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JP7208046B2 - Exhaust purification device - Google Patents

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JP7208046B2 JP2019021764A JP2019021764A JP7208046B2 JP 7208046 B2 JP7208046 B2 JP 7208046B2 JP 2019021764 A JP2019021764 A JP 2019021764A JP 2019021764 A JP2019021764 A JP 2019021764A JP 7208046 B2 JP7208046 B2 JP 7208046B2
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Description

本発明は、排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust purification device.

従来、排気流路上に設けられた触媒と、触媒の上流側に設けられた還元剤供給部と、を備える排気浄化装置が知られている(例えば特許文献1)。従来の排気浄化装置では、触媒の再生の際、還元剤供給部により供給された還元剤により排気の空燃比がリッチとされる時間と空燃比がリーンとされる時間とが予め設定されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an exhaust purification device including a catalyst provided on an exhaust flow path and a reducing agent supply section provided upstream of the catalyst (for example, Patent Document 1). In the conventional exhaust purification device, when the catalyst is regenerated, the time during which the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich and the time during which the air-fuel ratio of the exhaust gas is made lean by the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit are set in advance. .

特開2010-203338号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-203338

上記従来の触媒の再生手法では、排気ガスの空燃比をリッチにするための還元剤の添加は、触媒の目標温度に対して過剰な発熱を生じさせる場合がある。そのため、触媒でのエネルギーバランスをとるために、空燃比がリッチとリーンとに交互に繰り返される。しかしながら、このような手法では、触媒に流入する排気ガス中のO量が大きく変化してしまい、触媒温度が大きく周期的に変化するため、触媒の再生に適した温度となるように触媒の温度を調整することが難しい。 In the conventional catalyst regeneration method described above, the addition of a reducing agent to enrich the air-fuel ratio of the exhaust gas may cause excessive heat generation with respect to the target temperature of the catalyst. Therefore, in order to balance the energy in the catalyst, the air-fuel ratio alternates between rich and lean. However, in such a method, the amount of O2 in the exhaust gas flowing into the catalyst changes greatly, and the catalyst temperature changes greatly and periodically. Difficult to regulate temperature.

本発明は、触媒の温度変動を抑えつつ、再生制御における触媒の温度を適切に調整することができる排気浄化装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an exhaust purification system capable of appropriately adjusting the temperature of a catalyst in regeneration control while suppressing temperature fluctuations of the catalyst.

本発明の一態様に係る排気浄化装置は、内燃機関の排気流路上に設けられた触媒を備え、触媒に還元剤を供給することで触媒を再生する再生制御を実行する排気浄化装置であって、触媒に還元剤を供給する還元剤供給部と、触媒の温度を取得する触媒温度取得部と、触媒の下流側の排気ガスの空燃比である下流空燃比を取得する空燃比取得部と、再生制御中における下流空燃比の目標値である目標空燃比を設定すると共に、下流空燃比が目標空燃比となるように還元剤供給部を制御する空燃比制御部と、再生制御中における触媒の温度の目標値である目標温度と触媒の温度とに基づいて、触媒の温度が目標温度となるように触媒に流入する排気ガス中のO量を調整する流入O量調整部と、を備え、流入O量調整部は、触媒の温度が目標温度よりも低い場合、触媒の温度が目標温度以上である場合と比べて、内燃機関におけるEGR量を減量させるように内燃機関のEGR装置を制御する。 An exhaust purification device according to one aspect of the present invention is an exhaust purification device that includes a catalyst provided on an exhaust flow path of an internal combustion engine and executes regeneration control to regenerate the catalyst by supplying a reducing agent to the catalyst. a reducing agent supply unit that supplies a reducing agent to the catalyst, a catalyst temperature acquisition unit that acquires the temperature of the catalyst, and an air-fuel ratio acquisition unit that acquires the downstream air-fuel ratio that is the air-fuel ratio of the exhaust gas on the downstream side of the catalyst; an air-fuel ratio control unit that sets a target air-fuel ratio, which is a target value of the downstream air-fuel ratio during regeneration control, and controls a reducing agent supply unit so that the downstream air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio; an inflow O2 amount adjusting unit that adjusts the amount of O2 in the exhaust gas flowing into the catalyst so that the temperature of the catalyst reaches the target temperature, based on the target temperature, which is the target value of the temperature, and the temperature of the catalyst; The inflow O 2 amount adjustment unit adjusts the EGR device of the internal combustion engine so that when the temperature of the catalyst is lower than the target temperature, the EGR amount in the internal combustion engine is reduced compared to when the temperature of the catalyst is equal to or higher than the target temperature. to control.

本発明の一態様に係る排気浄化装置では、空燃比制御部により、再生制御中における下流空燃比が目標空燃比となるように還元剤供給部が制御される。例えば下流空燃比が還元雰囲気となっている場合、触媒での発熱反応の量が排気ガス中のO量に支配される。そのため、O量の調整により触媒での発熱量を調整することができる。よって、流入O量調整部により、触媒の温度が目標温度となるように触媒に流入する排気ガス中のO量を調整することで、触媒での発熱量を調整することができる。その結果、例えば排気ガスの空燃比のリッチとリーンとが交互に繰り返される場合と比較して、触媒の温度変動を抑えつつ、再生制御における触媒の温度を適切に調整することができる。また、EGR装置を用いて、排気ガス中のO量を容易に調整することができる。 In the exhaust purification device according to the aspect of the present invention, the air-fuel ratio control unit controls the reducing agent supply unit so that the downstream air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio during regeneration control. For example, when the downstream air-fuel ratio is in a reducing atmosphere, the amount of exothermic reaction in the catalyst is governed by the amount of O2 in the exhaust gas. Therefore, the calorific value in the catalyst can be adjusted by adjusting the amount of O2 . Therefore, the calorific value of the catalyst can be adjusted by adjusting the amount of O 2 in the exhaust gas flowing into the catalyst so that the temperature of the catalyst reaches the target temperature by the inflow O 2 amount adjusting section. As a result, compared to the case where the air-fuel ratio of the exhaust gas alternates between rich and lean, for example, it is possible to appropriately adjust the temperature of the catalyst during regeneration control while suppressing temperature fluctuations of the catalyst. Also, the EGR device can be used to easily adjust the amount of O2 in the exhaust gas.

本発明の他の態様に係る排気浄化装置は、内燃機関の排気流路上に設けられた触媒を備え、触媒に還元剤を供給することで触媒を再生する再生制御を実行する排気浄化装置であって、触媒に還元剤を供給する還元剤供給部と、触媒の温度を取得する触媒温度取得部と、触媒の下流側の排気ガスの空燃比である下流空燃比を取得する空燃比取得部と、再生制御中における下流空燃比の目標値である目標空燃比を設定すると共に、下流空燃比が目標空燃比となるように還元剤供給部を制御する空燃比制御部と、再生制御中における触媒の温度の目標値である目標温度と触媒の温度とに基づいて、触媒の温度が目標温度となるように触媒に流入する排気ガス中のO量を調整する流入O量調整部と、触媒に流入する排気ガス中のCOとHCとの比率を取得する比率取得部と、を備え、流入O量調整部は、比率が大きくなるに従ってO量が大きくなるように、O量を調整する。 An exhaust gas purification device according to another aspect of the present invention is an exhaust gas purification device that includes a catalyst provided in an exhaust flow path of an internal combustion engine and executes regeneration control to regenerate the catalyst by supplying a reducing agent to the catalyst. a reducing agent supply unit that supplies a reducing agent to the catalyst; a catalyst temperature acquisition unit that acquires the temperature of the catalyst; and an air-fuel ratio acquisition unit that acquires the downstream air-fuel ratio that is the air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of the catalyst. an air-fuel ratio control unit that sets a target air-fuel ratio, which is a target value of the downstream air-fuel ratio during regeneration control, and controls a reducing agent supply unit so that the downstream air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio; an inflow O2 amount adjustment unit that adjusts the amount of O2 in the exhaust gas flowing into the catalyst so that the temperature of the catalyst reaches the target temperature based on the target temperature that is the target value of the temperature of and the temperature of the catalyst; a ratio acquisition unit for acquiring the ratio of CO and HC in the exhaust gas flowing into the catalyst; to adjust.

本発明の他の態様に係る排気浄化装置では、空燃比制御部により、再生制御中における下流空燃比が目標空燃比となるように還元剤供給部が制御される。例えば下流空燃比が還元雰囲気となっている場合、触媒での発熱反応の量が排気ガス中のO量に支配される。そのため、O量の調整により触媒での発熱量を調整することができる。よって、流入O量調整部により、触媒の温度が目標温度となるように触媒に流入する排気ガス中のO量を調整することで、触媒での発熱量を調整することができる。その結果、例えば排気ガスの空燃比のリッチとリーンとが交互に繰り返される場合と比較して、触媒の温度変動を抑えつつ、再生制御における触媒の温度を適切に調整することができる。また、COの発熱量がHCの発熱量よりも小さいため、例えば一定の発熱量を触媒で生じさせるためには、排気ガス中のCOとHCとの比率が大きくなるほどCOと反応させるO量が大きくなる。したがって、COとHCとの比率が大きくなるに従ってO量が大きくなるように、流入O量調整部によってO量を調整することで、再生制御における触媒の温度をより適切に調整することができる。 In the exhaust purification device according to another aspect of the present invention, the reducing agent supply section is controlled by the air-fuel ratio control section so that the downstream air-fuel ratio during regeneration control becomes the target air-fuel ratio. For example, when the downstream air-fuel ratio is in a reducing atmosphere, the amount of exothermic reaction in the catalyst is governed by the amount of O2 in the exhaust gas. Therefore, the calorific value in the catalyst can be adjusted by adjusting the amount of O2 . Therefore, the calorific value of the catalyst can be adjusted by adjusting the amount of O 2 in the exhaust gas flowing into the catalyst so that the temperature of the catalyst reaches the target temperature by the inflow O 2 amount adjusting section. As a result, compared to the case where the air-fuel ratio of the exhaust gas alternates between rich and lean, for example, it is possible to appropriately adjust the temperature of the catalyst during regeneration control while suppressing temperature fluctuations of the catalyst. In addition, since the calorific value of CO is smaller than that of HC, for example, in order to generate a constant calorific value in the catalyst, the larger the ratio of CO and HC in the exhaust gas, the greater the amount of O2 to be reacted with CO. becomes larger. Therefore, the temperature of the catalyst in the regeneration control can be more appropriately adjusted by adjusting the O2 amount with the inflow O2 amount adjustment unit so that the O2 amount increases as the ratio of CO and HC increases. can be done.

一実施形態において、触媒に流入する排気ガスの温度である流入ガス温度を取得する流入ガス温度取得部と、触媒を流通する排気ガスの流量である排気ガス流量を取得する排気ガス流量取得部と、を更に備え、流入O量調整部は、目標温度と流入ガス温度と排気ガス流量とに基づいてO量の目標値である目標O量を算出し、O量が目標O量となるようにO量を調整させてもよい。この場合、目標温度と流入ガス温度と排気ガス流量とに基づいて算出した目標O量を、例えば見込み制御量として用いることで、O量の調整の制御性を向上させることができる。 In one embodiment, an inflow gas temperature acquisition unit that acquires an inflow gas temperature that is the temperature of the exhaust gas that flows into the catalyst, and an exhaust gas flow rate acquisition unit that acquires an exhaust gas flow rate that is the flow rate of the exhaust gas flowing through the catalyst. , the inflow O2 amount adjusting unit calculates a target O2 amount, which is a target value of the O2 amount, based on the target temperature, the inflow gas temperature, and the exhaust gas flow rate, and the O2 amount is the target O2 amount. The amount of O2 may be adjusted so that the amount of In this case, the controllability of adjusting the O 2 amount can be improved by using the target O 2 amount calculated based on the target temperature, the inflow gas temperature, and the exhaust gas flow rate, for example, as the prospective control amount.

一実施形態において、還元剤供給部は、内燃機関の筒内に燃料を噴射するインジェクタであり、空燃比制御部は、内燃機関の膨張行程で燃料が燃焼する噴射時期で燃料噴射を行うようにインジェクタを制御し、流入O量調整部は、触媒の温度が目標温度よりも低い場合、触媒の温度が目標温度以上である場合と比べて、噴射時期を遅角させてもよい。この場合、噴射時期を遅角させた燃料が膨張行程で燃焼することにより、排気温度が上昇する。そのため、触媒での酸化反応の発熱量が小さくて済むため、触媒で反応させる排気ガス中のO量を低減することができる。 In one embodiment, the reducing agent supply unit is an injector that injects fuel into a cylinder of the internal combustion engine, and the air-fuel ratio control unit performs fuel injection at an injection timing at which the fuel burns during the expansion stroke of the internal combustion engine. By controlling the injector, the inflow O 2 amount adjusting unit may retard the injection timing when the temperature of the catalyst is lower than the target temperature compared to when the temperature of the catalyst is equal to or higher than the target temperature. In this case, the fuel whose injection timing is retarded burns in the expansion stroke, thereby increasing the temperature of the exhaust gas. Therefore, the amount of heat generated by the oxidation reaction in the catalyst can be small, and the amount of O 2 in the exhaust gas to be reacted in the catalyst can be reduced.

本発明によれば、触媒の温度変動を抑えつつ、再生制御における触媒の温度を適切に調整することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately adjust the temperature of the catalyst during regeneration control while suppressing temperature fluctuations of the catalyst.

実施形態に係る排気浄化装置を備えたエンジンシステムを示すブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows the engine system provided with the exhaust gas purification device which concerns on embodiment. COHC比率と補正係数との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between a COHC ratio and a correction coefficient. 触媒温度の制御処理を例示するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a catalyst temperature control process; 図3の目標O量の算出処理を例示するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating a target O 2 amount calculation process of FIG. 3; FIG. 図3のO量の調整処理を例示するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating an O 2 amount adjustment process of FIG. 3; FIG. 図1の排気浄化装置の動作例を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart showing an operation example of the exhaust purification system of FIG. 1; 図6の動作例における触媒温度を示すタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart showing the catalyst temperature in the operation example of FIG. 6; FIG. 従来の排気浄化装置の動作例を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing an operation example of a conventional exhaust purification device; 図8の動作例における触媒温度を示すタイミングチャートである。FIG. 9 is a timing chart showing the catalyst temperature in the operation example of FIG. 8; FIG. 量の調整処理の変形例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a modification of the O 2 amount adjustment process; 図10のO量の調整処理を例示するフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating an O 2 amount adjustment process of FIG. 10; FIG. 量の調整処理の他の変形例を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining another modification of the O 2 amount adjustment process;

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are used for the same or corresponding elements, and overlapping descriptions are omitted.

[排気浄化装置の概要]
図1は、実施形態に係る排気浄化装置を備えたエンジンシステムを示すブロック図である。図1において、本実施形態に係る排気浄化装置1は、例えば車両に搭載されており、エンジン(内燃機関)2を備えるエンジンシステム100の一部を構成している。エンジン2は、例えば、複数の気筒(図示せず)を有するディーゼルエンジンである。
[Overview of exhaust purification device]
FIG. 1 is a block diagram showing an engine system provided with an exhaust purification device according to an embodiment. In FIG. 1, an exhaust purification device 1 according to the present embodiment is mounted on a vehicle, for example, and constitutes part of an engine system 100 having an engine (internal combustion engine) 2 . The engine 2 is, for example, a diesel engine having multiple cylinders (not shown).

排気浄化装置1は、エンジン2で燃焼後の排気ガスを排出するための排気流路3上に設けられたNSR[NOx Storage Reduction]4を備えている。NSR4は、エンジン2から排出される排気ガス中に含まれるNOx(窒素酸化物)を吸着し、排気ガスを浄化する触媒である。排気流路3では、NSR4の下流側にDPF[Diesel Particulate Filter]5が設けられている。DPF5は、排気ガス中に含まれるPM(煤等の粒子状物質)を捕集し、排気ガスを浄化する。 The exhaust purification device 1 includes an NSR (NOx Storage Reduction) 4 provided on an exhaust passage 3 for discharging exhaust gas after combustion in the engine 2 . The NSR 4 is a catalyst that adsorbs NOx (nitrogen oxides) contained in the exhaust gas discharged from the engine 2 to purify the exhaust gas. A DPF (Diesel Particulate Filter) 5 is provided downstream of the NSR 4 in the exhaust flow path 3 . The DPF 5 collects PM (particulate matter such as soot) contained in the exhaust gas and purifies the exhaust gas.

排気浄化装置1は、NSR4に還元剤を供給することで、NSR4に吸着されたSOxを還元するNSR4の再生制御(いわゆるS再生)を実行可能に構成されている。再生制御では、所定の温度以上となっているNSR4に還元剤が供給される。ここでの還元剤とは、エンジン2の燃焼室内に燃料として供給され、燃焼室内で燃焼されて生じた排ガス中に含まれるCO(一酸化炭素)、H2(水素)、及びHC(炭化水素、つまり未燃燃料)とを意味する。NSR4に還元剤が供給されることで、NSR4においてSOxが還元されてSOxがNSR4から離脱する。再生制御の処理について、詳しくは後述する。 The exhaust purification device 1 is configured to be able to execute regeneration control (so-called S regeneration) of the NSR 4 for reducing SOx adsorbed on the NSR 4 by supplying a reducing agent to the NSR 4 . In regeneration control, a reducing agent is supplied to the NSR 4 which has a temperature equal to or higher than a predetermined temperature. The reducing agent here means CO (carbon monoxide), H2 (hydrogen), and HC (hydrocarbon, that is, unburned fuel). By supplying the reducing agent to the NSR4, the SOx is reduced in the NSR4 and released from the NSR4. The details of the playback control process will be described later.

[排気浄化装置の構成]
排気浄化装置1は、一例として、NSR4にOを供給するO供給部及びNSR4に還元剤を供給する還元剤供給部として機能するエンジン2を有している。
[Configuration of exhaust gas purification device]
The exhaust purification device 1 has, as an example, an engine 2 functioning as an O 2 supply section that supplies O 2 to the NSR 4 and a reducing agent supply section that supplies a reducing agent to the NSR 4 .

エンジン2は、それぞれの気筒の燃焼室内に新気を供給するための吸気装置2aを有している。吸気装置2aは、燃焼室内に供給する新気の量(以下、単に筒内新気量という)を調整する。 The engine 2 has an intake device 2a for supplying fresh air to the combustion chamber of each cylinder. The intake device 2a adjusts the amount of fresh air to be supplied into the combustion chamber (hereinafter simply referred to as the in-cylinder fresh air amount).

吸気装置2aは、例えば、スロットルバルブ及び可変容量ターボチャージャのコンプレッサを含んでいる(図示せず)。スロットルバルブは、例えば電子制御バタフライバルブである。スロットルバルブの動作は、後述のECU[Electronic Control Unit]10によって制御される。可変容量ターボチャージャは、コンプレッサとタービンとを有する過給機である。このタービンは、複数のベーンを駆動することで可変ノズル開度(以下、単にVN開度[Variable Nozzle]という)を変更可能な可変ノズルを有している。可変容量ターボチャージャのVN開度は、ECU10によって制御される。 The intake device 2a includes, for example, a throttle valve and a variable displacement turbocharger compressor (not shown). The throttle valve is, for example, an electronically controlled butterfly valve. The operation of the throttle valve is controlled by an ECU [Electronic Control Unit] 10, which will be described later. A variable displacement turbocharger is a supercharger that has a compressor and a turbine. This turbine has a variable nozzle capable of changing the variable nozzle opening (hereinafter simply referred to as VN opening [Variable Nozzle]) by driving a plurality of vanes. The VN opening of the variable capacity turbocharger is controlled by the ECU 10 .

吸気装置2aは、筒内新気量を調整することで、燃焼室で燃焼して排気流路3に排出された排ガスに残存するOの量を調整することができる。つまり、吸気装置2aは、NSR4にOを供給するO供給部として機能する。 By adjusting the in-cylinder fresh air amount, the intake device 2 a can adjust the amount of O 2 remaining in the exhaust gas that has been burned in the combustion chamber and discharged to the exhaust passage 3 . In other words, the intake device 2a functions as an O 2 supply section that supplies O 2 to the NSR 4 .

エンジン2は、それぞれの気筒の燃焼室内に燃料を噴射する複数のインジェクタ2bを有している。インジェクタ2bは、ECU10によって設定された燃料の量(以下、単に噴射燃料量という)及び噴射時期で燃料を噴射することで、燃焼室内に燃料を供給する。各インジェクタ2bには、コモンレール(図示せず)が接続されている。コモンレールは、各インジェクタ2bに供給される高圧燃料を貯留する。インジェクタ2bの噴射燃料量は、ECU10によって制御される。 The engine 2 has a plurality of injectors 2b for injecting fuel into the combustion chamber of each cylinder. The injector 2b supplies fuel into the combustion chamber by injecting fuel at an amount of fuel set by the ECU 10 (hereinafter simply referred to as an injection fuel amount) and an injection timing. A common rail (not shown) is connected to each injector 2b. The common rail stores high pressure fuel supplied to each injector 2b. The injection fuel amount of the injector 2b is controlled by the ECU10.

インジェクタ2bは、燃料の噴射として、メイン噴射と、メイン噴射の前に微小の燃料を噴射するパイロット噴射と、メイン噴射の後に微小の燃料を噴射するアフター噴射と、アフター噴射の後に噴射するポスト噴射とを行うことができる。 The injector 2b performs main injection, pilot injection that injects a small amount of fuel before the main injection, after-injection that injects a small amount of fuel after the main injection, and post-injection that injects after the after-injection. and can be done.

インジェクタ2bは、噴射燃料量を調整することで、排気流路3に排出された排ガス中の還元剤の量を調整することができる。つまり、インジェクタ2bは、NSR4に還元剤を供給する還元剤供給部として機能する。 The injector 2b can adjust the amount of reducing agent in the exhaust gas discharged to the exhaust passage 3 by adjusting the amount of injected fuel. In other words, the injector 2b functions as a reducing agent supply unit that supplies the reducing agent to the NSR4.

エンジン2は、排気ガスの一部を排気再循環(EGR)ガスとして燃焼室内に還流するためのEGR装置2cを有している。EGR装置2cは、EGRガスの還流量を調整するEGRバルブ(図示せず)を含んでいる。EGRガスの還流量は、例えば、筒内新気量に対するEGRガスの還流量の割合に相当するEGR率(以下、単にEGR量という)で表されてもよい。EGR装置2cのEGR量は、EGRバルブを開閉するEGRバルブ駆動部(図示せず)がECU10によって制御されることによって調整される。 The engine 2 has an EGR device 2c for recirculating part of the exhaust gas as exhaust gas recirculation (EGR) gas into the combustion chamber. The EGR device 2c includes an EGR valve (not shown) that adjusts the amount of recirculated EGR gas. The recirculated amount of EGR gas may be represented, for example, by an EGR rate (hereinafter simply referred to as the EGR amount) corresponding to the ratio of the recirculated amount of EGR gas to the amount of fresh air in the cylinder. The EGR amount of the EGR device 2c is adjusted by the ECU 10 controlling an EGR valve drive section (not shown) that opens and closes the EGR valve.

EGR装置2cは、EGR量を調整することで、燃焼室で燃焼して排気流路3に排出された排ガスに残存するOの量を調整することができる。つまり、EGR装置2cは、NSR4にOを供給するO供給部として機能する。 By adjusting the EGR amount, the EGR device 2c can adjust the amount of O 2 remaining in the exhaust gas that has been burned in the combustion chamber and discharged to the exhaust passage 3 . In other words, the EGR device 2c functions as an O2 supply unit that supplies O2 to the NSR4.

続いて、排気浄化装置1は、排気流路3のNSR4の上流側に設けられた上流温度センサ(流入ガス温度取得部)6と、排気流路3のNSR4の下流側に設けられた下流温度センサ7と、排気流路3のDPF5の下流側に設けられたNOxセンサ8及び空燃比センサ(空燃比取得部)9と、各センサ6~9と接続されたECU10と、を備えている。 Subsequently, the exhaust purification device 1 includes an upstream temperature sensor (inflow gas temperature acquisition unit) 6 provided upstream of the NSR 4 in the exhaust passage 3 and a downstream temperature sensor provided downstream of the NSR 4 in the exhaust passage 3. A sensor 7, a NOx sensor 8 and an air-fuel ratio sensor (air-fuel ratio acquisition unit) 9 provided downstream of the DPF 5 in the exhaust passage 3, and an ECU 10 connected to each of the sensors 6-9.

上流温度センサ6は、NSR4に流入する排気ガスの温度である上流温度(以下、流入ガス温度という)を検出(取得)する検出器である。上流温度センサ6は、検出した流入ガス温度の検出信号をECU10に送信する。下流温度センサ7は、NSR4の下流側の排気ガスの温度(以下、単に下流温度という)を検出する検出器である。下流温度センサ7は、検出した下流温度の検出信号をECU10に送信する。 The upstream temperature sensor 6 is a detector that detects (acquires) the upstream temperature (hereinafter referred to as the inflow gas temperature) that is the temperature of the exhaust gas flowing into the NSR 4 . The upstream temperature sensor 6 transmits a detection signal of the detected inflow gas temperature to the ECU 10 . The downstream temperature sensor 7 is a detector that detects the temperature of the exhaust gas on the downstream side of the NSR 4 (hereinafter simply referred to as downstream temperature). The downstream temperature sensor 7 transmits a detection signal of the detected downstream temperature to the ECU 10 .

NOxセンサ8は、DPF5の下流側の排気ガスのNOx濃度である下流NOx濃度を検出する検出器である。NOxセンサ8は、検出したNOx濃度の検出信号をECU10に送信する。空燃比センサ9は、DPF5の下流側の排気ガスの空燃比を検出する検出器である。つまり、空燃比センサ9は、NSR4の下流側の排気ガスの空燃比である下流空燃比を取得する。空燃比センサ9は、検出した下流空燃比の検出信号をECU10に送信する。 The NOx sensor 8 is a detector that detects the downstream NOx concentration, which is the NOx concentration of the exhaust gas on the downstream side of the DPF 5 . The NOx sensor 8 transmits a detection signal of the detected NOx concentration to the ECU 10 . The air-fuel ratio sensor 9 is a detector that detects the air-fuel ratio of exhaust gas on the downstream side of the DPF 5 . That is, the air-fuel ratio sensor 9 acquires the downstream air-fuel ratio, which is the air-fuel ratio of the exhaust gas on the downstream side of the NSR 4 . The air-fuel ratio sensor 9 transmits a detection signal of the detected downstream air-fuel ratio to the ECU 10 .

ECU10は、NSR4の温度及び下流空燃比に基づいて、O供給部及び還元剤供給部を制御する制御部である。ECU10は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]、CAN[Controller Area Network]通信回路等を有する電子制御ユニットである。ECU10では、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、RAMにロードされたプログラムをCPUで実行することにより各種の機能を実現する。ECU10は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。 The ECU 10 is a control unit that controls the O2 supply unit and the reducing agent supply unit based on the temperature of the NSR 4 and the downstream air-fuel ratio. The ECU 10 is an electronic control unit having a CPU [Central Processing Unit], a ROM [Read Only Memory], a RAM [Random Access Memory], a CAN [Controller Area Network] communication circuit, and the like. The ECU 10 implements various functions by loading programs stored in the ROM into the RAM and executing the programs loaded into the RAM by the CPU. The ECU 10 may be composed of a plurality of electronic control units.

ECU10は、機能的構成として、エンジン状態取得部11と、触媒温度取得部12と、排気ガス流量取得部13と、比率取得部14と、再生制御実行部15と、空燃比制御部16と、流入O量調整部17と、を有している。 The ECU 10 includes, as a functional configuration, an engine state acquisition unit 11, a catalyst temperature acquisition unit 12, an exhaust gas flow rate acquisition unit 13, a ratio acquisition unit 14, a regeneration control execution unit 15, an air-fuel ratio control unit 16, and an inflow O 2 amount adjusting unit 17 .

エンジン状態取得部11は、エンジン状態を取得する。エンジン状態取得部11は、例えば、アクセル開度センサ(図示せず)で検出されたアクセル開度、エアフローセンサ(図示せず)で検出された吸入空気量、及び、エンジン回転数センサ(図示せず)で検出されたエンジン2のエンジン回転数を、エンジン状態として取得する。エンジン状態取得部11は、例えば、検出されたアクセル開度とエンジン回転数とに基づいて、エンジン2の要求トルクに応じた基本噴射燃料量をエンジン状態として取得する。エンジン状態取得部11は、例えば、検出されたアクセル開度とエンジン回転数とに基づいて、基本噴射燃料量に対する筒内空燃比の補正のための筒内空燃比補正係数をエンジン状態として取得する。エンジン状態取得部11は、例えば公知の手法により、エンジン回転数及び要求トルクなどに基づいて燃料噴射の噴射時期を算出してもよい。噴射時期とは、インジェクタ2bに燃料の噴射を開始させる時期を意味する。エンジン状態取得部11は、NSR4における排ガスの通過量、吸入空気量及び噴射燃料量に基づいて、NSR4における硫黄分の推定堆積量を算出してもよい。推定堆積量は、例えば、噴射燃料量に基づいて算出される燃料消費量の時間積算値に、単位重量当たりの硫黄分の濃度を乗算することで算出されてもよい。推定堆積量は、後述の再生制御実行部15により、NSR4の再生が必要か否かを判断するために用いられる。エンジン状態取得部11は、例えば、検出されたアクセル開度とエンジン回転数とに基づいて、再生制御を実行していない場合の基本EGR量を算出する。エンジン状態取得部11は、その他、噴射燃料量、筒内新気量、及びEGR量を補正するための環境パラメータ(例えば大気圧等)をエンジン状態として取得してもよい。 The engine state acquisition unit 11 acquires the engine state. The engine state acquisition unit 11 detects, for example, an accelerator opening detected by an accelerator opening sensor (not shown), an intake air amount detected by an airflow sensor (not shown), and an engine speed sensor (not shown). 1) is acquired as the engine state. The engine state acquisition unit 11 acquires the basic injection fuel amount corresponding to the required torque of the engine 2 as the engine state, for example, based on the detected accelerator opening and engine speed. The engine state acquisition unit 11 acquires, as an engine state, a cylinder air-fuel ratio correction coefficient for correcting the cylinder air-fuel ratio with respect to the basic injection fuel amount, based on the detected accelerator opening and engine speed, for example. . The engine state acquisition unit 11 may calculate the injection timing of fuel injection based on the engine speed, the required torque, and the like, for example, by a known method. The injection timing means the timing for causing the injector 2b to start injecting fuel. The engine state acquisition unit 11 may calculate the estimated deposition amount of sulfur in the NSR 4 based on the amount of exhaust gas passing through the NSR 4, the amount of intake air, and the amount of injected fuel. The estimated deposit amount may be calculated, for example, by multiplying the time integrated value of the fuel consumption calculated based on the injected fuel amount by the concentration of sulfur per unit weight. The estimated accumulated amount is used by the later-described regeneration control execution unit 15 to determine whether regeneration of the NSR 4 is necessary. The engine state acquisition unit 11 calculates the basic EGR amount when the regeneration control is not executed, for example, based on the detected accelerator opening and engine speed. The engine state acquisition unit 11 may also acquire environmental parameters (for example, atmospheric pressure) for correcting the injected fuel amount, the in-cylinder fresh air amount, and the EGR amount as the engine state.

触媒温度取得部12は、NSR4の温度Tを取得する。触媒温度取得部12は、例えば、上流温度センサ6で検出した流入ガス温度と下流温度センサ7で検出した下流温度とエンジン状態とに基づいて、NSR4の温度Tを推定する。触媒温度取得部12は、公知の推定手法により、NSR4の温度Tを推定することができる。なお、NSR4の温度Tとは、NSR4の床温のことである。 A catalyst temperature acquisition unit 12 acquires the temperature T of the NSR 4 . The catalyst temperature acquisition unit 12 estimates the temperature T of the NSR 4 based on, for example, the inflow gas temperature detected by the upstream temperature sensor 6, the downstream temperature detected by the downstream temperature sensor 7, and the engine state. The catalyst temperature acquisition unit 12 can estimate the temperature T of the NSR 4 by a known estimation method. The temperature T of the NSR 4 is the floor temperature of the NSR 4.

ここでの触媒温度取得部12は、温度Tの一例として、NSR4の上段側の上段温度と、NSR4の下段側の下段温度と、をNSR4の温度Tとして推定する。NSR4の上段側とは、NSR4における排気流路3の排気ガスの流れ方向上流側の部分を意味する。NSR4の下段側とは、NSR4における排気流路3の排気ガスの流れ方向下流側の部分を意味する。触媒温度取得部12は、下段温度に代えて、あるいは下段温度に加えて、NSR4の中段の中段温度を更に推定してもよい。NSR4の中段とは、NSR4における上段側と下段側との間の部分を意味する。 Here, as an example of the temperature T, the catalyst temperature acquisition unit 12 estimates the temperature T of the NSR 4 as the upper temperature of the upper stage of the NSR 4 and the lower temperature of the lower stage of the NSR 4 . The upper stage side of the NSR 4 means a portion of the NSR 4 on the upstream side in the flow direction of the exhaust gas of the exhaust passage 3 . The lower stage side of the NSR 4 means a portion of the NSR 4 on the downstream side of the exhaust passage 3 in the flow direction of the exhaust gas. The catalyst temperature acquisition unit 12 may further estimate the middle stage temperature of the NSR 4 instead of or in addition to the lower stage temperature. The middle stage of the NSR4 means a portion between the upper stage side and the lower stage side of the NSR4.

排気ガス流量取得部13は、NSR4を流通する排気ガスの流量である排気ガス流量を取得する。排気ガス流量取得部13は、例えば、吸入空気量に基づいて排気ガス流量を算出してもよい。排気ガス流量取得部13は、吸入空気量を用いた公知の手法により、排気ガス流量を算出することができる。 The exhaust gas flow rate acquisition unit 13 acquires the exhaust gas flow rate, which is the flow rate of the exhaust gas flowing through the NSR 4 . The exhaust gas flow rate acquisition unit 13 may, for example, calculate the exhaust gas flow rate based on the amount of intake air. The exhaust gas flow rate acquisition unit 13 can calculate the exhaust gas flow rate by a known method using the intake air amount.

比率取得部14は、NSR4に流入する排気ガス中のCOとHCとの比率(以下、単にCOHC比率という)を取得する。COHC比率は、例えば、NSR4に流入する排気ガス中のCOの濃度(g/s)をNSR4に流入する排気ガス中のHCの濃度(g/s)で除算した比率であってもよい。比率取得部14は、例えば、筒内空燃比と筒内温度(燃焼温度)に応じて定まる燃焼特性(排気ガスの成分の特性)に応じて、COHC比率を算出してもよい。 The ratio acquisition unit 14 acquires the ratio of CO and HC in the exhaust gas flowing into the NSR 4 (hereinafter simply referred to as the COHC ratio). The COHC ratio may be, for example, a ratio obtained by dividing the CO concentration (g/s) in the exhaust gas flowing into the NSR 4 by the HC concentration (g/s) in the exhaust gas flowing into the NSR 4 . The ratio acquisition unit 14 may calculate the COHC ratio, for example, according to combustion characteristics (characteristics of exhaust gas components) determined according to the in-cylinder air-fuel ratio and the in-cylinder temperature (combustion temperature).

具体的には、比率取得部14は、エンジン回転数と基本噴射燃料量とに応じて規定されたマップを用いて、基本COHC比率を算出する。基本COHC比率は、基本噴射燃料量に応じた筒内空燃比の場合の筒内温度に応じたCOHC比率を意味する。比率取得部14は、例えば、筒内空燃比補正係数に応じて規定されたマップを用いて、基本COHC比率に対する筒内空燃比の補正のためのCOHC比率補正係数を算出する。比率取得部14は、基本COHC比率とCOHC比率補正係数とを乗算することにより、COHC比率を算出する。基本COHC比率及びCOHC比率補正係数は、例えばエンジン2の実機試験又はシミュレーション等により予め設定することができる。 Specifically, the ratio acquisition unit 14 calculates the basic COHC ratio using a map defined according to the engine speed and the basic injection fuel amount. The basic COHC ratio means the COHC ratio corresponding to the in-cylinder temperature when the in-cylinder air-fuel ratio corresponds to the basic injection fuel amount. The ratio acquisition unit 14 calculates a COHC ratio correction coefficient for correcting the in-cylinder air-fuel ratio with respect to the basic COHC ratio, for example, using a map defined according to the in-cylinder air-fuel ratio correction coefficient. The ratio acquisition unit 14 calculates the COHC ratio by multiplying the basic COHC ratio by the COHC ratio correction coefficient. The basic COHC ratio and the COHC ratio correction coefficient can be set in advance by, for example, an actual machine test or simulation of the engine 2 .

あるいは、比率取得部14は、推定筒内温度と筒内空燃比とに応じて規定されたマップを用いて、COHC比率を算出してもよい。この場合、比率取得部14は、例えば、エンジン2の圧縮比、充填効率、吸気温度、水温等に基づいて、推定筒内温度を算出してもよい。比率取得部14は、例えば、筒内空燃比として下流空燃比を用いてもよいし、吸入空気量、基本噴射燃料量、筒内空燃比補正係数等に基づいて筒内空燃比を推定してもよい。 Alternatively, the ratio acquiring unit 14 may calculate the COHC ratio using a map defined according to the estimated in-cylinder temperature and the in-cylinder air-fuel ratio. In this case, the ratio acquisition unit 14 may calculate the estimated in-cylinder temperature based on, for example, the compression ratio of the engine 2, the charging efficiency, the intake air temperature, the water temperature, and the like. For example, the ratio acquisition unit 14 may use the downstream air-fuel ratio as the cylinder air-fuel ratio, or estimate the cylinder air-fuel ratio based on the intake air amount, the basic injection fuel amount, the cylinder air-fuel ratio correction coefficient, and the like. good too.

再生制御実行部15は、NSR4に還元剤を供給することでNSR4を再生する再生制御を実行する。再生制御実行部15は、例えば、推定堆積量が所定の堆積量閾値を超えた場合に、再生制御を実行する。堆積量閾値は、再生制御を実行するか否かを判定するための推定堆積量の閾値である。堆積量閾値は、例えば、要求される排気ガス浄化能力の要件等によって設定される。 The regeneration control execution unit 15 executes regeneration control to regenerate the NSR 4 by supplying a reducing agent to the NSR 4 . The regeneration control execution unit 15 executes regeneration control, for example, when the estimated deposit amount exceeds a predetermined deposit amount threshold. The deposition amount threshold is an estimated deposition amount threshold for determining whether or not to execute regeneration control. The deposition amount threshold is set according to, for example, the required exhaust gas purification capability.

再生制御では、例えば、NSR4の温度Tが目標温度以上となるように、O供給部及び還元剤供給部としてのエンジン2が制御される。目標温度は、再生制御中におけるNSR4の温度Tの目標値である。目標温度は、NSR4の再生活性温度範囲内において予め設定された温度T1とすることができる。再生活性温度範囲は、再生制御においてNSR4の再生を好適に進行させることができるNSR4の温度Tの範囲を意味する。温度T1は、再生活性温度範囲の下限温度(例えば640℃)であってもよい。温度T1は、時間的に変化してもよく、例えば再生制御の開始からの経過時間に応じて段階的に変化してもよい。 In the regeneration control, for example, the engine 2 as an O2 supply unit and a reducing agent supply unit is controlled such that the temperature T of the NSR 4 is equal to or higher than a target temperature. The target temperature is the target value of the temperature T of the NSR 4 during regeneration control. The target temperature can be a preset temperature T1 within the regeneration activation temperature range of the NSR4. The regeneration activation temperature range means the range of the temperature T of the NSR4 in which the regeneration of the NSR4 can be favorably progressed in the regeneration control. The temperature T1 may be the lower limit temperature (for example, 640° C.) of the regeneration activation temperature range. The temperature T1 may change over time, for example, it may change stepwise according to the elapsed time from the start of regeneration control.

再生制御実行部15は、例えば、再生制御の実行中にNSR4のS被毒量を推定し、推定したS被毒量が所定の閾値を下回った場合に、再生制御を終了する。再生制御実行部15は、例えば、NSR4の温度Tと下流空燃比とを引数とするマップ等に基づいて、S被毒量を推定することができる。なお、再生制御実行部15は、再生制御の実行時間が所定の時間閾値に達した場合、再生制御を終了してもよい。 For example, the regeneration control execution unit 15 estimates the amount of sulfur poisoning of the NSR 4 during execution of the regeneration control, and terminates the regeneration control when the estimated amount of sulfur poisoning falls below a predetermined threshold value. The regeneration control execution unit 15 can estimate the amount of sulfur poisoning based on, for example, a map having the temperature T of the NSR 4 and the downstream air-fuel ratio as arguments. Note that the regeneration control execution unit 15 may end the regeneration control when the execution time of the regeneration control reaches a predetermined time threshold.

空燃比制御部16は、例えば、空燃比センサ9からの検出信号に基づいて、下流空燃比を取得する。空燃比制御部16は、再生制御中における下流空燃比の目標値である目標空燃比を設定する。目標空燃比は、再生制御における排気ガスを、NSR4の再生を好適に進行させることができる還元雰囲気にするための下流空燃比の目標値である。目標空燃比は、再生制御を実行していない場合の下流空燃比よりもリッチ側の空燃比となるように予め設定されている。目標空燃比は、例えばエンジン2の仕様及びNSR4の仕様等に応じて設定されている。目標空燃比としては、特に限定されないが、例えば15以下のA/F(空燃比)とすることができる。目標空燃比は、例えば、再生制御中において略一定とされる。 The air-fuel ratio control unit 16 acquires the downstream air-fuel ratio based on the detection signal from the air-fuel ratio sensor 9, for example. The air-fuel ratio control unit 16 sets a target air-fuel ratio, which is a target value of the downstream air-fuel ratio during regeneration control. The target air-fuel ratio is a target value of the downstream air-fuel ratio for making the exhaust gas in the regeneration control into a reducing atmosphere in which the regeneration of the NSR 4 can be favorably progressed. The target air-fuel ratio is set in advance so as to be richer than the downstream air-fuel ratio when the regeneration control is not executed. The target air-fuel ratio is set according to the specifications of the engine 2 and the specifications of the NSR 4, for example. The target air-fuel ratio is not particularly limited, but can be, for example, an A/F (air-fuel ratio) of 15 or less. The target air-fuel ratio is, for example, substantially constant during regeneration control.

目標空燃比の一例として、図6に示されるように、空燃比制御部16は、再生制御中の目標空燃比をAF2に設定してもよい。図6は、排気浄化装置1の動作例を示すタイミングチャートである。図6において、横軸は時間を示しており、実線にて下流空燃比が示されている。右縦軸は下流空燃比のA/Fを示しており、左縦軸はNSR4からのSOx放出量を示している(SOx放出量については後述)。図6の例では、時刻t1において再生制御が開始されている。空燃比制御部16は、再生制御中の目標空燃比のAF2を、再生制御を実行していない場合の空燃比のAF1よりもリッチ側の空燃比に設定する。 As an example of the target air-fuel ratio, as shown in FIG. 6, the air-fuel ratio control unit 16 may set the target air-fuel ratio during regeneration control to AF2. FIG. 6 is a timing chart showing an operation example of the exhaust purification device 1. FIG. In FIG. 6, the horizontal axis indicates time, and the solid line indicates the downstream air-fuel ratio. The right vertical axis indicates the A/F of the downstream air-fuel ratio, and the left vertical axis indicates the amount of SOx released from the NSR 4 (the amount of SOx released will be described later). In the example of FIG. 6, regeneration control is started at time t1. The air-fuel ratio control unit 16 sets the target air-fuel ratio AF2 during the regeneration control to an air-fuel ratio richer than the air-fuel ratio AF1 when the regeneration control is not executed.

なお、空燃比制御部16は、例えば、エンジン2がアイドリング中の場合には、目標空燃比を更にリッチ側に所定値だけ補正してもよい。所定値は、例えば、アイドリング中におけるエンジン2の燃焼の安定性に応じて設定することができる。また、所定値は、排気ガス流量が小さいほど大きい値であってもよい。 For example, when the engine 2 is idling, the air-fuel ratio control unit 16 may further correct the target air-fuel ratio to the rich side by a predetermined value. The predetermined value can be set, for example, according to the combustion stability of the engine 2 during idling. Further, the predetermined value may be a value that increases as the exhaust gas flow rate decreases.

空燃比制御部16は、例えば、下流空燃比が目標空燃比となるようにインジェクタ2bを制御する。空燃比制御部16は、インジェクタ2bの制御として、例えば出力トルクに対する寄与が小さいポスト噴射の噴射燃料量を調整することで、下流空燃比を調整してもよい。空燃比制御部16は、空燃比センサ9で検出された下流空燃比に基づいて、目標空燃比を目標値とする燃料のフィードバック制御を行うことで、下流空燃比が目標空燃比となるようにポスト噴射の噴射燃料量を制御してもよい。燃料のフィードバック制御としては、公知の手法を用いることができる。 The air-fuel ratio control unit 16 controls the injector 2b, for example, so that the downstream air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. As the control of the injector 2b, the air-fuel ratio control unit 16 may adjust the downstream air-fuel ratio by, for example, adjusting the injection fuel amount of the post-injection that contributes less to the output torque. Based on the downstream air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 9, the air-fuel ratio control unit 16 performs fuel feedback control with the target air-fuel ratio as a target value so that the downstream air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. You may control the injection fuel quantity of a post-injection. A known method can be used for fuel feedback control.

流入O量調整部17は、再生制御中におけるNSR4の目標温度を設定すると共に、NSR4の温度Tと目標温度とに基づいて、NSR4の温度Tが目標温度となるようにNSR4に流入する排気ガス中のO量を調整する。O量とは、NSR4の温度Tの上昇のためにNSR4における還元剤の酸化反応に供されるOの量を意味する。O量は、排気ガス中に含まれるOの濃度で表され、例えば、排気ガス中に含まれるOの質量流量(g/sec)であってもよい。 The inflow O 2 amount adjustment unit 17 sets the target temperature of the NSR 4 during regeneration control, and based on the temperature T of the NSR 4 and the target temperature, the exhaust gas flowing into the NSR 4 so that the temperature T of the NSR 4 becomes the target temperature. Adjust the amount of O2 in the gas. By O2 amount is meant the amount of O2 that is available for the oxidation reaction of the reducing agent in NSR4 due to the increase in temperature T of NSR4. The O 2 amount is represented by the concentration of O 2 contained in the exhaust gas, and may be, for example, the mass flow rate (g/sec) of O 2 contained in the exhaust gas.

より具体的には、流入O量調整部17は、例えば、再生制御中において目標温度と流入ガス温度と排気ガス流量とに基づいて、温度偏差を算出すると共に、O量の目標値である目標O量を算出する。流入O量調整部17は、例えば、上流温度センサ6からの検出信号に基づいて、流入ガス温度を取得する。流入O量調整部17は、例えば、下記の式(1)~式(3)を用いて、基本目標O量を算出する。基本目標O量は、例えばCOHC比率が0の場合(つまり排気ガス中にCOが含まれていない場合)にNSR4に流入させるO量の目標値である。目標O量は、COHC比率に応じたO量の目標値である。
基本目標O量=排気ガス流量×比熱×温度偏差×係数K/発熱量・・(1)
係数K =O分子量/還元剤分子量 ・・(2)
目標O量 =基本目標O量×補正係数 ・・(3)
More specifically, the inflow O2 amount adjustment unit 17 calculates the temperature deviation based on the target temperature, the inflow gas temperature, and the exhaust gas flow rate during the regeneration control, for example, and calculates the O2 amount target value. Calculate a certain target O2 amount. The inflow O 2 amount adjustment unit 17 acquires the inflow gas temperature based on the detection signal from the upstream temperature sensor 6, for example. The inflow O 2 amount adjusting unit 17 calculates the basic target O 2 amount using, for example, the following equations (1) to (3). The basic target O 2 amount is a target value of the O 2 amount to be made to flow into the NSR 4, for example, when the COHC ratio is 0 (that is, when CO is not contained in the exhaust gas). The target O2 amount is the target value of the O2 amount according to the COHC ratio.
Basic target O2 amount = exhaust gas flow rate x specific heat x temperature deviation x coefficient K/calorific value (1)
Coefficient K = O 2 molecular weight/molecular weight of reducing agent (2)
Target O2 amount = basic target O2 amount x correction coefficient (3)

式(1)において、「排気ガス流量」は、排気ガス流量取得部13で取得した排気ガス流量である。「比熱」は、排気ガスの比熱であり、例えば再生制御中において代表的な所定成分を有する排気ガスの比熱である。代表的な所定成分とは、例えば下流空燃比が目標空燃比となっており上述のEGR量の減量をしていない場合の排気ガスの成分とすることができる。「温度偏差」は、流入ガス温度と目標温度との偏差であり、流入ガス温度が目標温度よりも低い場合に正の値となる。「発熱量」は、NSR4における還元剤の発熱量であり、例えば排気ガス中のHCの単位質量当たりの燃焼熱を用いることができる。排気ガス中のHCの燃焼熱としては、例えば、予め選定された化合物の値で代表させてもよいし、燃料中のHC成分の組成に応じた平均値を用いてもよい。「発熱量」は、例えば、燃料の性状等に応じて、排気ガス中のCOの単位質量当たりの燃焼熱が考慮されていてもよい。 In equation (1), “exhaust gas flow rate” is the exhaust gas flow rate acquired by the exhaust gas flow rate acquisition unit 13 . "Specific heat" is the specific heat of the exhaust gas, for example, the specific heat of the exhaust gas having predetermined components that are typical during regeneration control. The typical predetermined component can be, for example, a component of the exhaust gas when the downstream air-fuel ratio is the target air-fuel ratio and the EGR amount is not reduced as described above. "Temperature deviation" is the deviation between the inflow gas temperature and the target temperature, and is a positive value when the inflow gas temperature is lower than the target temperature. The "calorific value" is the calorific value of the reducing agent in NSR4, and for example, combustion heat per unit mass of HC in the exhaust gas can be used. The combustion heat of HC in the exhaust gas may be represented by, for example, the value of a compound selected in advance, or may be an average value according to the composition of HC components in the fuel. The "calorific value" may take into consideration the combustion heat per unit mass of CO in the exhaust gas, depending on the properties of the fuel, for example.

式(2)において、「O分子量」は、排気ガス中のOの分子量である。「還元剤分子量」は、排気ガス中のHC及びCOの分子量である。排気ガス中のHC及びCOの分子量としては、例えば、予め選定した化合物の分子量で代表させてもよいし、燃料中のHC成分の組成に応じた平均分子量を用いてもよい。「O分子量」及び「還元剤分子量」には、特に係数が付されていないが、還元剤の酸化反応における反応モル比に応じた係数が乗算されてもよし、予め適合試験により決定された係数が乗算されてもよい。 In equation (2), " O2 molecular weight" is the molecular weight of O2 in the exhaust gas. "Reducing agent molecular weight" is the molecular weight of HC and CO in the exhaust gas. The molecular weights of HC and CO in the exhaust gas may be represented, for example, by the molecular weights of compounds selected in advance, or may be the average molecular weights according to the composition of the HC components in the fuel. " O2 molecular weight" and "reducing agent molecular weight" are not given a particular coefficient, but may be multiplied by a coefficient according to the reaction molar ratio in the oxidation reaction of the reducing agent, which is determined in advance by a compatibility test. A factor may be multiplied.

式(1)及び(2)において、「比熱」、「目標温度」、「発熱量」、「O分子量」、及び「還元剤分子量」については、例えばECU10のROM等に予め記憶されたパラメータであってもよい。 In formulas (1) and (2), the "specific heat", "target temperature", "calorific value", " O2 molecular weight", and "reducing agent molecular weight" are parameters stored in advance in the ROM of the ECU 10, for example. may be

流入O量調整部17は、例えば、COHC比率が大きくなるに従ってO量が大きくなるように、O量を調整する。ここでの流入O量調整部17は、例えば図2に示されるように、COHC比率に基づいて、基本目標O量を補正するための補正係数を算出してもよい。図2は、COHC比率と補正係数との関係の一例を示す図である。図2において、横軸はCOHC比率を示しており、縦軸は補正係数を示している。補正係数は、正の値であり、例えばCOHC比率が0の場合(つまり排気ガス中にCOが含まれていない場合)、「1」となる。補正係数は、COHC比率が大きくなるに従って「1」よりも大きくなる。したがって、流入O量調整部17は、上記式(3)のように基本目標O量に補正係数を乗算することにより、COHC比率が大きくなるに従ってO量が大きくなるように、目標O量を算出する。 The inflow O 2 amount adjustment unit 17 adjusts the O 2 amount so that, for example, the O 2 amount increases as the COHC ratio increases. The inflow O 2 amount adjustment unit 17 here may calculate a correction coefficient for correcting the basic target O 2 amount based on the COHC ratio, as shown in FIG. 2, for example. FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between the COHC ratio and the correction coefficient. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the COHC ratio, and the vertical axis indicates the correction coefficient. The correction coefficient is a positive value, and is "1", for example, when the COHC ratio is 0 (that is, when the exhaust gas does not contain CO). The correction coefficient becomes larger than "1" as the COHC ratio increases. Therefore, the inflow O2 amount adjustment unit 17 multiplies the basic target O2 amount by the correction coefficient as shown in the above equation (3), thereby adjusting the target O2 amount so that the O2 amount increases as the COHC ratio increases. 2 Calculate the amount.

流入O量調整部17は、再生制御中にNSR4に流入する排気ガス中のO量が、算出した目標O量となるように、O量を調整する。流入O量調整部17は、例えば、再生制御におけるO量が目標O量となるようにEGR装置2cを制御することで、O量を調整する。より詳しくは、流入O量調整部17は、吸入空気量とEGR量(EGR率)と筒内への燃料噴射量と推定燃焼燃料量とに基づいて、再生制御における筒内の実O量を算出してもよい。推定燃焼燃料量は、筒内へ噴射された燃料噴射量のうち燃焼したと推定される燃料量を意味する。推定燃焼燃料量は、例えば、推定筒内温度(上述)及び推定筒内圧力を引数とするマップ等に基づいて算出することができる。この場合、流入O量調整部17は、例えば、エンジン状態取得部11で算出された噴射時期、エンジン2の圧縮比、充填効率、吸気温度、水温等に基づいて、推定筒内圧力を算出してもよい。なお、例えばNSR4に温度センサが設けられている場合、当該温度センサの検出結果に基づいて、実際のNSR4の温度変化に応じて推定燃焼燃料量の算出に係るパラメータの学習が行われてもよい。流入O量調整部17は、実O量が目標O量となるように、EGR装置2cの制御量(例えばEGRバルブの開度又はEGRバルブ駆動部の駆動量)を調整し、EGR量(EGR率)を調整してもよい。 The inflow O2 amount adjustment unit 17 adjusts the O2 amount so that the O2 amount in the exhaust gas flowing into the NSR 4 during regeneration control reaches the calculated target O2 amount. The inflow O.sub.2 amount adjusting unit 17 adjusts the O.sub.2 amount by controlling the EGR device 2c so that the O.sub.2 amount in the regeneration control becomes the target O.sub.2 amount, for example. More specifically, the inflow O2 amount adjustment unit 17 adjusts the actual O2 amount in the cylinder during regeneration control based on the intake air amount, the EGR amount (EGR rate), the fuel injection amount into the cylinder, and the estimated combustion fuel amount. amount may be calculated. The estimated combustion fuel amount means the amount of fuel that is estimated to have burned out of the fuel injection amount injected into the cylinder. The estimated combustion fuel amount can be calculated, for example, based on a map or the like using the estimated in-cylinder temperature (described above) and the estimated in-cylinder pressure as arguments. In this case, the inflow O 2 amount adjustment unit 17 calculates the estimated in-cylinder pressure based on, for example, the injection timing calculated by the engine state acquisition unit 11, the compression ratio of the engine 2, the charging efficiency, the intake air temperature, the water temperature, etc. You may For example, when the NSR 4 is provided with a temperature sensor, learning of the parameter related to the calculation of the estimated combustion fuel amount may be performed according to the actual temperature change of the NSR 4 based on the detection result of the temperature sensor. . The inflow O2 amount adjusting unit 17 adjusts the control amount of the EGR device 2c (for example, the opening degree of the EGR valve or the driving amount of the EGR valve driving unit) so that the actual O2 amount becomes the target O2 amount, and the EGR The amount (EGR rate) may be adjusted.

流入O量調整部17は、再生制御中においてNSR4の温度Tが目標温度よりも低い場合、NSR4の温度Tが目標温度以上である場合と比べて、エンジン2におけるEGR量を減量させるようにEGR装置2cを制御する。一例として、エンジン2の運転条件を同一とした場合に、再生制御中においてNSR4の温度Tが目標温度以上であるときのEGR量としては、再生制御を実行していないときの基本EGR量が用いられてもよい。この場合、流入O量調整部17は、再生制御中においてNSR4の温度Tが目標温度よりも低い場合、EGR量が基本EGR量よりも減量されるように、EGR装置2cを制御してもよい。これにより、筒内のEGR量の減量に応じて筒内新気量が増加するため、NSR4に流入する排気ガス中のO量が増加する。その結果、NSR4において酸化発熱が増加することで、NSR4の温度Tが上昇する。 The inflow O 2 amount adjustment unit 17 reduces the amount of EGR in the engine 2 when the temperature T of the NSR 4 is lower than the target temperature during regeneration control, compared to when the temperature T of the NSR 4 is equal to or higher than the target temperature. It controls the EGR device 2c. As an example, when the operating conditions of the engine 2 are the same, the basic EGR amount when the regeneration control is not executed is used as the EGR amount when the temperature T of the NSR 4 is equal to or higher than the target temperature during the regeneration control. may be In this case, if the temperature T of the NSR 4 is lower than the target temperature during the regeneration control, the inflow O 2 amount adjusting unit 17 may control the EGR device 2c so that the EGR amount is reduced below the basic EGR amount. good. As a result, the in-cylinder fresh air amount increases in accordance with the decrease in the in-cylinder EGR amount, so the amount of O2 in the exhaust gas flowing into the NSR 4 increases. As a result, the temperature T of the NSR 4 rises due to an increase in oxidation heat generation in the NSR 4 .

なお、流入O量調整部17は、再生制御中において、NSR4の温度Tが目標温度以上である場合、EGR量を基本EGR量に戻すようにEGR装置2cを制御してもよい(EGR量の減量の解除)。 Note that the inflow O 2 amount adjusting unit 17 may control the EGR device 2c so as to return the EGR amount to the basic EGR amount (EGR amount cancellation of weight loss).

[ECU10による演算処理の一例]
次に、ECU10による演算処理の一例について説明する。図3は、触媒温度の制御処理を例示するフローチャートである。図3に示される処理は、例えば、再生制御中において、所定の演算周期ごとに繰り返し実行される。
[Example of arithmetic processing by ECU 10]
Next, an example of arithmetic processing by the ECU 10 will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating a catalyst temperature control process. The processing shown in FIG. 3 is repeatedly executed, for example, at predetermined calculation cycles during regeneration control.

図3に示されるように、ECU10は、S01において、エンジン状態取得部11により、エンジン状態の取得を行う。エンジン状態取得部11は、例えば、吸入空気量、エンジン回転数、基本噴射燃料量、筒内空燃比補正係数、推定堆積量、及び基本EGR量をエンジン状態として取得する。 As shown in FIG. 3, in S01, the ECU 10 acquires the engine state using the engine state acquisition unit 11. FIG. The engine state acquisition unit 11 acquires, for example, the intake air amount, the engine speed, the basic injection fuel amount, the in-cylinder air-fuel ratio correction coefficient, the estimated deposition amount, and the basic EGR amount as the engine state.

S02において、ECU10は、流入O量調整部17により、目標温度の設定を行う。流入O量調整部17は、例えば、再生活性温度範囲の下限温度に目標温度を設定する。S03において、ECU10は、空燃比制御部16により、目標空燃比の設定を行う。空燃比制御部16は、例えば、再生制御を実行していない場合の下流空燃比よりもリッチ側の空燃比となるように目標空燃比を設定する。S04において、ECU10は、空燃比制御部16により、下流空燃比の調整を行う。空燃比制御部16は、空燃比制御部16は、例えばポスト噴射の噴射燃料量を調整することで、空燃比センサ9からの検出信号に基づいて取得される下流空燃比を調整する。 In S<b>02 , the ECU 10 uses the inflow O 2 amount adjusting section 17 to set the target temperature. The inflow O 2 amount adjusting unit 17 sets the target temperature to, for example, the lower limit temperature of the regeneration activation temperature range. In S<b>03 , the ECU 10 uses the air-fuel ratio control section 16 to set the target air-fuel ratio. The air-fuel ratio control unit 16 sets the target air-fuel ratio, for example, so that the air-fuel ratio is richer than the downstream air-fuel ratio when the regeneration control is not executed. In S<b>04 , the ECU 10 uses the air-fuel ratio control section 16 to adjust the downstream air-fuel ratio. The air-fuel ratio control unit 16 adjusts the downstream air-fuel ratio acquired based on the detection signal from the air-fuel ratio sensor 9, for example, by adjusting the injected fuel amount of the post injection.

S05において、ECU10は、主として流入O量調整部17により、目標O量の算出を行う。具体的には、ECU10は、図4の処理を行う。図4は、図3の目標O量の算出処理を例示するフローチャートである。 In S<b>05 , the ECU 10 mainly uses the inflow O 2 amount adjusting section 17 to calculate the target O 2 amount. Specifically, the ECU 10 performs the processing of FIG. FIG. 4 is a flowchart illustrating the target O2 amount calculation process of FIG.

図4に示されるように、S11において、ECU10は、流入O量調整部17により、流入ガス温度の取得を行う。流入O量調整部17は、例えば、上流温度センサ6からの検出信号に基づいて、流入ガス温度を取得する。S12において、ECU10は、排気ガス流量取得部13により、排気ガス流量の取得を行う。排気ガス流量取得部13は、例えば、吸入空気量に基づいて排気ガス流量を算出する。S13において、ECU10は、流入O量調整部17により、温度偏差の算出を行う。流入O量調整部17は、流入ガス温度と目標温度とに基づいて、温度偏差を算出する。S14において、ECU10は、流入O量調整部17により、基本目標O量の算出を行う。流入O量調整部17は、例えば、上記の式(1)及び式(2)を用いて、基本目標O量を算出する。 As shown in FIG. 4, in S11, the ECU 10 acquires the inflow gas temperature by means of the inflow O2 amount adjusting section 17. As shown in FIG. The inflow O 2 amount adjustment unit 17 acquires the inflow gas temperature based on the detection signal from the upstream temperature sensor 6, for example. In S<b>12 , the ECU 10 acquires the exhaust gas flow rate using the exhaust gas flow rate acquiring section 13 . The exhaust gas flow rate acquisition unit 13 calculates the exhaust gas flow rate based on the amount of intake air, for example. At S<b>13 , the ECU 10 uses the inflow O 2 amount adjusting section 17 to calculate the temperature deviation. The inflow O 2 amount adjustment unit 17 calculates the temperature deviation based on the inflow gas temperature and the target temperature. In S14, the ECU 10 uses the inflow O2 amount adjusting section 17 to calculate the basic target O2 amount. The inflow O 2 amount adjustment unit 17 calculates the basic target O 2 amount using, for example, the above equations (1) and (2).

S15において、ECU10は、比率取得部14により、COHC比率の取得を行う。比率取得部14は、例えば、エンジン回転数と基本噴射燃料量とに応じて規定されたマップ及び筒内空燃比補正係数に応じて規定されたマップを用いて算出された基本COHC比率とCOHC比率補正係数とを乗算することにより、COHC比率を算出する。S16において、ECU10は、流入O量調整部17により、基本目標O量を補正するための補正係数の算出を行う。流入O量調整部17は、例えば、COHC比率に基づいて補正係数を算出する。S17において、ECU10は、流入O量調整部17により、目標O量の算出を行う。流入O量調整部17は、例えば、上記の式(3)を用いて、目標O量を算出する。その後、ECU10は、図4の処理を終了し、図3のS06に移行する。 In S<b>15 , the ECU 10 acquires the COHC ratio using the ratio acquisition unit 14 . The ratio acquisition unit 14 calculates the basic COHC ratio and the COHC ratio calculated using, for example, a map defined according to the engine speed and the basic injection fuel amount and a map defined according to the in-cylinder air-fuel ratio correction coefficient. The COHC ratio is calculated by multiplying by the correction coefficient. In S16, the ECU 10 causes the inflow O2 amount adjusting section 17 to calculate a correction coefficient for correcting the basic target O2 amount. The inflow O 2 amount adjustment unit 17 calculates a correction coefficient based on, for example, the COHC ratio. In S<b>17 , the ECU 10 uses the inflow O 2 amount adjusting section 17 to calculate the target O 2 amount. The inflow O 2 amount adjustment unit 17 calculates the target O 2 amount using, for example, the above equation (3). After that, the ECU 10 ends the processing of FIG. 4 and proceeds to S06 of FIG.

S06において、ECU10は、主として流入O量調整部17により、O量の調整を行う。具体的には、ECU10は、図5の処理を行う。図5は、図3のO量の調整処理を例示するフローチャートである。 In S<b>06 , the ECU 10 mainly uses the inflow O 2 amount adjusting section 17 to adjust the O 2 amount. Specifically, the ECU 10 performs the process of FIG. FIG. 5 is a flowchart illustrating the O2 amount adjustment process of FIG.

図5に示されるように、ECU10は、S21において、触媒温度取得部12及び流入O量調整部17により、NSR4の温度Tが目標温度よりも低いか否かの判定を行う。触媒温度取得部12は、例えば、上流温度センサ6で検出した流入ガス温度と下流温度センサ7で検出した下流温度とエンジン状態とに基づいて、NSR4の温度T(例えばNSR4の上段温度)を推定する。流入O量調整部17は、例えば、触媒温度取得部12で推定したNSR4の温度Tが目標温度よりも低いか否かを判定する。 As shown in FIG. 5, in S21, the ECU 10 determines whether or not the temperature T of the NSR 4 is lower than the target temperature using the catalyst temperature acquiring section 12 and the inflow O2 amount adjusting section 17. The catalyst temperature acquisition unit 12 estimates the temperature T of the NSR 4 (for example, the upper stage temperature of the NSR 4) based on, for example, the inflow gas temperature detected by the upstream temperature sensor 6, the downstream temperature detected by the downstream temperature sensor 7, and the engine state. do. The inflow O 2 amount adjustment unit 17 determines, for example, whether or not the temperature T of the NSR 4 estimated by the catalyst temperature acquisition unit 12 is lower than the target temperature.

NSR4の温度Tが目標温度よりも低いと流入O量調整部17により判定された場合(S21:YES)、ECU10は、S22において、流入O量調整部17により、EGR量の減量を行う。流入O量調整部17は、例えば、EGR量が基本EGR量よりも減量されるように、EGR装置2cを制御する。その後、ECU10は、図5の処理を終了すると共に、図3の処理を終了する。 If the inflow O2 amount adjusting unit 17 determines that the temperature T of the NSR 4 is lower than the target temperature (S21: YES), the ECU 10 causes the inflow O2 amount adjusting unit 17 to reduce the EGR amount in S22. . The inflow O 2 amount adjusting section 17 controls the EGR device 2c, for example, so that the EGR amount is reduced from the basic EGR amount. After that, the ECU 10 terminates the processing of FIG. 5 and the processing of FIG.

一方、NSR4の温度Tが目標温度以上であると流入O量調整部17により判定された場合(S21:NO)、ECU10は、S23において、流入O量調整部17により、EGR量の減量の解除を行う。流入O量調整部17は、例えば、EGR量を基本EGR量に戻すように、EGR装置2cを制御する。その後、ECU10は、図5の処理を終了すると共に、図3の処理を終了する。 On the other hand, if the inflow O2 amount adjusting unit 17 determines that the temperature T of the NSR 4 is equal to or higher than the target temperature (S21: NO), the ECU 10 causes the inflow O2 amount adjusting unit 17 to reduce the EGR amount in S23. is canceled. The inflow O 2 amount adjusting section 17 controls the EGR device 2c, for example, so as to return the EGR amount to the basic EGR amount. After that, the ECU 10 terminates the processing of FIG. 5 and the processing of FIG.

[排気浄化装置1の動作例]
以上説明した排気浄化装置1により、一例として、図7に示されるように、NSR4の温度Tが推移する。図7は、図6の動作例における触媒温度を示すタイミングチャートである。図7において、横軸は時間であり、縦軸はNSR4の温度Tである。図7では、実線にてNSR4の上段温度が示されており、破線にてNSR4の下段温度が示されている。
[Example of operation of exhaust purification device 1]
As an example, the temperature T of the NSR 4 changes as shown in FIG. 7 by the exhaust purification device 1 described above. FIG. 7 is a timing chart showing catalyst temperatures in the operation example of FIG. In FIG. 7, the horizontal axis is time and the vertical axis is temperature T of NSR4. In FIG. 7, the solid line indicates the upper temperature of the NSR4, and the dashed line indicates the lower temperature of the NSR4.

図7の例では、時刻t1において再生制御が開始されると共に、下流空燃比が目標空燃比となるように空燃比制御部16によってインジェクタ2bが制御される。これにより、下流空燃比は目標空燃比のAF2付近に維持される(図6参照)。時刻t1においてNSR4の上段温度が目標温度の温度T1(640℃)未満となっているため、流入O量調整部17によるEGR量の減量が実行される。これにより、NSR4において酸化発熱が増加するため、NSR4の温度Tが上昇することとなる(図7のt1~t2)。図7の時刻t2において、NSR4の温度Tが約640℃となり、NSR4の温度Tが目標温度以上となったため、上述のEGR量の減量が解除される。なお、排気浄化装置1での目標空燃比(図6のAF2)は、従来の手法の空燃比のリッチ(図8のAF0)よりも、リッチ側であってもよい。 In the example of FIG. 7, the regeneration control is started at time t1, and the injector 2b is controlled by the air-fuel ratio control section 16 so that the downstream air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. As a result, the downstream air-fuel ratio is maintained near the target air-fuel ratio AF2 (see FIG. 6). At time t1, the upper stage temperature of the NSR 4 is lower than the target temperature T1 (640° C.), so the inflow O 2 amount adjusting section 17 reduces the EGR amount. As a result, heat generated by oxidation increases in the NSR 4, so that the temperature T of the NSR 4 rises (t1 to t2 in FIG. 7). At time t2 in FIG. 7, the temperature T of the NSR 4 reaches approximately 640° C., and the temperature T of the NSR 4 exceeds the target temperature, so the reduction of the EGR amount is canceled. The target air-fuel ratio (AF2 in FIG. 6) in the exhaust purification device 1 may be on the richer side than the rich air-fuel ratio (AF0 in FIG. 8) of the conventional method.

ここで、従来の手法を図8及び図9に示す。図8は、従来の排気浄化装置の動作例を示すタイミングチャートである。図8において、横軸は時間を示しており、実線にて下流空燃比が示されている。右縦軸は下流空燃比のA/Fを示しており、左縦軸は触媒からのSOx放出量を示している。図9は、図8の動作例における触媒温度を示すタイミングチャートである。図9において、横軸は時間であり、縦軸は触媒の温度である。図9では、実線にて触媒の上段温度が示されており、破線にて触媒の下段温度が示されている。 Here, conventional methods are shown in FIGS. 8 and 9. FIG. FIG. 8 is a timing chart showing an operation example of a conventional exhaust purification device. In FIG. 8, the horizontal axis indicates time, and the solid line indicates the downstream air-fuel ratio. The right vertical axis indicates A/F of the downstream air-fuel ratio, and the left vertical axis indicates the amount of SOx released from the catalyst. FIG. 9 is a timing chart showing the catalyst temperature in the operation example of FIG. In FIG. 9, the horizontal axis is time and the vertical axis is temperature of the catalyst. In FIG. 9, the solid line indicates the temperature at the upper stage of the catalyst, and the dashed line indicates the temperature at the lower stage of the catalyst.

図8に示されるように、従来の手法の場合、再生制御におけるリッチ空燃比により、触媒の目標温度に対して過剰な発熱が生じる場合がある。そのため、触媒でのエネルギーバランスをとるために、空燃比がリッチとリーンとに交互に繰り返される。従来の手法におけるリーンとは、例えばA/Fが20以上である。このように空燃比を変化させると、図9に示されるように、触媒に流入する排気ガス中のO量が大きく変化してしまい、触媒温度が大きく周期的に変化するため、触媒の再生に適した温度となるように触媒の温度を調整することが難しい。 As shown in FIG. 8, in the case of the conventional method, a rich air-fuel ratio in regeneration control may cause excessive heat generation relative to the target temperature of the catalyst. Therefore, in order to balance the energy in the catalyst, the air-fuel ratio alternates between rich and lean. Lean in the conventional method means, for example, A/F of 20 or more. When the air-fuel ratio is changed in this way, as shown in FIG. 9, the amount of O2 in the exhaust gas flowing into the catalyst changes greatly, and the catalyst temperature changes greatly and periodically. It is difficult to adjust the temperature of the catalyst so that the temperature is suitable for

特に、触媒の前段側では、後段側に比べて触媒温度の変化の振幅が大きい傾向があることから、触媒の前段側の温度が下がり過ぎて触媒の再生に必要な触媒温度(図9の例では、約640℃)よりも低くなり易い。その結果、触媒からのSOx放出量(図8の破線)は、触媒温度が周期的に低下するのに応じて周期的に減少してしまう。換言すれば、触媒の前段側と後段側との温度バラツキが大きくなってしまうことにより、触媒全体としての再生効率が低下し、触媒を十分に再生するためにより多くの時間を要してしまう。 In particular, since the amplitude of change in catalyst temperature tends to be larger on the front-stage side of the catalyst than on the rear-stage side, the temperature on the front-stage side of the catalyst drops too much and the catalyst temperature required for regeneration of the catalyst (example in FIG. 9) 640° C.). As a result, the amount of SOx emitted from the catalyst (broken line in FIG. 8) periodically decreases as the catalyst temperature periodically decreases. In other words, the large temperature variation between the front-stage side and the rear-stage side of the catalyst reduces the regeneration efficiency of the catalyst as a whole, and it takes a long time to sufficiently regenerate the catalyst.

この点、排気浄化装置1によれば、図7に示されるように、NSR4の温度Tが上昇される。また、再生制御における目標空燃比がリッチとリーンとに交互に繰り返されないため(図6参照)、図7のNSR4の温度Tは、一定の振幅をもって周期的に変化するのではなく、安定的に目標温度以上の状態が継続するように推移する。その結果、NSR4においてSOxの還元反応を連続的に生じさせることができるため、SOxをNSR4から効率良く離脱させることが可能となる。例えば、あるピーク値まで単調に増加し、ピーク値以降は一次遅れの減衰曲線のように推移するようなSOx放出量(図6の破線)を実現可能となる。 In this respect, according to the exhaust purification system 1, the temperature T of the NSR 4 is increased as shown in FIG. Further, since the target air-fuel ratio in regeneration control is not alternately rich and lean (see FIG. 6), the temperature T of the NSR 4 in FIG. , the temperature continues to be above the target temperature. As a result, the SOx reduction reaction can be continuously caused in the NSR4, so that the SOx can be efficiently released from the NSR4. For example, it is possible to achieve a SOx release amount (broken line in FIG. 6) that monotonically increases up to a certain peak value and transitions like a first-order lag attenuation curve after the peak value.

[排気浄化装置1の作用効果]
以上説明した排気浄化装置1では、空燃比制御部16により、再生制御中における下流空燃比が目標空燃比となるようにインジェクタ2bが制御される。例えば下流空燃比が還元雰囲気となっている場合、NSR4での発熱反応の量が排気ガス中のO量に支配される。そのため、O量の調整によりNSR4での発熱量を調整することができる。よって、流入O量調整部17により、NSR4の温度Tが目標温度となるようにNSR4に流入する排気ガス中のO量を調整することで、NSR4での発熱量を調整することができる。その結果、例えば排気ガスの空燃比のリッチとリーンとが交互に繰り返される場合と比較して、NSR4の温度変動を抑えつつ、再生制御におけるNSR4の温度Tを適切に調整することができる。また、EGR装置2cを用いて、排気ガス中のO量を容易に調整することができる。
[Action and effect of the exhaust purification device 1]
In the exhaust purification device 1 described above, the injector 2b is controlled by the air-fuel ratio control section 16 so that the downstream air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio during regeneration control. For example, when the downstream air-fuel ratio is in a reducing atmosphere, the amount of exothermic reaction in NSR4 is controlled by the amount of O2 in the exhaust gas. Therefore, the amount of heat generated by NSR4 can be adjusted by adjusting the amount of O2 . Therefore, by adjusting the amount of O 2 in the exhaust gas flowing into the NSR 4 so that the temperature T of the NSR 4 becomes the target temperature, the amount of heat generated in the NSR 4 can be adjusted. . As a result, the temperature T of the NSR 4 in the regeneration control can be appropriately adjusted while suppressing the temperature fluctuation of the NSR 4, as compared with the case where the rich and lean air-fuel ratios of the exhaust gas are alternately repeated, for example. Also, the EGR device 2c can be used to easily adjust the amount of O 2 in the exhaust gas.

また、COの発熱量がHCの発熱量よりも小さいため、例えば一定の発熱量をNSR4で生じさせるためには、排気ガス中のCOとHCとの比率が大きくなるほどCOと反応させるO量が大きくなる。したがって、排気浄化装置1では、COとHCとの比率が大きくなるに従ってO量が大きくなるように、流入O量調整部17によってO量を調整することで、再生制御におけるNSR4の温度Tをより適切に調整することができる。 In addition, since the calorific value of CO is smaller than the calorific value of HC, for example, in order to generate a constant calorific value in the NSR4, the larger the ratio of CO and HC in the exhaust gas, the more the amount of O2 to be reacted with CO. becomes larger. Therefore, in the exhaust purification device 1, the O 2 amount is adjusted by the inflow O 2 amount adjustment unit 17 so that the O 2 amount increases as the ratio of CO and HC increases, so that the temperature of the NSR 4 in regeneration control T can be adjusted more appropriately.

排気浄化装置1は、NSR4に流入する排気ガスの温度である流入ガス温度を取得する上流温度センサ6と、NSR4を流通する排気ガスの流量である排気ガス流量を取得する排気ガス流量取得部13と、を更に備えている。流入O量調整部17は、目標温度と流入ガス温度と排気ガス流量とに基づいてO量の目標値である目標O量を算出し、O量が目標O量となるようにO量を調整させる。これにより、目標温度と流入ガス温度と排気ガス流量とに基づいて算出した目標O量を、例えば見込み制御量として用いることで、O量の調整の制御性を向上させることができる。 The exhaust purification device 1 includes an upstream temperature sensor 6 that acquires the inflow gas temperature, which is the temperature of the exhaust gas that flows into the NSR 4, and an exhaust gas flow rate acquisition unit 13 that acquires the exhaust gas flow rate, which is the flow rate of the exhaust gas flowing through the NSR 4. and further comprising: The inflow O2 amount adjustment unit 17 calculates a target O2 amount, which is a target value of the O2 amount, based on the target temperature, the inflow gas temperature, and the exhaust gas flow rate, and adjusts the O2 amount so that the O2 amount becomes the target O2 amount. to adjust the amount of O2 . Thus, by using the target O2 amount calculated based on the target temperature, the inflow gas temperature, and the exhaust gas flow rate, for example, as a prospective control amount, it is possible to improve the controllability of the adjustment of the O2 amount.

なお、排気浄化装置1では、NSR4全体としての再生効率の向上が可能となるため、NSR4の再生時間の短縮化を図ることができる。なお、再生制御の時間を短縮できる結果、NSR4の温度Tが高い状態の時間を抑制(熱履歴の増加を抑制)できるため、NSR4に担持された貴金属の劣化(シンタリング)を抑制することができる。 In addition, in the exhaust emission control device 1, since the regeneration efficiency of the NSR 4 as a whole can be improved, the regeneration time of the NSR 4 can be shortened. As a result of being able to shorten the regeneration control time, it is possible to suppress the time during which the temperature T of the NSR 4 is high (suppress the increase in thermal history), so that the deterioration (sintering) of the noble metal supported on the NSR 4 can be suppressed. can.

[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。
[Modification]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention can be embodied in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art, including the embodiment described above.

上記実施形態では、流入O量調整部17は、O量を調整するためにEGR装置2cを制御したが、インジェクタ2bを制御することでO量を調整してもよい。例えば、流入O量調整部17は、NSR4の温度Tが目標温度よりも低い場合、NSR4の温度Tが目標温度以上である場合と比べて、噴射時期を遅角させてもよい。この場合、空燃比制御部16は、遅角させた噴射時期として、エンジン2の膨張行程で燃料が燃焼する噴射時期でポスト噴射を行うようにインジェクタ2bを制御する。エンジン2の膨張行程で燃料が燃焼する噴射時期とは、具体的には、図10に示されるように、TDC(上死点)よりも遅角側の噴射時期であって、流入ガス温度が極大値を取るような噴射時期よりも進角側の噴射時期を意味する。このような噴射時期の範囲内においては、エンジン2の膨張行程で燃料が燃焼するため、噴射時期を遅角させるほど、流入ガス温度が上昇する。 In the above embodiment, the inflow O 2 amount adjusting section 17 controls the EGR device 2c to adjust the O 2 amount, but the O 2 amount may be adjusted by controlling the injector 2b. For example, when the temperature T of the NSR 4 is lower than the target temperature, the inflow O 2 amount adjusting section 17 may retard the injection timing compared to when the temperature T of the NSR 4 is equal to or higher than the target temperature. In this case, the air-fuel ratio control unit 16 controls the injector 2b so that the post-injection is performed at the retarded injection timing at which the fuel is combusted in the expansion stroke of the engine 2 . Specifically, the injection timing at which fuel burns during the expansion stroke of the engine 2 is, as shown in FIG. It means an injection timing that is more advanced than the injection timing that takes the maximum value. Within such an injection timing range, the fuel is burned during the expansion stroke of the engine 2, so the more retarded the injection timing, the higher the inflow gas temperature.

当該変形例において図3のS06に対応するO量の調整処理について詳述する。図11は、図3のO量の調整処理を例示するフローチャートである。図11に示されるように、ECU10は、S31において、触媒温度取得部12及び流入O量調整部17により、NSR4の温度Tが目標温度よりも低いか否かの判定を行う。流入O量調整部17は、例えば、触媒温度取得部12で推定したNSR4の温度Tが目標温度よりも低いか否かを判定する。 The O 2 amount adjustment process corresponding to S06 in FIG. 3 in the modification will be described in detail. FIG. 11 is a flowchart illustrating the O2 amount adjustment process of FIG. As shown in FIG. 11, in S31, the ECU 10 determines whether or not the temperature T of the NSR 4 is lower than the target temperature using the catalyst temperature acquiring section 12 and the inflow O2 amount adjusting section 17. The inflow O 2 amount adjustment unit 17 determines, for example, whether or not the temperature T of the NSR 4 estimated by the catalyst temperature acquisition unit 12 is lower than the target temperature.

NSR4の温度Tが目標温度よりも低いと流入O量調整部17により判定された場合(S31:YES)、ECU10は、S32において、流入O量調整部17により、噴射時期の遅角を行う。流入O量調整部17は、例えば、NSR4の温度Tが目標温度以上である場合の噴射時期よりも遅角側の噴射時期でポスト噴射するように、インジェクタ2bを制御する。その後、ECU10は、図11の処理を終了すると共に、図3の処理を終了する。 If the inflow O2 amount adjusting section 17 determines that the temperature T of the NSR 4 is lower than the target temperature (S31: YES), the ECU 10 causes the inflow O2 amount adjusting section 17 to retard the injection timing in S32. conduct. The inflow O 2 amount adjusting unit 17 controls the injector 2b so that the post-injection is performed at an injection timing that is retarded from the injection timing when the temperature T of the NSR 4 is equal to or higher than the target temperature, for example. After that, the ECU 10 terminates the processing of FIG. 11 and the processing of FIG.

一方、NSR4の温度Tが目標温度以上であると流入O量調整部17により判定された場合(S31:NO)、ECU10は、S33において、流入O量調整部17により、噴射時期の遅角の解除(遅角させていた噴射時期の進角)を行う。流入O量調整部17は、例えば、ポスト噴射の噴射時期をNSR4の温度Tが目標温度以上である場合の噴射時期に戻すように、インジェクタ2bを制御する。その後、ECU10は、図11の処理を終了すると共に、図3の処理を終了する。 On the other hand, if the inflow O2 amount adjusting section 17 determines that the temperature T of the NSR 4 is equal to or higher than the target temperature (S31: NO), the ECU 10 causes the inflow O2 amount adjusting section 17 to retard the injection timing in S33. Release the angle (advance the retarded injection timing). The inflow O 2 amount adjusting unit 17 controls the injector 2b, for example, so as to return the injection timing of the post injection to the injection timing when the temperature T of the NSR 4 is equal to or higher than the target temperature. After that, the ECU 10 terminates the processing of FIG. 11 and the processing of FIG.

このような噴射時期の遅角によるO量の調整では、噴射時期を遅角させた燃料が膨張行程で燃焼することにより、流入ガス温度(排気温度)が上昇する。そのため、NSR4での酸化反応の発熱量が小さくて済むため、NSR4で反応させる排気ガス中のO量を低減することができる。なお、当該インジェクタ2bの制御をO供給部の制御と併用してO量を調整してもよいし、併用しなくてもよい。 In such adjustment of the O 2 amount by retarding the injection timing, the fuel with the retarded injection timing is burned in the expansion stroke, thereby increasing the inflow gas temperature (exhaust temperature). Therefore, the amount of heat generated by the oxidation reaction in the NSR 4 is small, so the amount of O 2 in the exhaust gas to be reacted in the NSR 4 can be reduced. Note that the control of the injector 2b may be used together with the control of the O2 supply unit to adjust the O2 amount, or may not be used together.

なお、流入O量調整部17は、NSR4の温度Tが目標温度よりも低い場合、NSR4の温度Tが目標温度以上である場合と比べて、噴射燃料量を低減させてもよい。この場合、図12に示されるように、噴射燃料量(筒内噴射量)が低減されるほど筒内での燃焼に供される筒内新気量が低減されるため、残存するO量(O濃度)が増加する。この場合、空燃比制御部16は、下流空燃比が目標空燃比となるように、エンジン2の膨張行程で燃焼しない燃料を追加で噴射するようにインジェクタ2bを制御してもよい。 Note that, when the temperature T of the NSR 4 is lower than the target temperature, the inflow O 2 amount adjusting section 17 may reduce the injection fuel amount compared to when the temperature T of the NSR 4 is equal to or higher than the target temperature. In this case, as shown in FIG. 12, as the amount of injected fuel (in-cylinder injection amount) is reduced, the in - cylinder fresh air amount used for combustion in the cylinder is reduced. ( O2 concentration) increases. In this case, the air-fuel ratio control unit 16 may control the injector 2b to additionally inject fuel that does not burn during the expansion stroke of the engine 2 so that the downstream air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio.

上記実施形態では、O量を調整するためにEGR装置2cを制御したが、EGR装置2cに代えて、あるいはEGR装置2cと共に、吸気装置2aを制御することでO量を調整してもよい。例えば、流入O量調整部17は、再生制御中においてNSR4の温度Tが目標温度よりも低い場合、NSR4の温度Tが目標温度以上である場合と比べて、筒内新気量を増加させるように吸気装置2aを制御してもよい。なお、O量を変更できるものであれば、その他の構成をO供給部として機能させてもよい。例えば、可変バルブタイミング機構、可変バルブリフト機構、排気流路3に設けられた2次エア装置、等をO供給部として機能させてもよい。 In the above embodiment, the EGR device 2c is controlled to adjust the O2 amount. good. For example, when the temperature T of the NSR 4 is lower than the target temperature during regeneration control, the inflow O 2 amount adjusting unit 17 increases the in-cylinder fresh air amount compared to when the temperature T of the NSR 4 is equal to or higher than the target temperature. The intake device 2a may be controlled as follows. Other configurations may function as the O 2 supply unit as long as the O 2 amount can be changed. For example, a variable valve timing mechanism, a variable valve lift mechanism, a secondary air device provided in the exhaust passage 3, or the like may function as the O2 supply unit.

上記実施形態では、流入O量調整部17は、比率取得部14によって算出されたCOHC比率を用いて、COHC比率が大きくなるに従ってO量が大きくなるように、O量を調整したが、これに限定されない。流入O量調整部17は、COHC比率を用いる場合、必ずしもCOHC比率が大きくなるに従ってO量を大きくしなくてもよい。例えば、COHC比率は、上記実施形態の例の逆数であってもよい。具体的には、COHC比率は、NSR4に流入する排気ガス中のHCの濃度(g/s)をNSR4に流入する排気ガス中のCOの濃度(g/s)で除算した比率であってもよい。この場合、流入O量調整部17は、COHC比率が小さくなるに従ってO量が大きくなるように、O量を調整してもよい。あるいは、COHC比率の分子又は分母には、HCの濃度又はCOの濃度とは別のパラメータ(例えば補正係数、比例定数など)が含まれていてもよい。なお、流入O量調整部17は、COHC比率を用いることなくO量を調整してもよい。 In the above embodiment, the inflow O 2 amount adjustment unit 17 uses the COHC ratio calculated by the ratio acquisition unit 14 to adjust the O 2 amount so that the O 2 amount increases as the COHC ratio increases. , but not limited to. When using the COHC ratio, the inflow O 2 amount adjustment unit 17 does not necessarily have to increase the O 2 amount as the COHC ratio increases. For example, the COHC ratio may be the reciprocal of the above embodiment example. Specifically, the COHC ratio is a ratio obtained by dividing the HC concentration (g/s) in the exhaust gas flowing into the NSR 4 by the CO concentration (g/s) in the exhaust gas flowing into the NSR 4. good. In this case, the inflow O 2 amount adjustment unit 17 may adjust the O 2 amount so that the O 2 amount increases as the COHC ratio decreases. Alternatively, the numerator or denominator of the COHC ratio may include parameters other than the HC concentration or the CO concentration (eg correction factor, proportionality constant, etc.). Note that the inflow O 2 amount adjustment unit 17 may adjust the O 2 amount without using the COHC ratio.

上記実施形態では、流入O量調整部17は、目標O量を算出し、算出した目標O量となるようにO量を調整したが、必ずしも目標O量を算出しなくてもよい。この場合、流入O量調整部17は、例えば、流入ガス温度と目標温度との温度偏差に応じた制御量が予め記憶されたパラメータ又はマップ等に基づいて吸気装置2a、EGR装置2c、インジェクタ2b等を制御することにより、O量を調整してもよい。 In the above embodiment, the inflow O2 amount adjustment unit 17 calculates the target O2 amount and adjusts the O2 amount so as to achieve the calculated target O2 amount. good too. In this case, the inflow O 2 amount adjustment unit 17 adjusts the intake device 2a, the EGR device 2c, the injectors, and the like based on a parameter or a map in which the control amount corresponding to the temperature deviation between the inflow gas temperature and the target temperature is stored in advance, for example. The amount of O 2 may be adjusted by controlling 2b and the like.

上記実施形態では、流入ガス温度取得部として上流温度センサ6を例示したが、流入ガス温度取得部としてECU10における推定処理を用いて流入ガス温度を取得してもよい。 In the above embodiment, the upstream temperature sensor 6 is used as an example of the inflow gas temperature acquisition unit, but the inflow gas temperature may be acquired using the estimation process in the ECU 10 as the inflow gas temperature acquisition unit.

上記実施形態では、空燃比取得部として空燃比センサ9を例示したが、空燃比取得部としてECU10における推定処理を用いて推定下流空燃比を取得してもよい。 In the above embodiment, the air-fuel ratio sensor 9 is used as the air-fuel ratio acquisition unit, but the estimated downstream air-fuel ratio may be acquired using the estimation processing in the ECU 10 as the air-fuel ratio acquisition unit.

上記実施形態では、エンジン2のインジェクタ2bが還元剤供給部として機能したが、例えば、還元剤供給部として機能する添加弁が排気流路3に配設されていてもよい。この場合、筒内の燃焼状態の変化を抑えつつ、NSR4に還元剤を供給することができるため、例えばアイドリング中などにおいて有利となる。また、還元剤として燃料の供給に代えて、CO及びH等を供給してもよい。また、O量を調整するためのインジェクタ2bの燃料噴射としてポスト噴射を例示したが、これに限定されない。 In the above embodiment, the injector 2b of the engine 2 functions as a reducing agent supply unit, but an addition valve that functions as a reducing agent supply unit may be arranged in the exhaust flow path 3, for example. In this case, the reducing agent can be supplied to the NSR 4 while suppressing changes in the combustion state in the cylinder, which is advantageous during idling, for example. Alternatively, CO, H2 , or the like may be supplied as a reducing agent instead of supplying fuel. Also, although the post-injection was exemplified as the fuel injection of the injector 2b for adjusting the O2 amount, it is not limited to this.

上記実施形態では、流入O量調整部17によってCOHC比率に基づいて目標O量を算出する処理をフィードフォワードで実行したが、フィードバックで実行してもよい。例えば、下流温度センサ7で検出した下流温度と目標温度との偏差に基づいて、比率取得部14で算出したCOHC比率とNSR4に流入する排気ガスの実際のCOHC比率とのズレを補償するように、比率取得部14で算出したCOHC比率を補正してもよい。この場合、例えば、下流温度が目標温度よりも所定温度以上高い場合には、実際のCOHC比率の方が比率取得部14で算出したCOHC比率よりも小さいとして、目標O量を算出する処理に用いるCOHC比率を、比率取得部14で算出したCOHC比率よりも小さくしてもよい。これにより、O量の調整の制御性を一層向上させることができる。 In the above embodiment, the process of calculating the target O 2 amount based on the COHC ratio is performed by the inflow O 2 amount adjustment unit 17 by feedforward, but may be performed by feedback. For example, based on the deviation between the downstream temperature detected by the downstream temperature sensor 7 and the target temperature, the difference between the COHC ratio calculated by the ratio acquisition unit 14 and the actual COHC ratio of the exhaust gas flowing into the NSR 4 is compensated. , the COHC ratio calculated by the ratio acquisition unit 14 may be corrected. In this case, for example, when the downstream temperature is higher than the target temperature by a predetermined temperature or more, the actual COHC ratio is assumed to be smaller than the COHC ratio calculated by the ratio acquisition unit 14, and the target O2 amount is calculated. The COHC ratio to be used may be smaller than the COHC ratio calculated by the ratio acquisition unit 14 . Thereby, the controllability of adjusting the O 2 amount can be further improved.

上記実施形態では、再生制御実行部15は、推定堆積量が所定の堆積量閾値を超えた場合に、再生制御を実行したが、例えばNOxセンサ8のセンサ値を用いた公知の手法により、再生制御を実行するか否かを判定してもよい。 In the above embodiment, the regeneration control execution unit 15 executes regeneration control when the estimated deposit amount exceeds the predetermined deposit amount threshold value. It may be determined whether or not to execute the control.

上記実施形態では、NSR4の上流に他の触媒が設けられていないが、例えばNSR4の上流にDOC[Diesel Oxidation Catalyst]が設けられていてもよい。この場合、上流温度センサ6は、DOCの上流に設けられればよい。また、DOCでの発熱及びDOCからNSR4までの放熱の影響を考慮してもよく、公知の手法を用いて補正することができる。 In the above embodiment, no other catalyst is provided upstream of the NSR4, but for example, a DOC [Diesel Oxidation Catalyst] may be provided upstream of the NSR4. In this case, the upstream temperature sensor 6 may be provided upstream of the DOC. Also, the influence of heat generated by the DOC and heat dissipation from the DOC to the NSR4 may be taken into consideration, and correction can be made using a known technique.

上記実施形態では、触媒温度取得部12は、NSR4の温度Tを推定により取得したが、例えばNSR4の担体に設けられた温度センサを用いて、NSR4の温度を直接的に取得してもよい。 In the above embodiment, the catalyst temperature acquisition unit 12 acquires the temperature T of the NSR 4 by estimation, but the temperature of the NSR 4 may be acquired directly using a temperature sensor provided on the carrier of the NSR 4, for example.

上記実施形態では、NSR4の温度TとしてNSR4の上段温度を用いたが、これに限定されない。NSR4の温度Tとして、中段温度又は下段温度を用いてもよいし、上段温度、中段温度及び下段温度の少なくとも2つの平均値を用いてもよい。平均値は、上段温度、中段温度及び下段温度の重み付けを考慮してもよい。 In the above embodiment, the upper temperature of the NSR4 is used as the temperature T of the NSR4, but it is not limited to this. As the temperature T of the NSR 4, the middle stage temperature or the lower stage temperature may be used, or at least two average values of the upper stage temperature, the middle stage temperature and the lower stage temperature may be used. The average value may take into account the weighting of the upper, middle and lower temperatures.

上記実施形態では、エンジン2はディーゼルエンジンであったが、例えばガソリンエンジン等、その他の内燃機関であってもよい。 Although the engine 2 is a diesel engine in the above embodiment, it may be another internal combustion engine such as a gasoline engine.

1…排気浄化装置、2…エンジン(内燃機関)、2b…インジェクタ(還元剤供給部)、2c…EGR装置、3…排気流路、4…NSR(触媒)、6…上流温度センサ(流入ガス温度取得部)、9…空燃比センサ(空燃比取得部)、10…ECU、11…エンジン状態取得部、12…触媒温度取得部、13…排気ガス流量取得部、14…比率取得部、16…空燃比制御部、17…流入O量調整部。 Reference Signs List 1 Exhaust purification device 2 Engine (internal combustion engine) 2b Injector (reducing agent supply unit) 2c EGR device 3 Exhaust flow path 4 NSR (catalyst) 6 Upstream temperature sensor (inflow gas temperature acquisition unit) 9 air-fuel ratio sensor (air-fuel ratio acquisition unit) 10 ECU 11 engine state acquisition unit 12 catalyst temperature acquisition unit 13 exhaust gas flow rate acquisition unit 14 ratio acquisition unit 16 ... air-fuel ratio control section, 17 ... inflow O2 amount adjustment section.

Claims (4)

内燃機関の排気流路上に設けられた触媒を備え、前記触媒に還元剤を供給することで前記触媒を再生する再生制御を実行する排気浄化装置であって、
前記触媒に還元剤を供給する還元剤供給部と、
前記触媒の温度を取得する触媒温度取得部と、
前記触媒の下流側の排気ガスの空燃比である下流空燃比を取得する空燃比取得部と、
前記再生制御中における前記下流空燃比の目標値である目標空燃比を設定すると共に、前記下流空燃比が前記目標空燃比となるように前記還元剤供給部を制御する空燃比制御部と、
前記再生制御中における前記触媒の温度の目標値である目標温度と前記触媒の温度とに基づいて、前記触媒の温度が前記目標温度となるように前記触媒に流入する排気ガス中のO量を調整する流入O量調整部と、
前記触媒に流入する前記排気ガスの温度である流入ガス温度を取得する流入ガス温度取得部と、
前記触媒を流通する前記排気ガスの流量である排気ガス流量を取得する排気ガス流量取得部と、
を備え、
前記流入O量調整部は、
前記触媒の温度が前記目標温度よりも低い場合、前記触媒の温度が前記目標温度以上である場合と比べて、前記内燃機関におけるEGR量を減量させるように前記内燃機関のEGR装置を制御し、
前記目標温度と前記流入ガス温度と前記排気ガス流量とに基づいて前記O 量の目標値である目標O 量を算出し、前記O 量が前記目標O 量となるように前記O 量を調整する、排気浄化装置。
An exhaust purification device comprising a catalyst provided on an exhaust flow path of an internal combustion engine and executing regeneration control for regenerating the catalyst by supplying a reducing agent to the catalyst,
a reducing agent supply unit that supplies a reducing agent to the catalyst;
a catalyst temperature acquisition unit that acquires the temperature of the catalyst;
an air-fuel ratio acquisition unit that acquires a downstream air-fuel ratio, which is the air-fuel ratio of the exhaust gas on the downstream side of the catalyst;
an air-fuel ratio control unit that sets a target air-fuel ratio, which is a target value of the downstream air-fuel ratio during the regeneration control, and controls the reducing agent supply unit so that the downstream air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio;
Based on a target temperature, which is a target value of the temperature of the catalyst during the regeneration control, and the temperature of the catalyst, the amount of O2 in the exhaust gas flowing into the catalyst so that the temperature of the catalyst reaches the target temperature. an inflow O 2 amount adjustment unit that adjusts the
an inflow gas temperature acquisition unit that acquires an inflow gas temperature, which is the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst;
an exhaust gas flow rate acquisition unit that acquires an exhaust gas flow rate that is the flow rate of the exhaust gas flowing through the catalyst;
with
The inflow O2 amount adjustment unit
controlling an EGR device of the internal combustion engine so that when the temperature of the catalyst is lower than the target temperature, compared to when the temperature of the catalyst is equal to or higher than the target temperature, the amount of EGR in the internal combustion engine is reduced ;
A target O2 amount , which is a target value of the O2 amount , is calculated based on the target temperature, the inflow gas temperature, and the exhaust gas flow rate, and the O2 amount is adjusted so that the O2 amount becomes the target O2 amount . Exhaust purification device that adjusts the amount of 2 .
内燃機関の排気流路上に設けられた触媒を備え、前記触媒に還元剤を供給することで前記触媒を再生する再生制御を実行する排気浄化装置であって、
前記触媒に還元剤を供給する還元剤供給部と、
前記触媒の温度を取得する触媒温度取得部と、
前記触媒の下流側の排気ガスの空燃比である下流空燃比を取得する空燃比取得部と、
前記再生制御中における前記下流空燃比の目標値である目標空燃比を設定すると共に、前記下流空燃比が前記目標空燃比となるように前記還元剤供給部を制御する空燃比制御部と、
前記再生制御中における前記触媒の温度の目標値である目標温度と前記触媒の温度とに基づいて、前記触媒の温度が前記目標温度となるように前記触媒に流入する排気ガス中のO量を調整する流入O量調整部と、
前記触媒に流入する前記排気ガス中のCOとHCとの比率を取得する比率取得部と、
を備え、
前記流入O量調整部は、前記比率が大きくなるに従って前記O量が大きくなるように、前記O量を調整する、排気浄化装置。
An exhaust purification device comprising a catalyst provided on an exhaust flow path of an internal combustion engine and executing regeneration control for regenerating the catalyst by supplying a reducing agent to the catalyst,
a reducing agent supply unit that supplies a reducing agent to the catalyst;
a catalyst temperature acquisition unit that acquires the temperature of the catalyst;
an air-fuel ratio acquisition unit that acquires a downstream air-fuel ratio, which is the air-fuel ratio of the exhaust gas on the downstream side of the catalyst;
an air-fuel ratio control unit that sets a target air-fuel ratio, which is a target value of the downstream air-fuel ratio during the regeneration control, and controls the reducing agent supply unit so that the downstream air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio;
Based on a target temperature, which is a target value of the temperature of the catalyst during the regeneration control, and the temperature of the catalyst, the amount of O2 in the exhaust gas flowing into the catalyst so that the temperature of the catalyst reaches the target temperature. an inflow O 2 amount adjustment unit that adjusts the
a ratio acquisition unit that acquires the ratio of CO and HC in the exhaust gas flowing into the catalyst;
with
The inflow O 2 amount adjustment unit adjusts the O 2 amount so that the O 2 amount increases as the ratio increases.
前記触媒に流入する前記排気ガスの温度である流入ガス温度を取得する流入ガス温度取得部と、
前記触媒を流通する前記排気ガスの流量である排気ガス流量を取得する排気ガス流量取得部と、を更に備え、
前記流入O量調整部は、前記目標温度と前記流入ガス温度と前記排気ガス流量とに基づいて前記O量の目標値である目標O量を算出し、前記O量が前記目標O量となるように前記O量を調整する、請求項に記載の排気浄化装置。
an inflow gas temperature acquisition unit that acquires an inflow gas temperature, which is the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst;
an exhaust gas flow rate acquisition unit that acquires an exhaust gas flow rate that is the flow rate of the exhaust gas flowing through the catalyst,
The inflow O2 amount adjustment unit calculates a target O2 amount, which is a target value of the O2 amount, based on the target temperature, the inflow gas temperature, and the exhaust gas flow rate. The exhaust emission control system according to claim 2 , wherein the O2 amount is adjusted so as to be the O2 amount.
前記還元剤供給部は、前記内燃機関の筒内に燃料を噴射するインジェクタであり、
前記空燃比制御部は、前記内燃機関の膨張行程で前記燃料が燃焼する噴射時期で燃料噴射を行うように前記インジェクタを制御し、
前記流入O量調整部は、前記触媒の温度が前記目標温度よりも低い場合、前記触媒の温度が前記目標温度以上である場合と比べて、前記噴射時期を遅角させる、請求項1~3の何れか一項に記載の排気浄化装置。
The reducing agent supply unit is an injector that injects fuel into a cylinder of the internal combustion engine,
The air-fuel ratio control unit controls the injector so as to perform fuel injection at an injection timing at which the fuel burns in an expansion stroke of the internal combustion engine,
The inflow O 2 amount adjusting unit retards the injection timing when the temperature of the catalyst is lower than the target temperature compared to when the temperature of the catalyst is equal to or higher than the target temperature. 4. The exhaust purification device according to any one of 3.
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