess rate) is set in advance based on experiments or the like.
  • the excess air ratio target value ⁇ SPR_Trgt at the time of SOx purge rich control is read from the second target excess air ratio setting map 65 using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and an injection quantity target value calculation unit 66. Further, the injection amount target value calculation unit 66 calculates the target injection amount Q SPR_Trgt at the time of SOx purge rich control based on the following formula (2).
  • Q SPR_Trgt MAF SPL_Trgt ⁇ Maf_corr / ( ⁇ SPR_Target ⁇ Ro Fuel ⁇ AFR sto ) ⁇ Q fnl_corrd (2)
  • MAF SPL_Trgt is the MAF target value at the time of SOx purge lean, and is input from the MAF target value calculation unit 62 described above.
  • Q fnlRaw_corrd is a fuel injection amount (excluding post-injection) after application of learning corrected MAF follow-up control described later,
  • Ro Fuel is fuel specific gravity
  • AFR sto is a stoichiometric air-fuel ratio
  • Maf_corr is a MAF correction coefficient described later. Show.
  • the target injection amount Q SPR_Trgt calculated by the injection amount target value calculation unit 66 is transmitted as an injection instruction signal to the exhaust pipe injector 34 or each injector 11 when a SOx purge rich flag F SPR described later is turned on.
  • the target injection amount Q SPR_Trgt is set based on the air excess rate target value ⁇ SPR_Trgt read from the second target air excess rate setting map 65 and the fuel injection amount of each injector 11. It has become.
  • the sensor value of the lambda sensor is not used.
  • the exhaust can be effectively reduced to a desired excess air ratio required for SOx purge rich control.
  • the exhaust temperature (hereinafter also referred to as catalyst temperature) flowing into the NOx occlusion reduction type catalyst 32 during the SOx purge control is the SOx for performing exhaust pipe injection or post injection as shown at times t 2 to t 4 in FIG.
  • the purge rich flag F SPR is controlled by alternately switching on / off (rich / lean).
  • the SOx purge rich flag F SPR is turned off, the catalyst temperature is lowered by stopping the exhaust pipe injection or the post injection (hereinafter, this period is referred to as an interval TF_INT ).
  • the injection period TF_INJ is set by reading values corresponding to the engine speed Ne and the accelerator opening Q from an injection period setting map (not shown) created in advance by experiments or the like.
  • an injection period required to reliably reduce the excess air ratio of exhaust gas obtained in advance through experiments or the like to the second target excess air ratio is set according to the operating state of the engine 10. ing.
  • the interval TF_INT is set by feedback control when the SOx purge rich flag F SPR at which the catalyst temperature is highest is switched from on to off. Specifically, the proportional control for changing the input signal in proportion to the deviation ⁇ T between the target catalyst temperature and the estimated catalyst temperature when the SOx purge rich flag F SPR is turned off, and the time integral value of the deviation ⁇ T are proportional. This is processed by PID control constituted by integral control for changing the input signal and differential control for changing the input signal in proportion to the time differential value of the deviation ⁇ T.
  • the target catalyst temperature is set at a temperature at which SOx can be removed from the NOx storage reduction catalyst 32.
  • the estimated catalyst temperature is, for example, the inlet temperature of the oxidation catalyst 31 detected by the first exhaust temperature sensor 43, and the oxidation catalyst 31. It may be estimated based on the exothermic reaction in the NOx occlusion reduction type catalyst 32 or the like.
  • the SOx purge control is started from the SOx purge rich control without performing the SOx purge lean control, the fuel gas consumption is promptly shifted to the SOx purge control without lowering the exhaust temperature that has been raised by the forced filter regeneration. Can be reduced.
  • the injection period T F_INJ for raising the catalyst temperature and lowering the excess air ratio to the second target excess air ratio is set from a map referred to based on the operating state of the engine 10,
  • the interval TF_INT for lowering the catalyst temperature is processed by PID control. This makes it possible to reliably reduce the excess air ratio to the target excess ratio while effectively maintaining the catalyst temperature during the SOx purge control within a desired temperature range necessary for the purge.
  • SOx purge control (1) SOx purge flag F from on the SP injection quantity of the exhaust pipe injection or post injection accumulated, when the amount of the cumulative injected has reached the predetermined upper limit threshold amount, of (2) SOx purge control When the elapsed time counted from the start reaches a predetermined upper threshold time, (3) calculation is performed based on a predetermined model formula including the operating state of the engine 10 and the sensor value of the NOx / lambda sensor 45 as input signals.
  • SOx purge flag F SP is terminated by turning off the (time t 4 in FIG. 2 , reference time t n in FIG. 5).
  • the SOx purge control end condition is provided with the upper limit of the cumulative injection amount and the elapsed time
  • the fuel consumption amount when the SOx purge does not progress due to a decrease in the exhaust temperature or the like. Can be effectively prevented from becoming excessive.
  • NOx purge control The NOx detachment processing unit 70 is an example of the regeneration processing unit of the present invention.
  • the NOx occluded in the NOx occlusion reduction type catalyst 32 is made rich by exhaust gas and detoxified and released by reduction purification.
  • Control for recovering the NOx storage capacity of the storage reduction catalyst 32 (hereinafter, this control is referred to as NOx purge control) is executed.
  • the NOx purge flag F NP for starting the NOx purge control is turned on when the NOx emission amount per unit time is estimated from the operating state of the engine 10 and the estimated cumulative value ⁇ NOx obtained by accumulating this exceeds a predetermined threshold value ( (See time t 1 in FIG. 6).
  • a predetermined threshold value (See time t 1 in FIG. 6).
  • the NOx purification rate by the NOx occlusion reduction type catalyst 32 is calculated from the NOx emission amount upstream of the catalyst estimated from the operating state of the engine 10 and the NOx amount downstream of the catalyst detected by the NOx / lambda sensor 45. , if the NOx purification rate becomes lower than a predetermined judgment threshold, NOx purge flag F NP is turned on.
  • the enrichment by the NOx purge control is performed on the lean side of the excess air ratio from the stoichiometric air-fuel ratio equivalent value (about 1.0) from the time of steady operation (for example, about 1.5) by the air system control.
  • NOx purge lean control for reducing to 3 target excess air ratio (for example, about 1.3) and injection system control to reduce the excess air ratio from the fourth target excess air ratio to the second target excess air ratio on the rich side (for example, about 0) .9) and NOx purge rich control for reducing the pressure to 9).
  • the details of the NOx purge lean control and the NOx purge rich control will be described below.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a setting process of the MAF target value MAF NPL_Trgt at the time of NOx purge lean control.
  • the third target excess air ratio setting map 71 is a map that is referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q, and during NOx purge lean control corresponding to the engine speed Ne and the accelerator opening Q.
  • the excess air ratio target value ⁇ NPL_Trgt (third excess air ratio) is set in advance based on experiments or the like.
  • the excess air ratio target value ⁇ NPL_Trgt at the time of NOx purge lean control is read from the third target excess air ratio setting map 71 using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and is sent to the MAF target value calculation unit 72. Entered. Further, the MAF target value calculation unit 72 calculates the MAF target value MAF NPL_Trgt at the time of NOx purge lean control based on the following formula (3).
  • MAF NPL_Trgt ⁇ NPL_Trgt ⁇ Q fnl_corrd ⁇ Ro Fuel ⁇ AFR sto / Maf_corr (3)
  • Equation (3) Q fnl_corrd represents a learning-corrected fuel injection amount (excluding post-injection) described later, Ro Fuel represents fuel specific gravity, AFR sto represents a stoichiometric air-fuel ratio, and Maf_corr represents a MAF correction coefficient described later. Yes.
  • MAF target value MAF NPL_Trgt calculated by the MAF target value calculation unit 72 is input the NOx purge flag F SP is turned on (see the time t 1 in FIG. 6) to the lamp unit 73.
  • the ramp processing unit 73 reads the ramp coefficient from the ramp coefficient maps 73A and 73B using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and sets the MAF target ramp value MAF NPL_Trgt_Ramp to which the ramp coefficient is added as a valve control unit 74. To enter.
  • the valve controller 74 throttles the intake throttle valve 16 to the close side and feeds back the EGR valve 24 to the open side so that the actual MAF value MAF Act input from the MAF sensor 40 becomes the MAF target ramp value MAF NPL_Trgt_Ramp. Execute control.
  • the MAF target value MAF NPL_Trgt is set based on the excess air ratio target value ⁇ NPL_Trgt read from the third target excess air ratio setting map 71 and the fuel injection amount of each injector 11.
  • the air system operation is feedback-controlled based on the MAF target value MAF NPL_Trgt .
  • the MAF target value MAF NPL_Trgt can be set by feedforward control, and the aging deterioration and characteristic change of each injector 11 are possible. Etc. can be effectively eliminated.
  • FIG. 8 is a block diagram showing processing for setting a target injection amount Q NPR_Trgt (injection amount per unit time) for exhaust pipe injection or post injection in NOx purge rich control.
  • the fourth target excess air ratio setting map 75 is a map that is referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q, and during NOx purge rich control corresponding to the engine speed Ne and the accelerator opening Q.
  • the excess air ratio target value ⁇ NPR_Trgt (fourth target excess air ratio) is previously set based on experiments or the like.
  • the excess air ratio target value ⁇ NPR_Trgt at the time of NOx purge rich control is read using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and an injection amount target value calculation unit 76 is performed. Is input. Further, the injection amount target value calculation unit 76 calculates a target injection amount Q NPR_Trgt at the time of NOx purge rich control based on the following formula (4).
  • Q NPR_Trgt MAF NPL_Trgt ⁇ Maf_corr / ( ⁇ NPR_Target ⁇ Ro Fuel ⁇ AFR sto ) ⁇ Q fnl_corrd (4)
  • MAF NPL_Trgt is a NOx purge lean MAF target value, and is input from the MAF target value calculation unit 72 described above.
  • Q fnlRaw_corrd is a fuel injection amount (excluding post-injection) after application of learning corrected MAF follow-up control described later,
  • Ro Fuel is fuel specific gravity, AFR sto is a stoichiometric air-fuel ratio, and Maf_corr is a MAF correction coefficient described later. Show.
  • the target injection amount Q NPR_Trgt that is calculated by the injection amount target value computing unit 76, NOx purge flag F SP When turned on, is sent as the injection instruction signal to the exhaust pipe injector 34 or the injectors 11 (time of FIG. 6 t 1 ). Transmission of the injection instruction signal is continued until the NOx purge flag F NP is turned off (time t 2 in FIG. 6) by the completion judgment of the NOx purge control described later.
  • the target injection amount Q NPR_Trgt is set based on the air excess rate target value ⁇ NPR_Trgt read from the fourth target air excess rate setting map 75 and the fuel injection amount of each injector 11. It has become.
  • the sensor value of the lambda sensor is not used. It is possible to effectively reduce the exhaust gas to a desired excess air ratio required for NOx purge rich control.
  • the target injection amount Q NPR_Trgt can be set by feedforward control, and the aging deterioration and characteristic change of each injector 11 are possible. Etc. can be effectively eliminated.
  • the ECU 50 feedback-controls the opening degree of the intake throttle valve 16 and the EGR valve 24 based on the sensor value of the MAF sensor 40 in the region where the operating state of the engine 10 is on the low load side. On the other hand, in the region where the operating state of the engine 10 is on the high load side, the ECU 50 feedback-controls the supercharging pressure by the variable displacement supercharger 20 based on the sensor value of the boost pressure sensor 46 (hereinafter, this region is referred to as “high”). Booth pressure FB control area).
  • the NOx detachment processing unit 70 of this embodiment prohibits NOx purge lean control for adjusting the opening degree of the intake throttle valve 16 and the EGR valve 24 in the booth pressure FB control region, and exhaust pipe
  • the excess air ratio is reduced to the fourth target excess air ratio (the excess air ratio target value ⁇ NPR_Trgt ) only by injection or post injection.
  • the MAF target value set based on the operating state of the engine 10 may be applied to the MAF target value MAF NPL_Trgt of the above-described equation (4).
  • NOx purge control (1) when the NOx purge flag F NP is turned on, the injection amount of exhaust pipe injection or post injection is accumulated, and when this cumulative injection amount reaches a predetermined upper limit threshold amount, (2) NOx purge control When the elapsed time counted from the start reaches a predetermined upper threshold time, (3) calculation is performed based on a predetermined model formula including the operating state of the engine 10 and the sensor value of the NOx / lambda sensor 45 as input signals.
  • the cumulative injection amount and the upper limit of the elapsed time are provided in the end condition of the NOx purge control, so that the fuel consumption amount is reduced when the NOx purge is not successful due to a decrease in the exhaust temperature or the like. It is possible to reliably prevent the excess.
  • the MAF follow-up control unit 80 includes (1) a period for switching from a lean state in normal operation to a rich state by SOx purge control or NOx purge control, and (2) lean in normal operation from a rich state by SOx purge control or NOx purge control. During the switching period to the state, control for correcting the fuel injection timing and the fuel injection amount of each injector 11 in accordance with the MAF change (hereinafter, this control is referred to as MAF follow-up control) is executed.
  • the injection amount learning correction unit 90 includes a learning correction coefficient calculation unit 91 and an injection amount correction unit 92.
  • the learning correction coefficient calculation unit 91 is based on the error ⁇ between the actual lambda value ⁇ Act detected by the NOx / lambda sensor 45 during the lean operation of the engine 10 and the estimated lambda value ⁇ Est and the learning correction coefficient F for the fuel injection amount. Calculate Corr .
  • the oxidation reaction of HC does not occur in the oxidation catalyst 31, so that the actual lambda value ⁇ Act in the exhaust that passes through the oxidation catalyst 31 and is detected by the downstream NOx / lambda sensor 45, and It is considered that the estimated lambda value ⁇ Est in the exhaust discharged from the engine 10 coincides.
  • step S300 based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q, it is determined whether or not the engine 10 is in a lean operation state. If it is in the lean operation state, the process proceeds to step S310 to start the calculation of the learning correction coefficient.
  • the estimated lambda value ⁇ Est is estimated and calculated from the operating state of the engine 10 according to the engine speed Ne and the accelerator opening Q. Further, the correction sensitivity coefficient K 2 is read the actual lambda value lambda Act detected by the NOx / lambda sensor 45 from the correction sensitivity coefficient map 91A shown in FIG. 9 as an input signal.
  • step S320 it is determined whether or not the absolute value
  • step S330 it is determined whether the learning prohibition flag FPro is off.
  • Whether or not the engine 10 is in a transient operation state is determined when, for example, the time change amount is larger than a predetermined threshold based on the time change amount of the actual lambda value ⁇ Act detected by the NOx / lambda sensor 45. What is necessary is just to determine with a transient operation state.
  • step S340 the learning value map 91B (see FIG. 9) referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q is updated to the learning value F CorrAdpt calculated in step S310. More specifically, on the learning value map 91B, a plurality of learning areas divided according to the engine speed Ne and the accelerator opening Q are set. These learning regions are preferably set to have a narrower range as the region is used more frequently and to be wider as a region is used less frequently. As a result, learning accuracy is improved in regions where the usage frequency is high, and unlearning can be effectively prevented in regions where the usage frequency is low.
  • the injection amount correction unit 92 multiplies each basic injection amount of pilot injection Q Pilot , pre-injection Q Pre , main injection Q Main , after-injection Q After , and post-injection Q Post by a learning correction coefficient F Corr, thereby The injection amount is corrected.
  • the MAF correction coefficient calculation unit 95 sets MAF target value MAF SPL_Trgt and target injection amount Q SPR_Trgt at the time of SOx purge control, and MAF used for setting MAF target value MAF NPL_Trgt and target injection amount Q NPR_Trgt at the time of NOx purge control.
  • a correction coefficient Maf_corr is calculated.
  • the fuel injection amount of each injector 11 is corrected based on the error ⁇ between the actual lambda value ⁇ Act detected by the NOx / lambda sensor 45 and the estimated lambda value ⁇ Est .
  • the factor of error ⁇ is not necessarily only the effect of the difference between the commanded injection amount and the actual injection amount for each injector 11. That is, there is a possibility that the error of not only each injector 11 but also the MAF sensor 40 affects the lambda error ⁇ .
  • FIG. 11 is a block diagram showing the setting process of the MAF correction coefficient Maf_corr by the MAF correction coefficient calculation unit 95.
  • the correction coefficient setting map 96 is a map that is referred to based on the engine speed Ne and the accelerator opening Q.
  • the MAF indicating the sensor characteristics of the MAF sensor 40 corresponding to the engine speed Ne and the accelerator opening Q is shown in FIG.
  • the correction coefficient Maf_corr is set in advance based on experiments or the like.
  • the MAF correction coefficient calculation unit 95 reads the MAF correction coefficient Maf_corr from the correction coefficient setting map 96 using the engine speed Ne and the accelerator opening Q as input signals, and outputs the MAF correction coefficient Maf_corr to the MAF target value calculation unit 62, 72 and the injection amount target value calculation units 66 and 76.
  • SOx purge control when the MAF target value MAF SPL_Trgt and the target injection amount Q SPR_Trgt, the setting of the MAF target value MAF NPL_Trgt and the target injection amount Q NPR_Trgt during NOx purge control effectively the sensor characteristics of the MAF sensor 40 It becomes possible to reflect.

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Abstract

　排気のラムダ値を用いることなく、排気をＮＯｘパージ又はＳＯｘパージの目標空気過剰率に効果的に制御する。　内燃機関１０の排気系に設けられて排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元型触媒３２と、排気の空気過剰率を所定の目標空気過剰率まで低下させてＮＯｘ還元型触媒３２のＮＯｘ浄化能力を回復させる再生処理部６０，７０とを備え、再生処理部６０，７０は、内燃機関の吸入空気量、目標空気過剰率及び、内燃機関の燃料噴射量に基づいて、排気の空気過剰率を目標空気過剰率にするのに必要なポスト噴射及び排気管噴射の少なくとも一方の目標噴射量を設定する目標設定部６６，７６と、目標設定部６６，７６から入力される目標噴射量に基づいて、ポスト噴射及び排気管噴射の少なくとも一方の噴射量を制御する噴射制御部５０とを含む。

Description

排気浄化システム及び、その制御方法
　本発明は、排気浄化システム及び、その制御方法に関する。
　従来、内燃機関から排出される排気中の窒素化合物（ＮＯｘ）を還元浄化する触媒として、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が知られている。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、排気がリーン雰囲気のときに排気中に含まれるＮＯｘを吸蔵すると共に、排気がリッチ雰囲気のときに排気中に含まれる炭化水素で吸蔵していたＮＯｘを還元浄化により無害化して放出する。このため、触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定量に達した場合は、ＮＯｘ吸蔵能力を回復させるべく、ポスト噴射や排気管噴射によって排気をリッチ状態にする所謂ＮＯｘパージを定期的に行う必要がある（例えば、特許文献１参照）。
　また、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒には、排気中に含まれる硫黄酸化物（以下、ＳＯｘという）も吸蔵される。このＳＯｘ吸蔵量が増加すると、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ浄化能力を低下させる課題がある。このため、ＳＯｘ吸蔵量が所定量に達した場合は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒からＳＯｘを離脱させてＳ被毒から回復させるべく、ポスト噴射や排気管噴射によって上流側の酸化触媒に未燃燃料を供給して排気温度をＳＯｘ離脱温度まで上昇させる所謂ＳＯｘパージを定期的に行う必要がある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００８－２０２４２５号公報 特開２００９－４７０８６号公報 特開２００９－２０３８６６号公報 特開２００３－０９０２５０号公報
　一般的に、ＮＯｘパージやＳＯｘパージを実行する際は、排気をパージに必要な目標空気過剰率まで低下させるべく、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の上流側に配置したラムダセンサのセンサ値に基づいて、ポスト噴射量や排気管噴射量等をフィードバック制御している。
　しかしながら、ラムダセンサは、ポスト噴射や排気管噴射による供給燃料が排気熱によって十分に酸化されていない状態では、その測定精度を確保できない課題がある。このため、ラムダセンサを用いる手法では、排気を目標空気過剰率に制御できない可能性がある。
　開示のシステムは、排気のラムダ値を用いることなく、排気をＮＯｘパージ又はＳＯｘパージの目標空気過剰率に効果的に制御することを目的とする。
　開示のシステムは、内燃機関の排気系に設けられて排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元型触媒と、排気の空気過剰率を所定の目標空気過剰率まで低下させて前記ＮＯｘ還元型触媒のＮＯｘ浄化能力を回復させる再生処理部と、を備える排気浄化システムであって、前記再生処理部は、前記内燃機関の吸入空気量、前記目標空気過剰率及び、前記内燃機関の燃料噴射量に基づいて、排気の空気過剰率を前記目標空気過剰率にするのに必要なポスト噴射及び排気管噴射の少なくとも一方の目標噴射量を設定する目標設定部と、前記目標設定部から入力される目標噴射量に基づいて、ポスト噴射及び排気管噴射の少なくとも一方の噴射量を制御する噴射制御部とを含む。
本実施形態に係る排気浄化システムを示す全体構成図である。 本実施形態に係るＳＯｘパージ制御を説明するタイミングチャート図である。 本実施形態に係るＳＯｘパージリーン制御時のＭＡＦ目標値の設定処理を示すブロック図である。 本実施形態に係るＳＯｘパージリッチ制御時の目標噴射量の設定処理を示すブロック図である。 本実施形態に係るＳＯｘパージ制御の触媒温度調整制御を説明するタイミングチャート図である。 本実施形態に係るＮＯｘパージ制御を説明するタイミングチャート図である。 本実施形態に係るＮＯｘパージリーン制御時のＭＡＦ目標値の設定処理を示すブロック図である。 本実施形態に係るＮＯｘパージリッチ制御時の目標噴射量の設定処理を示すブロック図である。 本実施形態に係るインジェクタの噴射量学習補正の処理を示すブロック図である。 本実施形態に係る学習補正係数の演算処理を説明するフロー図である。 本実施形態に係るＭＡＦ補正係数の設定処理を示すブロック図である。
　以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る排気浄化システムを説明する。
　図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１０の各気筒には、図示しないコモンレールに畜圧された高圧燃料を各気筒内に直接噴射するインジェクタ１１がそれぞれ設けられている。これら各インジェクタ１１の燃料噴射量や燃料噴射タイミングは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）５０から入力される指示信号に応じてコントロールされる。
　エンジン１０の吸気マニホールド１０Ａには新気を導入する吸気通路１２が接続され、排気マニホールド１０Ｂには排気を外部に導出する排気通路１３が接続されている。吸気通路１２には、吸気上流側から順にエアクリーナ１４、吸入空気量センサ（以下、ＭＡＦセンサという）４０、可変容量型過給機２０のコンプレッサ２０Ａ、インタークーラ１５、吸気スロットルバルブ１６等が設けられている。排気通路１３には、排気上流側から順に可変容量型過給機２０のタービン２０Ｂ、排気後処理装置３０等が設けられている。なお、図１中において、符号４１はエンジン回転数センサ、符号４２はアクセル開度センサ、符号４６はブースト圧センサをそれぞれ示している。
　ＥＧＲ装置２１は、排気マニホールド１０Ｂと吸気マニホールド１０Ａとを接続するＥＧＲ通路２２と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２３と、ＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブ２４とを備えている。
　排気後処理装置３０は、ケース３０Ａ内に排気上流側から順に酸化触媒３１、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２、パティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという）３３を配置して構成されている。また、酸化触媒３１よりも上流側の排気通路１３には、ＥＣＵ５０から入力される指示信号に応じて、排気通路１３内に未燃燃料（主にＨＣ）を噴射する排気管噴射装置３４が設けられている。
　酸化触媒３１は、例えば、ハニカム構造体等のセラミック製担体表面に酸化触媒成分を担持して形成されている。酸化触媒３１は、排気管噴射装置３４又はインジェクタ１１のポスト噴射によって未燃燃料が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。
　ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２は、例えば、ハニカム構造体等のセラミック製担体表面にアルカリ金属等を担持して形成されている。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２は、排気空燃比がリーン状態のときに排気中のＮＯｘを吸蔵すると共に、排気空燃比がリッチ状態のときに排気中に含まれる還元剤（ＨＣ等）で吸蔵したＮＯｘを還元浄化する。
　フィルタ３３は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。フィルタ３３は、排気中のＰＭを隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、ＰＭ堆積推定量が所定量に達すると、これを燃焼除去するいわゆるフィルタ強制再生が実行される。フィルタ強制再生は、排気管噴射又はポスト噴射によって上流側の酸化触媒３１に未燃燃料を供給し、フィルタ３３に流入する排気温度をＰＭ燃焼温度まで昇温することで行われる。
　第１排気温度センサ４３は、酸化触媒３１よりも上流側に設けられており、酸化触媒３１に流入する排気温度を検出する。第２排気温度センサ４４は、酸化触媒３１とＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２との間に設けられており、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２に流入する排気温度を検出する。ＮＯｘ／ラムダセンサ４５は、フィルタ３３よりも下流側に設けられており、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２を通過した排気のＮＯｘ値及びラムダ値（以下、空気過剰率ともいう）を検出する。
　ＥＣＵ５０は、エンジン１０等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。これら各種制御を行うため、ＥＣＵ５０にはセンサ類４０～４５のセンサ値が入力される。また、ＥＣＵ５０は、フィルタ強制再生制御部５１と、ＳＯｘ離脱処理部６０と、ＮＯｘ離脱処理部７０と、ＭＡＦ追従制御部８０、噴射量学習補正部９０と、ＭＡＦ補正係数演算部９５とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるＥＣＵ５０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
　［フィルタ強制再生制御］
　フィルタ強制再生制御部５１は、車両の走行距離、あるいは図示しない差圧センサで検出されるフィルタ前後差圧からフィルタ３３のＰＭ堆積量を推定すると共に、このＰＭ堆積推定量が所定の上限閾値を超えると強制再生フラグＦDPFをオンにする（図２の時刻ｔ1参照）。強制再生フラグＦDPFがオンにされると、排気管噴射装置３４に排気管噴射を実行させる指示信号が送信されるか、あるいは、各インジェクタ１１にポスト噴射を実行させる指示信号が送信されて、排気温度をＰＭ燃焼温度（例えば、約５５０℃）まで昇温させる。この強制再生フラグＦDPFは、ＰＭ堆積推定量が燃焼除去を示す所定の下限閾値（判定閾値）まで低下するとオフにされる（図２の時刻ｔ2参照）。なお、強制再生フラグＦDPFをオフにする判定閾値は、例えば、フィルタ強制再生開始（ＦDPF＝１）からの上限経過時間や上限累積噴射量を基準にしてもよい。
　［ＳＯｘパージ制御］
　ＳＯｘ離脱処理部６０は、本発明の再生処理部の一例であって、排気をリッチ状態にして排気温度を硫黄離脱温度（例えば、約６００℃）まで上昇させて、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２をＳＯｘ被毒から回復させる制御（以下、この制御をＳＯｘパージ制御という）を実行する。
　図２は、本実施形態のＳＯｘパージ制御のタイミングチャートを示している。図２に示すように、ＳＯｘパージ制御を開始するＳＯｘパージフラグＦSPは、強制再生フラグＦDPFのオフと同時にオンにされる（図２の時刻ｔ2参照）。これにより、フィルタ３３の強制再生によって排気温度を上昇させた状態からＳＯｘパージ制御に効率よく移行することが可能となり、燃料消費量を効果的に低減することができる。
　本実施形態において、ＳＯｘパージ制御によるリッチ化は、空気系制御によって空気過剰率を定常運転時（例えば、約１．５）から理論空燃比相当値（約１．０）よりもリーン側の第１目標空気過剰率（例えば、約１．３）まで低下させるＳＯｘパージリーン制御と、噴射系制御によって空気過剰率を第１目標空気過剰率からリッチ側の第２目標空気過剰率（例えば、約０．９）まで低下させるＳＯｘパージリッチ制御とを併用することで実現される。以下、ＳＯｘパージリーン制御及び、ＳＯｘパージリッチ制御の詳細について説明する。
　［ＳＯｘパージリーン制御の空気系制御］
　図３は、ＳＯｘパージリーン制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦSPL_Trgtの設定処理を示すブロック図である。第１目標空気過剰率設定マップ６１は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑ（エンジン１０の燃料噴射量）に基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｑとに対応したＳＯｘパージリーン制御時の空気過剰率目標値λSPL_Trgt（第１目標空気過剰率）が予め実験等に基づいて設定されている。
　まず、第１目標空気過剰率設定マップ６１から、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号としてＳＯｘパージリーン制御時の空気過剰率目標値λSPL_Trgtが読み取られて、ＭＡＦ目標値演算部６２に入力される。さらに、ＭＡＦ目標値演算部６２では、以下の数式（１）に基づいてＳＯｘパージリーン制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦSPL_Trgtが演算される。
　ＭＡＦSPL_Trgt＝λSPL_Trgt×Ｑfnl_corrd×ＲｏFuel×ＡＦＲsto／Ｍａｆ_corr・・・（１）
　数式（１）において、Ｑfnl_corrdは後述する学習補正された燃料噴射量（ポスト噴射を除く）、ＲｏFuelは燃料比重、ＡＦＲstoは理論空燃比、Ｍａｆ_corrは後述するＭＡＦ補正係数をそれぞれ示している。
　ＭＡＦ目標値演算部６２によって演算されたＭＡＦ目標値ＭＡＦSPL_Trgtは、ＳＯｘパージフラグＦSPがオン（図２の時刻ｔ2参照）になるとランプ処理部６３に入力される。ランプ処理部６３は、各ランプ係数マップ６３Ａ，Ｂからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号としてランプ係数を読み取ると共に、このランプ係数を付加したＭＡＦ目標ランプ値ＭＡＦSPL_Trgt_Rampをバルブ制御部６４に入力する。
　バルブ制御部６４は、ＭＡＦセンサ４０から入力される実ＭＡＦ値ＭＡＦActがＭＡＦ目標ランプ値ＭＡＦSPL_Trgt_Rampとなるように、吸気スロットルバルブ１６を閉側に絞ると共に、ＥＧＲバルブ２４を開側に開くフィードバック制御を実行する。
　このように、本実施形態では、第１目標空気過剰率設定マップ６１から読み取られる空気過剰率目標値λSPL_Trgtと、各インジェクタ１１の燃料噴射量とに基づいてＭＡＦ目標値ＭＡＦSPL_Trgtを設定し、このＭＡＦ目標値ＭＡＦSPL_Trgtに基づいて空気系動作をフィードバック制御するようになっている。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をＳＯｘパージリーン制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。
　また、各インジェクタ１１の燃料噴射量として学習補正後の燃料噴射量Ｑfnl_corrdを用いることで、ＭＡＦ目標値ＭＡＦSPL_Trgtをフィードフォワード制御で設定することが可能となり、各インジェクタ１１の経年劣化や特性変化、個体差等の影響を効果的に排除することができる。
　また、ＭＡＦ目標値ＭＡＦSPL_Trgtにエンジン１０の運転状態に応じて設定されるランプ係数を付加することで、吸入空気量の急激な変化によるエンジン１０の失火やトルク変動によるドライバビリティーの悪化等を効果的に防止することができる。
　［ＳＯｘパージリッチ制御の燃料噴射量設定］
　図４は、ＳＯｘパージリッチ制御における排気管噴射又はポスト噴射の目標噴射量ＱSPR_Trgt（単位時間当たりの噴射量）の設定処理を示すブロック図である。第２目標空気過剰率設定マップ６５は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｑとに対応したＳＯｘパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λSPR_Trgt（第２目標空気過剰率）が予め実験等に基づいて設定されている。
　まず、第２目標空気過剰率設定マップ６５から、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号としてＳＯｘパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λSPR_Trgtが読み取られて、噴射量目標値演算部６６に入力される。さらに、噴射量目標値演算部６６では、以下の数式（２）に基づいてＳＯｘパージリッチ制御時の目標噴射量ＱSPR_Trgtが演算される。
　ＱSPR_Trgt＝ＭＡＦSPL_Trgt×Ｍａｆ_corr／（λSPR_Target×ＲｏFuel×ＡＦＲsto）－Ｑfnl_corrd・・・（２）
　数式（２）において、ＭＡＦSPL_TrgtはＳＯｘパージリーン時のＭＡＦ目標値であって、前述のＭＡＦ目標値演算部６２から入力される。また、ＱfnlRaw_corrdは後述する学習補正されたＭＡＦ追従制御適用前の燃料噴射量（ポスト噴射を除く）、ＲｏFuelは燃料比重、ＡＦＲstoは理論空燃比、Ｍａｆ_corrは後述するＭＡＦ補正係数をそれぞれ示している。
　噴射量目標値演算部６６によって演算された目標噴射量ＱSPR_Trgtは、後述するＳＯｘパージリッチフラグＦSPRがオンになると、排気管噴射装置３４又は、各インジェクタ１１に噴射指示信号として送信される。
　このように、本実施形態では、第２目標空気過剰率設定マップ６５から読み取られる空気過剰率目標値λSPR_Trgtと、各インジェクタ１１の燃料噴射量とに基づいて目標噴射量ＱSPR_Trgtを設定するようになっている。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をＳＯｘパージリッチ制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。
　また、各インジェクタ１１の燃料噴射量として学習補正後の燃料噴射量Ｑfnl_corrdを用いることで、目標噴射量ＱSPR_Trgtをフィードフォワード制御で設定することが可能となり、各インジェクタ１１の経年劣化や特性変化等の影響を効果的に排除することができる。
　［ＳＯｘパージ制御の触媒温度調整制御］
　ＳＯｘパージ制御中にＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２に流入する排気温度（以下、触媒温度ともいう）は、図２の時刻ｔ2～ｔ4に示すように、排気管噴射又はポスト噴射を実行するＳＯｘパージリッチフラグＦSPRのオン・オフ（リッチ・リーン）を交互に切り替えることで制御される。ＳＯｘパージリッチフラグＦSPRがオン（ＦSPR＝１）にされると、排気管噴射又はポスト噴射によって触媒温度は上昇する（以下、この期間を噴射期間ＴF_INJという）。一方、ＳＯｘパージリッチフラグＦSPRがオフにされると、排気管噴射又はポスト噴射の停止によって触媒温度は低下する（以下、この期間をインターバルＴF_INTという）。
　本実施形態において、噴射期間ＴF_INJは、予め実験等により作成した噴射期間設定マップ（不図示）からエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに対応する値を読み取ることで設定される。この噴射時間設定マップには、予め実験等によって求めた排気の空気過剰率を第２目標空気過剰率まで確実に低下させるのに必要となる噴射期間が、エンジン１０の運転状態に応じて設定されている。
　インターバルＴF_INTは、触媒温度が最も高くなるＳＯｘパージリッチフラグＦSPRがオンからオフに切り替えられた際に、フィードバック制御によって設定される。具体的には、ＳＯｘパージリッチフラグＦSPRがオフされた際の目標触媒温度と推定触媒温度との偏差ΔＴに比例して入力信号を変化させる比例制御と、偏差ΔＴの時間積分値に比例して入力信号を変化させる積分制御と、偏差ΔＴの時間微分値に比例して入力信号を変化させる微分制御とで構成されるＰＩＤ制御によって処理される。目標触媒温度は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２からＳＯｘを離脱可能な温度で設定され、推定触媒温度は、例えば、第１排気温度センサ４３で検出される酸化触媒３１の入口温度と、酸化触媒３１及びＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の内部での発熱反応等に基づいて推定すればよい。
　図５の時刻ｔ1に示すように、フィルタ強制再生の終了（ＦDPF＝０）によってＳＯｘパージフラグＦSPがオンされると、ＳＯｘパージリッチフラグＦSPRもオンにされ、さらに前回のＳＯｘパージ制御時にフィードバック計算されたインターバルＴF_INTも一旦リセットされる。すなわち、フィルタ強制再生直後の初回は、噴射期間設定マップで設定した噴射期間ＴF_INJ_1に応じて排気管噴射又はポスト噴射が実行される（図５の時刻ｔ1～ｔ2参照）。このように、ＳＯｘパージリーン制御を行うことなくＳＯｘパージリッチ制御からＳＯｘパージ制御を開始するので、フィルタ強制再生で上昇した排気温度を低下させることなく、速やかにＳＯｘパージ制御に移行され、燃料消費量を低減することができる。
　次いで、噴射期間ＴF_INJ_1の経過によってＳＯｘパージリッチフラグＦSPRがオフになると、ＰＩＤ制御によって設定されたインターバルＴF_INT_1が経過するまで、ＳＯｘパージリッチフラグＦSPRはオフとされる（図５の時刻ｔ2～ｔ3参照）。さらに、インターバルＴF_INT_1の経過によってＳＯｘパージリッチフラグＦSPRがオンにされると、再び噴射期間ＴF_INJ_2に応じた排気管噴射又はポスト噴射が実行される（図５の時刻ｔ3～ｔ4参照）。その後、これらＳＯｘパージリッチフラグＦSPRのオン・オフの切り替えは、後述するＳＯｘパージ制御の終了判定によってＳＯｘパージフラグＦSPがオフ（図５の時刻ｔn参照）にされるまで繰り返し実行される。
　このように、本実施形態では、触媒温度を上昇させると共に空気過剰率を第２目標空気過剰率まで低下させる噴射期間ＴF_INJをエンジン１０の運転状態に基づいて参照されるマップから設定すると共に、触媒温度を降下させるインターバルＴF_INTをＰＩＤ制御によって処理するようになっている。これにより、ＳＯｘパージ制御中の触媒温度をパージに必要な所望の温度範囲に効果的に維持しつつ、空気過剰率を目標過剰率まで確実に低下させることが可能になる。
　［ＳＯｘパージ制御の終了判定］
　ＳＯｘパージ制御は、（１）ＳＯｘパージフラグＦSPのオンから排気管噴射又はポスト噴射の噴射量を累積し、この累積噴射量が所定の上限閾値量に達した場合、（２）ＳＯｘパージ制御の開始から計時した経過時間が所定の上限閾値時間に達した場合、（３）エンジン１０の運転状態やＮＯｘ／ラムダセンサ４５のセンサ値等を入力信号として含む所定のモデル式に基づいて演算されるＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＳＯｘ吸着量がＳＯｘ除去成功を示す所定の閾値まで低下した場合の何れかの条件が成立すると、ＳＯｘパージフラグＦSPをオフにして終了される（図２の時刻ｔ4、図５の時刻ｔn参照）。
　このように、本実施形態では、ＳＯｘパージ制御の終了条件に累積噴射量及び、経過時間の上限を設けたことで、ＳＯｘパージが排気温度の低下等によって進捗しなかった場合に、燃料消費量が過剰になることを効果的に防止することができる。
　［ＮＯｘパージ制御］
　ＮＯｘ離脱処理部７０は、本発明の再生処理部の一例であって、排気をリッチ雰囲気にしてＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２に吸蔵されているＮＯｘを還元浄化により無害化して放出することで、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＮＯｘ吸蔵能力を回復させる制御（以下、この制御をＮＯｘパージ制御という）を実行する。
　ＮＯｘパージ制御を開始するＮＯｘパージフラグＦNPは、エンジン１０の運転状態から単位時間当たりのＮＯｘ排出量を推定し、これを累積計算した推定累積値ΣＮＯｘが所定の閾値を超えるとオンにされる（図６の時刻ｔ1参照）。あるいは、エンジン１０の運転状態から推定される触媒上流側のＮＯｘ排出量と、ＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される触媒下流側のＮＯｘ量とからＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２によるＮＯｘ浄化率を演算し、このＮＯｘ浄化率が所定の判定閾値よりも低くなった場合に、ＮＯｘパージフラグＦNPはオンにされる。
　本実施形態において、ＮＯｘパージ制御によるリッチ化は、空気系制御によって空気過剰率を定常運転時（例えば、約１．５）から理論空燃比相当値（約１．０）よりもリーン側の第３目標空気過剰率（例えば、約１．３）まで低下させるＮＯｘパージリーン制御と、噴射系制御によって空気過剰率を第４目標空気過剰率からリッチ側の第２目標空気過剰率（例えば、約０．９）まで低下させるＮＯｘパージリッチ制御とを併用することで実現される。以下、ＮＯｘパージリーン制御及び、ＮＯｘパージリッチ制御の詳細について説明する。
　［ＮＯｘパージリーン制御のＭＡＦ目標値設定］
　図７は、ＮＯｘパージリーン制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦNPL_Trgtの設定処理を示すブロック図である。第３目標空気過剰率設定マップ７１は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｑとに対応したＮＯｘパージリーン制御時の空気過剰率目標値λNPL_Trgt（第３目標空気過剰率）が予め実験等に基づいて設定されている。
　まず、第３目標空気過剰率設定マップ７１から、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号としてＮＯｘパージリーン制御時の空気過剰率目標値λNPL_Trgtが読み取られて、ＭＡＦ目標値演算部７２に入力される。さらに、ＭＡＦ目標値演算部７２では、以下の数式（３）に基づいてＮＯｘパージリーン制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦNPL_Trgtが演算される。
　ＭＡＦNPL_Trgt＝λNPL_Trgt×Ｑfnl_corrd×ＲｏFuel×ＡＦＲsto／Ｍａｆ_corr・・・（３）
　数式（３）において、Ｑfnl_corrdは後述する学習補正された燃料噴射量（ポスト噴射を除く）、ＲｏFuelは燃料比重、ＡＦＲstoは理論空燃比、Ｍａｆ_corrは後述するＭＡＦ補正係数をそれぞれ示している。
　ＭＡＦ目標値演算部７２によって演算されたＭＡＦ目標値ＭＡＦNPL_Trgtは、ＮＯｘパージフラグＦSPがオン（図６の時刻ｔ1参照）になるとランプ処理部７３に入力される。ランプ処理部７３は、各ランプ係数マップ７３Ａ，Ｂからエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号としてランプ係数を読み取ると共に、このランプ係数を付加したＭＡＦ目標ランプ値ＭＡＦNPL_Trgt_Rampをバルブ制御部７４に入力する。
　バルブ制御部７４は、ＭＡＦセンサ４０から入力される実ＭＡＦ値ＭＡＦActがＭＡＦ目標ランプ値ＭＡＦNPL_Trgt_Rampとなるように、吸気スロットルバルブ１６を閉側に絞ると共に、ＥＧＲバルブ２４を開側に開くフィードバック制御を実行する。
　このように、本実施形態では、第３目標空気過剰率設定マップ７１から読み取られる空気過剰率目標値λNPL_Trgtと、各インジェクタ１１の燃料噴射量とに基づいてＭＡＦ目標値ＭＡＦNPL_Trgtを設定し、このＭＡＦ目標値ＭＡＦNPL_Trgtに基づいて空気系動作をフィードバック制御するようになっている。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をＮＯｘパージリーン制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。
　また、各インジェクタ１１の燃料噴射量として学習補正後の燃料噴射量Ｑfnl_corrdを用いることで、ＭＡＦ目標値ＭＡＦNPL_Trgtをフィードフォワード制御で設定することが可能となり、各インジェクタ１１の経年劣化や特性変化等の影響を効果的に排除することができる。
　また、ＭＡＦ目標値ＭＡＦNPL_Trgtにエンジン１０の運転状態に応じて設定されるランプ係数を付加することで、吸入空気量の急激な変化によるエンジン１０の失火やトルク変動によるドライバビリティーの悪化等を効果的に防止することができる。
　［ＮＯｘパージリッチ制御の燃料噴射量設定］
　図８は、ＮＯｘパージリッチ制御における排気管噴射又はポスト噴射の目標噴射量ＱNPR_Trgt（単位時間当たりの噴射量）の設定処理を示すブロック図である。第４目標空気過剰率設定マップ７５は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｑとに対応したＮＯｘパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λNPR_Trgt（第４目標空気過剰率）が予め実験等に基づいて設定されている。
　まず、第４目標空気過剰率設定マップ７５から、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号としてＮＯｘパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λNPR_Trgtが読み取られて噴射量目標値演算部７６に入力される。さらに、噴射量目標値演算部７６では、以下の数式（４）に基づいてＮＯｘパージリッチ制御時の目標噴射量ＱNPR_Trgtが演算される。
　ＱNPR_Trgt＝ＭＡＦNPL_Trgt×Ｍａｆ_corr／（λNPR_Target×ＲｏFuel×ＡＦＲsto）－Ｑfnl_corrd・・・（４）
　数式（４）において、ＭＡＦNPL_TrgtはＮＯｘパージリーンＭＡＦ目標値であって、前述のＭＡＦ目標値演算部７２から入力される。また、ＱfnlRaw_corrdは後述する学習補正されたＭＡＦ追従制御適用前の燃料噴射量（ポスト噴射を除く）、ＲｏFuelは燃料比重、ＡＦＲstoは理論空燃比、Ｍａｆ_corrは後述するＭＡＦ補正係数をそれぞれ示している。
　噴射量目標値演算部７６によって演算される目標噴射量ＱNPR_Trgtは、ＮＯｘパージフラグＦSPがオンになると、排気管噴射装置３４又は各インジェクタ１１に噴射指示信号として送信される（図６の時刻ｔ1）。この噴射指示信号の送信は、後述するＮＯｘパージ制御の終了判定によってＮＯｘパージフラグＦNPがオフ（図６の時刻ｔ2）にされるまで継続される。
　このように、本実施形態では、第４目標空気過剰率設定マップ７５から読み取られる空気過剰率目標値λNPR_Trgtと、各インジェクタ１１の燃料噴射量とに基づいて目標噴射量ＱNPR_Trgtを設定するようになっている。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けることなく、或いは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の上流側にラムダセンサを設けた場合も当該ラムダセンサのセンサ値を用いることなく、排気をＮＯｘパージリッチ制御に必要な所望の空気過剰率まで効果的に低下させることが可能になる。
　また、各インジェクタ１１の燃料噴射量として学習補正後の燃料噴射量Ｑfnl_corrdを用いることで、目標噴射量ＱNPR_Trgtをフィードフォワード制御で設定することが可能となり、各インジェクタ１１の経年劣化や特性変化等の影響を効果的に排除することができる。
　［ＮＯｘパージ制御の空気系制御禁止］
　ＥＣＵ５０は、エンジン１０の運転状態が低負荷側の領域では、ＭＡＦセンサ４０のセンサ値に基づいて吸気スロットルバルブ１６やＥＧＲバルブ２４の開度をフィードバック制御している。一方、エンジン１０の運転状態が高負荷側の領域では、ＥＣＵ５０はブースト圧センサ４６のセンサ値に基づいて可変容量型過給機２０による過給圧をフィードバック制御している（以下、この領域をブース圧ＦＢ制御領域という）。
　このようなブース圧ＦＢ制御領域では、吸気スロットルバルブ１６やＥＧＲバルブ２４の制御が可変容量型過給機２０の制御と干渉してしまう現象が生じる。このため、上述の数式（３）で設定されるＭＡＦ目標値ＭＡＦNPL_Trgtに基づいて空気系をフィードバック制御するＮＯｘパージリーン制御を実行しても、吸入空気量をＭＡＦ目標値NPL_Trgtに維持できない課題がある。その結果、ポスト噴射や排気管噴射を実行するＮＯｘパージリッチ制御を開始しても、空気過剰率をＮＯｘパージに必要な第４目標空気過剰率（空気過剰率目標値λNPR_Trgt）まで低下させられない可能性がある。
　このような現象を回避すべく、本実施形態のＮＯｘ離脱処理部７０は、ブース圧ＦＢ制御領域では、吸気スロットルバルブ１６やＥＧＲバルブ２４の開度を調整するＮＯｘパージリーン制御を禁止し、排気管噴射又はポスト噴射のみで空気過剰率を第４目標空気過剰率（空気過剰率目標値λNPR_Trgt）まで低下させる。これにより、ブース圧ＦＢ制御領域においても、ＮＯｘパージを確実に行うことが可能になる。なお、この場合、上述の数式（４）のＭＡＦ目標値ＭＡＦNPL_Trgtには、エンジン１０の運転状態に基づいて設定されるＭＡＦ目標値を適用すればよい。
　［ＮＯｘパージ制御の終了判定］
　ＮＯｘパージ制御は、（１）ＮＯｘパージフラグＦNPのオンから排気管噴射又はポスト噴射の噴射量を累積し、この累積噴射量が所定の上限閾値量に達した場合、（２）ＮＯｘパージ制御の開始から計時した経過時間が所定の上限閾値時間に達した場合、（３）エンジン１０の運転状態やＮＯｘ／ラムダセンサ４５のセンサ値等を入力信号として含む所定のモデル式に基づいて演算されるＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＮＯｘ吸蔵量がＮＯｘ除去成功を示す所定の閾値まで低下した場合の何れかの条件が成立すると、ＮＯｘパージフラグＦNPをオフにして終了される（図６の時刻ｔ2参照）。
　このように、本実施形態では、ＮＯｘパージ制御の終了条件に累積噴射量及び、経過時間の上限を設けたことで、ＮＯｘパージが排気温度の低下等によって成功しなかった場合に燃料消費量が過剰になることを確実に防止することができる。
　［ＭＡＦ追従制御］
　ＭＡＦ追従制御部８０は、（１）通常運転のリーン状態からＳＯｘパージ制御又はＮＯｘパージ制御によるリッチ状態への切り替え期間及び、（２）ＳＯｘパージ制御又はＮＯｘパージ制御によるリッチ状態から通常運転のリーン状態への切り替え期間に、各インジェクタ１１の燃料噴射タイミング及び燃料噴射量をＭＡＦ変化に応じて補正する制御（以下、この制御をＭＡＦ追従制御という）を実行する。
　［噴射量学習補正］
　図９に示すように、噴射量学習補正部９０は、学習補正係数演算部９１と、噴射量補正部９２とを有する。
　学習補正係数演算部９１は、エンジン１０のリーン運転時にＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λActと、推定ラムダ値λEstとの誤差Δλに基づいて燃料噴射量の学習補正係数ＦCorrを演算する。排気がリーン状態のときは、酸化触媒３１でＨＣの酸化反応が生じないため、酸化触媒３１を通過して下流側のＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される排気中の実ラムダ値λActと、エンジン１０から排出された排気中の推定ラムダ値λEstとは一致すると考えられる。このため、これら実ラムダ値λActと推定ラムダ値λEstとに誤差Δλが生じた場合は、各インジェクタ１１に対する指示噴射量と実噴射量との差によるものと仮定することができる。以下、この誤差Δλを用いた学習補正係数演算部９１による学習補正係数の演算処理を図１０のフローに基づいて説明する。
　ステップＳ３００では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて、エンジン１０がリーン運転状態にあるか否かが判定される。リーン運転状態にあれば、学習補正係数の演算を開始すべく、ステップＳ３１０に進む。
　ステップＳ３１０では、推定ラムダ値λEstからＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λActを減算した誤差Δλに、学習値ゲインＫ1及び補正感度係数Ｋ2を乗じることで、学習値ＦCorrAdptが演算される（ＦCorrAdpt＝（λEst－λAct）×Ｋ1×Ｋ2）。推定ラムダ値λEstは、エンジン回転数Ｎｅやアクセル開度Ｑに応じたエンジン１０の運転状態から推定演算される。また、補正感度係数Ｋ2は、図９に示す補正感度係数マップ９１ＡからＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λActを入力信号として読み取られる。
　ステップＳ３２０では、学習値ＦCorrAdptの絶対値｜ＦCorrAdpt｜が所定の補正限界値Ａの範囲内にあるか否かが判定される。絶対値｜ＦCorrAdpt｜が補正限界値Ａを超えている場合、本制御はリターンされて今回の学習を中止する。
　ステップＳ３３０では、学習禁止フラグＦProがオフか否かが判定される。学習禁止フラグＦProとしては、例えば、エンジン１０の過渡運転時、ＳＯｘパージ制御時（ＦSP＝１）、ＮＯｘパージ制御時（ＦNP＝１）等が該当する。これらの条件が成立する状態では、実ラムダ値λActの変化によって誤差Δλが大きくなり、正確な学習を行えないためである。エンジン１０が過渡運転状態にあるか否かは、例えば、ＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λActの時間変化量に基づいて、当該時間変化量が所定の閾値よりも大きい場合に過渡運転状態と判定すればよい。
　ステップＳ３４０では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて参照される学習値マップ９１Ｂ（図９参照）が、ステップＳ３１０で演算された学習値ＦCorrAdptに更新される。より詳しくは、この学習値マップ９１Ｂ上には、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに応じて区画された複数の学習領域が設定されている。これら学習領域は、好ましくは、使用頻度が多い領域ほどその範囲が狭く設定され、使用頻度が少ない領域ほどその範囲が広く設定されている。これにより、使用頻度が多い領域では学習精度が向上され、使用頻度が少ない領域では未学習を効果的に防止することが可能になる。
　ステップＳ３５０では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号として学習値マップ９１Ｂから読み取った学習値に「１」を加算することで、学習補正係数ＦCorrが演算される（ＦCorr＝１＋ＦCorrAdpt）。この学習補正係数ＦCorrは、図９に示す噴射量補正部９２に入力される。
　噴射量補正部９２は、パイロット噴射ＱPilot、プレ噴射ＱPre、メイン噴射ＱMain、アフタ噴射ＱAfter、ポスト噴射ＱPostの各基本噴射量に学習補正係数ＦCorrを乗算することで、これら燃料噴射量の補正を実行する。
　このように、推定ラムダ値λEstと実ラムダ値λActとの誤差Δλに応じた学習値で各インジェクタ１１に燃料噴射量を補正することで、各インジェクタ１１の経年劣化や特性変化、個体差等のバラツキを効果的に排除することが可能になる。
　［ＭＡＦ補正係数］
　ＭＡＦ補正係数演算部９５は、ＳＯｘパージ制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦSPL_Trgtや目標噴射量ＱSPR_Trgtの設定及び、ＮＯｘパージ制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦNPL_Trgtや目標噴射量ＱNPR_Trgtの設定に用いられるＭＡＦ補正係数Ｍａｆ_corrを演算する。
　本実施形態において、各インジェクタ１１の燃料噴射量は、ＮＯｘ／ラムダセンサ４５で検出される実ラムダ値λActと推定ラムダ値λEstとの誤差Δλに基づいて補正される。しかしながら、ラムダは空気と燃料の比であるため、誤差Δλの要因が必ずしも各インジェクタ１１に対する指示噴射量と実噴射量との差の影響のみとは限らない。すなわち、ラムダの誤差Δλには、各インジェクタ１１のみならずＭＡＦセンサ４０の誤差も影響している可能性がある。
　図１１は、ＭＡＦ補正係数演算部９５によるＭＡＦ補正係数Ｍａｆ_corrの設定処理を示すブロック図である。補正係数設定マップ９６は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｑとに対応したＭＡＦセンサ４０のセンサ特性を示すＭＡＦ補正係数Ｍａｆ_corrが予め実験等に基づいて設定されている。
　ＭＡＦ補正係数演算部９５は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑを入力信号として補正係数設定マップ９６からＭＡＦ補正係数Ｍａｆ_corrを読み取ると共に、このＭＡＦ補正係数Ｍａｆ_corrをＭＡＦ目標値演算部６２，７２及び噴射量目標値演算部６６，７６に送信する。これにより、ＳＯｘパージ制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦSPL_Trgtや目標噴射量ＱSPR_Trgt、ＮＯｘパージ制御時のＭＡＦ目標値ＭＡＦNPL_Trgtや目標噴射量ＱNPR_Trgtの設定に、ＭＡＦセンサ４０のセンサ特性を効果的に反映することが可能になる。
　［その他］
　なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

Claims (7)

  1. 　内燃機関の排気系に設けられて排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元型触媒と、排気の空気過剰率を所定の目標空気過剰率まで低下させて前記ＮＯｘ還元型触媒のＮＯｘ浄化能力を回復させる再生処理部と、を備える排気浄化システムであって、
    　前記再生処理部は、
    　前記内燃機関の吸入空気量、前記目標空気過剰率及び、前記内燃機関の燃料噴射量に基づいて、排気の空気過剰率を前記目標空気過剰率にするのに必要なポスト噴射及び排気管噴射の少なくとも一方の目標噴射量を設定する目標設定部と、
    　前記目標設定部から入力される目標噴射量に基づいて、ポスト噴射及び排気管噴射の少なくとも一方の噴射量を制御する噴射制御部と、を含む
    　排気浄化システム。
  2. 　前記目標設定部は、前記内燃機関の吸入空気量を前記目標空気過剰率と燃料比重と理論空燃比とで除算した値から前記内燃機関の燃料噴射量を減算して得られる値を前記目標噴射量として設定する
    　請求項１に記載の排気浄化システム。
  3. 　前記内燃機関の排気系に設けられたラムダセンサと、
    　前記内燃機関の運転状態から推定した推定ラムダ値と前記ラムダセンサで検出される実ラムダ値との差に基づいて前記内燃機関の燃料噴射量を補正する噴射量補正部と、をさらに備え、
    　前記目標設定部は、前記内燃機関の燃料噴射量として前記噴射量補正部による補正後の燃料噴射量を用いる
    　請求項１又は２に記載の排気浄化システム。
  4. 　前記目標空気過剰率は、前記内燃機関の運転状態に基づいて設定される
    　請求項１から３の何れか一項に記載の排気浄化システム。
  5. 　内燃機関の排気系に設けられて排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元型触媒と、排気の空気過剰率を所定の目標空気過剰率まで低下させて前記ＮＯｘ還元型触媒のＮＯｘ浄化能力を回復させる再生処理部と、を備える排気浄化システムの制御方法であって、
    　前記内燃機関の吸入空気量、前記目標空気過剰率及び、前記内燃機関の燃料噴射量に基づいて、排気の空気過剰率を前記目標空気過剰率にするのに必要なポスト噴射及び排気管噴射の少なくとも一方の目標噴射量を設定し、当該目標噴射量に基づいて、ポスト噴射及び排気管噴射の少なくとも一方の噴射量を制御する
    　制御方法。
  6. 　前記内燃機関の吸入空気量を前記目標空気過剰率と燃料比重と理論空燃比とで除算した値から前記内燃機関の燃料噴射量を減算して得られる値を前記目標噴射量として設定する
    　請求項５に記載の制御方法。
  7. 　前記内燃機関の排気系に設けられたラムダセンサのセンサ値と、前記内燃機関の運転状態から推定した推定ラムダ値との差に基づいて前記内燃機関の燃料噴射量を補正すると共に、補正後の燃料噴射量を用いて前記目標噴射量を設定する
    　請求項５又は６に記載の制御方法。
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