JP2001304020A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JP2001304020A
JP2001304020A JP2000128852A JP2000128852A JP2001304020A JP 2001304020 A JP2001304020 A JP 2001304020A JP 2000128852 A JP2000128852 A JP 2000128852A JP 2000128852 A JP2000128852 A JP 2000128852A JP 2001304020 A JP2001304020 A JP 2001304020A
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fuel ratio
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公二郎 岡田
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保樹 田村
Takashi Dougahara
隆 堂ヶ原
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the stable regeneration of a catalyst device, by low suppressing concentration of H2S generated according to emission of SOx from a catalyst to prevent an offensive odor of exhaust gas while suppressing long extending of a regenerating time of the catalyst, in an exhaust emission control device for an internal combustion engine. SOLUTION: In the case of emitting a sulfuric component from a storage type NOx catalyst 25 by enriching exhaust air/fuel ratio in a high temperature condition, a degree of enriching or a speed of change is controlled in accordance with a frequency (S regenerating frequency) placed in a condition that the storage type NOx catalyst 25 emits the sulfuric component.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、排気通路に排気中
のイオウ成分を吸蔵すると共に高温で且つ排気空燃比が
リッチのときに吸蔵されたイオウ成分を放出する特性を
持つ触媒を有する内燃機関の排気浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine having a catalyst having a characteristic of storing sulfur components in exhaust gas in an exhaust passage and releasing the stored sulfur components when the exhaust air-fuel ratio is rich at a high temperature. An exhaust purification device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、内燃機関をリーン空燃比で運転し
て燃費の向上を図るようにした希薄燃焼内燃機関が実用
化されている。この希薄燃焼内燃機関では、リーン空燃
比で運転すると、三元触媒がその浄化特性から排気ガス
中のNOx(窒素酸化物)を充分に浄化できないという
問題があり、最近では、リーン空燃比で運転中に排気ガ
ス中のNOxを吸蔵し、ストイキオまたはリッチ空燃比
で運転中に吸蔵されたNOxを放出還元する吸蔵型NO
x触媒が採用されてきている。
2. Description of the Related Art In recent years, a lean-burn internal combustion engine has been put to practical use in which the internal combustion engine is operated at a lean air-fuel ratio to improve fuel efficiency. This lean-burn internal combustion engine has a problem that, when operated at a lean air-fuel ratio, the three-way catalyst cannot sufficiently purify NOx (nitrogen oxide) in exhaust gas due to its purification characteristics. A storage type NO that stores NOx in exhaust gas and releases and reduces NOx stored during operation at stoichiometric or rich air-fuel ratio
x catalysts have been employed.

【0003】この吸蔵型NOx触媒は、内燃機関の酸素
の過剰状態で排気ガス中のNOxを硝酸塩(X−N
3 )として吸蔵し、吸蔵したNOxを一酸化炭素(C
O)の過剰状態で放出して窒素(N2 )に還元させる特
性(同時に炭酸塩X−CO3 が生成される)を有した触
媒である。ところが、燃料中にはイオウ(S)成分が含
まれており、このS成分は酸素と反応して硫黄酸化物
(SOx)となり、このSOxがNOxの代わりに硫酸
塩として硝酸塩の代わりに吸蔵型NOx触媒に吸蔵され
てしまい、触媒の浄化効率が低下してしまうという問題
がある。しかしながら、触媒に吸蔵されたSOxは、空
燃比をリッチ状態にして触媒を高温状態にすることで、
SO2 として放出(Sパージ)されることがわかってい
る。例えば、特開平7−217474号公報に開示され
ている。
This storage type NOx catalyst converts NOx in exhaust gas into nitrate (X-N
O 3 ) and the stored NOx is converted to carbon monoxide (C
And released in a state of excess O) nitrogen (N 2) characteristics to be reduced to (simultaneously carbonate X-CO 3 is a catalyst having a is generated). However, the fuel contains a sulfur (S) component, and this S component reacts with oxygen to form a sulfur oxide (SOx), and this SOx becomes a sulfate instead of NOx and is a storage type instead of nitrate. There is a problem that the catalyst is occluded by the NOx catalyst and the purification efficiency of the catalyst is reduced. However, the SOx occluded in the catalyst can be changed by setting the air-fuel ratio to a rich state and bringing the catalyst to a high temperature state.
It is known that it is released (S purge) as SO 2 . For example, it is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-217474.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、SO2 が放
出されると、排気ガスが高温で且つ一酸化炭素や炭化水
素等が多く存在する還元雰囲気のもとでは、例えば、下
記各化学反応式に従って硫化水素(H2S)が発生す
る。 SO2 +3H2 →H2S+2H2O SO2 +2CO+H2 →H2S+CO2 3SO2 +C36→3H2S+3CO2 このH2Sは、一般に知られるように強い臭気を発する
ために極力発生しないようにすることが望ましい。
By the way, when SO 2 is released, for example, in a reducing atmosphere where the exhaust gas is at a high temperature and a large amount of carbon monoxide and hydrocarbons are present, for example, the following chemical reaction formulas are used. , Hydrogen sulfide (H 2 S) is generated. SO 2 + 3H 2 → H 2 S + 2H 2 O SO 2 + 2CO + H 2 → H 2 S + CO 2 3SO 2 + C 3 H 6 → 3H 2 S + 3CO 2 As is generally known, H 2 S emits a strong odor and is not generated as much as possible. It is desirable to do so.

【0005】しかしながら、前述した公報に開示された
技術では、吸蔵されたSOxがSO 2 として瞬時に多量
に放出されることになるため、この放出されたSO2
触媒周辺のH2 、CO、HC等との化学反応が急速に進
行することになり、H2Sが急激に大量に生成されてし
まうことになる。このようにH2Sが急激に大量に生成
されると、H2S濃度が局所的に高まることになり、大
気中に排出された排気ガスが極めて強い臭気を放ち好ま
しいことではない。
However, the technique disclosed in the above publication is
In the technology, the stored SOx is converted to SO2 TwoInstantly large amount
Is released into the SO.TwoWhen
H around the catalystTwoChemical reaction with CO, HC, etc.
To go, HTwoS was generated in large quantities rapidly
Will be able to. Thus HTwoS is rapidly generated in large quantities
Then, HTwoS concentration will increase locally,
The exhaust gas discharged into the air favors an extremely strong odor.
Not a new thing.

【0006】なお、特開平11−107809号公報に
開示された「エンジンの制御装置」には、NOx触媒の
再生制御に関して、H2Sは排気ガス温度が高いときに
発生するために、排気空燃比のリッチ化の度合をストイ
キ程度に小さくする技術が開示されている。ところが、
前述したように、触媒に吸蔵されたSOxは、空燃比を
リッチ状態にして触媒を高温状態にすることで効率よく
放出されるものであり、温度を基準にリッチ化の程度を
ストイキにするだけでは、H2Sの大量生成は抑制でき
ても、触媒の再生時間が極端に長くなってしまうという
問題がある。また、触媒からのH2Sの生成特性は、温
度以外の触媒状態によっても変化するがこの公報にはこ
のような点は何ら考慮されておらず、改良の余地が十分
にある。
[0006] Note that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-107809 "engine control system", with respect to the reproduction control of the NOx catalyst, for H 2 S is generated when a high exhaust gas temperature, exhaust air A technique for reducing the degree of enrichment of the fuel ratio to about the stoichiometric level is disclosed. However,
As described above, SOx occluded in the catalyst is efficiently released by setting the air-fuel ratio to a rich state and setting the catalyst to a high temperature state. In this case, there is a problem that the regeneration time of the catalyst becomes extremely long even if the large amount of H 2 S can be suppressed. Further, the generation characteristics of H 2 S from the catalyst vary depending on the state of the catalyst other than the temperature. However, this publication does not consider such points at all, and there is ample room for improvement.

【0007】このような点について、本発明者らは研究
を進めた結果、触媒からのイオウ成分の放出時における
2Sの生成は、触媒がイオウ成分を放出する状態にな
った頻度に相関があるとの知見が得られた。従って、本
発明は上述した問題を解決するために、イオウ成分を放
出可能な状態になった頻度に応じて排気空燃比のリッチ
化の度合または変化速度を制御することで、触媒からの
SOxの放出に伴って生成されるH2Sの濃度を低く抑
えて排気ガスの異臭を防止する一方で、触媒の再生時間
の長時間化を抑制して安定した触媒装置の再生を可能と
した内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とす
る。
As a result of the present inventors' research on such a point, the generation of H 2 S at the time of release of the sulfur component from the catalyst is correlated with the frequency at which the catalyst is in a state of releasing the sulfur component. It was found that there was. Accordingly, the present invention solves the above-described problem by controlling the degree or rate of change of the exhaust air-fuel ratio in accordance with the frequency at which the sulfur component can be released, so that SOx from the catalyst can be reduced. An internal combustion engine capable of reducing the concentration of H 2 S generated upon release to prevent an odor of exhaust gas and suppressing a prolonged regeneration time of a catalyst to enable stable regeneration of a catalyst device. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の
排気通路に排気中のイオウ成分を吸蔵すると共に高温で
且つ排気空燃比がリッチのときに吸蔵されたイオウ成分
を放出する特性を有する触媒を設け、頻度算定手段がこ
の触媒に吸蔵されたイオウ成分が放出される状態になっ
た頻度を算定し、再生制御手段がこの触媒に吸蔵された
イオウ成分を放出可能な高温状態で排気空燃比をリッチ
化してイオウ成分を放出させると共に頻度算定手段が算
定する頻度に応じて排気空燃比のリッチ化の度合または
変化速度を制御するようにしている。
According to the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine which achieves the above-mentioned object by storing a sulfur component in exhaust gas in an exhaust passage of the internal combustion engine, and having a high temperature and an exhaust air-fuel ratio. A catalyst having a characteristic of releasing the sulfur component stored when rich is provided, frequency calculating means calculates the frequency at which the sulfur component stored in the catalyst is released, and regeneration control means controls the catalyst. The exhaust air-fuel ratio is enriched in a high temperature state in which the sulfur component stored in the exhaust gas can be released to release the sulfur component, and the degree or rate of change of the exhaust air-fuel ratio is controlled in accordance with the frequency calculated by the frequency calculation means. Like that.

【0009】触媒がイオウ成分を放出する状態になった
頻度は、触媒からH2Sが生成される特性と相関があ
り、この頻度に応じて排気空燃比のリッチ化の度合また
は変化速度を制御することで、触媒からH2Sが一度に
大量発生するのを防止して放出濃度を低く抑え、排気ガ
スの異臭を防止する一方で、触媒の再生時間の長時間化
を抑制して安定した触媒装置の再生が可能となる。
[0009] The frequency at which the catalyst releases the sulfur component is correlated with the characteristics of H 2 S generation from the catalyst, and the degree or rate of change in the exhaust air-fuel ratio is controlled in accordance with this frequency. By doing so, a large amount of H 2 S is prevented from being generated from the catalyst at one time, the emission concentration is suppressed, and the unpleasant odor of the exhaust gas is prevented. Regeneration of the catalyst device becomes possible.

【0010】この場合、再生制御手段は、頻度算定手段
により算定したイオウ成分の放出頻度が予め設定された
所定頻度より少ない場合に、触媒を高温状態で排気空燃
比をリッチ化してイオウ成分を放出させるようにするこ
とが燃費悪化の抑制及び安定した触媒再生の面で好まし
い。
[0010] In this case, the regeneration control means releases the sulfur component by enriching the exhaust air-fuel ratio at a high temperature when the release frequency of the sulfur component calculated by the frequency calculation means is lower than a predetermined frequency. This is preferable in terms of suppressing deterioration of fuel efficiency and stably regenerating the catalyst.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0012】図1に本発明の一実施形態に係る内燃機関
の排気浄化装置の概略構成、図2に本実施形態の排気浄
化装置によるSパージ制御のフローチャート、図3にS
パージ制御のタイムチャート、図4にS再生頻度とNO
x排出量との関係を表すグラフ、図5にS再生頻度に対
する昇温設定温度を表すグラフ、図6に触媒温度推定値
に対する反映係数を表すグラフ、図7にSパージ制御に
おける目標A/Fの時間変化に対するH2S発生量の時
間変化を表すタイムチャート、図8に本発明の他の実施
形態に係るS再生頻度に応じた目標A/FとSパージ時
間及びNOxパージ時間の設定マップ、図9にSパージ
制御における目標A/Fの時間変化に対するH2S発生
量の時間変化を表すタイムチャート、図10に一般走行
において本実施形態を使用したときと使用しなかったと
きの触媒温度の時間頻度を表すグラフを示す。
FIG. 1 is a schematic configuration of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart of S purge control by the exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment, and FIG.
FIG. 4 is a time chart of the purge control, and FIG.
x is a graph showing the relationship with the amount of emissions, FIG. 5 is a graph showing the set temperature increase with respect to the S regeneration frequency, FIG. 6 is a graph showing a reflection coefficient for the estimated catalyst temperature, and FIG. FIG. 8 is a time chart showing a time change of the H 2 S generation amount with respect to a time change of FIG. 8. FIG. FIG. 9 is a time chart showing the time change of the H 2 S generation amount with respect to the time change of the target A / F in the S purge control, and FIG. 10 is a diagram showing the catalyst when the present embodiment is used and not used in ordinary driving. 3 shows a graph representing the time frequency of temperature.

【0013】本実施形態の内燃機関(以下、エンジンと
称する。)は、例えば、燃料噴射モード(運転モード)
を切換えることで、吸気行程での燃料噴射(吸気行程噴
射モード)または圧縮行程での燃料噴射(圧縮行程噴射
モード)を実施可能な筒内噴射型火花点火式直列4気筒
ガソリンエンジンである。そして、この筒内噴射型のエ
ンジン11は、容易にして理論空燃比(ストイキ)での
運転やリッチ空燃比での運転(リッチ空燃比運転)の
他、リーン空燃比での運転(リーン空燃比運転)が実現
可能となっており、特に圧縮行程噴射モードでは、超リ
ーン空燃比での運転が可能となっている。
The internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) of the present embodiment is, for example, in a fuel injection mode (operation mode).
The fuel injection in-cylinder ignition type in-line four-cylinder gasoline engine is capable of performing fuel injection during the intake stroke (intake stroke injection mode) or fuel injection during the compression stroke (compression stroke injection mode). The in-cylinder injection type engine 11 can be easily operated at a stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric), at a rich air-fuel ratio (rich air-fuel ratio operation), or at a lean air-fuel ratio (lean air-fuel ratio). Operation) can be realized, and in particular, in the compression stroke injection mode, operation at an ultra lean air-fuel ratio is possible.

【0014】本実施形態において、図1に示すように、
エンジン11のシリンダヘッド12には、各気筒毎に点
火プラグ13と共に電磁式の燃料噴射弁14が取付けら
れており、この燃料噴射弁14によって燃焼室15内に
燃料を直接噴射可能となっている。この燃料噴射弁14
には、図示しない燃料パイプを介して燃料タンクを擁し
た燃料供給装置(燃料ポンプ)が接続されており、燃料
タンク内の燃料が高燃圧で供給され、この燃料を燃料噴
射弁14から燃焼室15内に向けて所望の燃圧で噴射す
る。この際、燃料噴射量は燃料ポンプの燃料吐出圧と燃
料噴射弁14の開弁時間(燃料噴射時間)とから決定さ
れる。
In the present embodiment, as shown in FIG.
An electromagnetic fuel injection valve 14 is attached to a cylinder head 12 of the engine 11 together with an ignition plug 13 for each cylinder, and the fuel injection valve 14 enables direct injection of fuel into a combustion chamber 15. . This fuel injection valve 14
Is connected to a fuel supply device (fuel pump) having a fuel tank via a fuel pipe (not shown). The fuel in the fuel tank is supplied at a high fuel pressure, and the fuel is supplied from a fuel injection valve 14 to a combustion chamber. The fuel is injected at a desired fuel pressure into the fuel cell 15. At this time, the fuel injection amount is determined from the fuel discharge pressure of the fuel pump and the valve opening time (fuel injection time) of the fuel injection valve 14.

【0015】シリンダヘッド12には、各気筒毎に略直
立方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと
連通するようにして吸気マニホールド16の一端がそれ
ぞれ接続されている。そして、吸気マニホールド16の
他端にはドライブバイワイヤ(DBW)方式の電動スロ
ットル弁17が接続されており、このスロットル弁17
にはスロットル開度θthを検出するスロットルセンサ1
8が設けられている。また、シリンダヘッド12には、
各気筒毎に略水平方向に排気ポートが形成されており、
各排気ポートと連通するようにして排気マニホールド1
9の一端がそれぞれ接続されている。
An intake port is formed in the cylinder head 12 in a substantially upright direction for each cylinder, and one end of an intake manifold 16 is connected to communicate with each intake port. A drive-by-wire (DBW) type electric throttle valve 17 is connected to the other end of the intake manifold 16.
Has a throttle sensor 1 for detecting the throttle opening θth.
8 are provided. Also, the cylinder head 12 has
An exhaust port is formed in a substantially horizontal direction for each cylinder,
Exhaust manifold 1 so that it communicates with each exhaust port
9 are connected to each other.

【0016】そして、エンジン11には、クランク角を
検出するクランク角センサ20が設けられており、この
クランク角センサ20はエンジン回転速度Neを検出可
能となっている。なお、上述した筒内噴射型エンジン1
1は既に公知のものであり、その構成の詳細については
ここでは説明を省略する。
The engine 11 is provided with a crank angle sensor 20 for detecting a crank angle, and the crank angle sensor 20 can detect an engine rotation speed Ne. The above-described in-cylinder injection engine 1
1 is already known, and the details of its configuration will not be described here.

【0017】また、エンジン11の排気マニホールド1
9には排気管(排気通路)21が接続されており、この
排気管21にはエンジン11に近接した小型の三元触媒
22及び排気浄化触媒装置23を介して図示しないマフ
ラーが接続されている。そして、この排気管21におけ
る三元触媒22と排気浄化触媒装置23との間の部分に
は、排気浄化触媒装置23の直上流、即ち、後述する吸
蔵型NOx触媒25のに直上流に位置して排気温度を検
出する高温センサ24が設けられている。
The exhaust manifold 1 of the engine 11
An exhaust pipe (exhaust passage) 21 is connected to 9, and a muffler (not shown) is connected to the exhaust pipe 21 via a small three-way catalyst 22 and an exhaust purification catalyst device 23 close to the engine 11. . In the portion of the exhaust pipe 21 between the three-way catalyst 22 and the exhaust purification catalyst device 23, the exhaust pipe 21 is located immediately upstream of the exhaust purification catalyst device 23, that is, immediately upstream of the storage NOx catalyst 25 described later. A high temperature sensor 24 for detecting the exhaust gas temperature is provided.

【0018】この排気浄化触媒装置23は、吸蔵型NO
x触媒25と三元触媒26との2つの触媒を有して構成
されており、三元触媒26の方が吸蔵型NOx触媒25
よりも下流側に配設されている。なお、吸蔵型NOx触
媒25が三元触媒の機能を十分に有している場合には、
この吸蔵型NOx触媒25だけであってもよい。この吸
蔵型NOx触媒25は、酸化雰囲気においてNOxを一
旦吸蔵させ、主としてCOの存在する還元雰囲気中にお
いてNOxを放出してN2 (窒素)等に還元させる機能
を持つものである。詳しくは、吸蔵型NOx触媒25
は、貴金属として白金(Pt)、ロジウム(Rh)等を
有した触媒として構成されており、吸蔵剤としてはバリ
ウム(Ba)等のアルカリ金属、アルカリ土類金属が採
用されている。そして、排気浄化触媒装置23の下流に
はNOx濃度を検出するNOxセンサ27が設けられて
いる。
The exhaust gas purifying catalyst device 23 has a storage type NO.
x catalyst 25 and three-way catalyst 26, and the three-way catalyst 26 is a storage-type NOx catalyst 25.
It is arranged further downstream than. When the storage NOx catalyst 25 has a sufficient function of a three-way catalyst,
The storage NOx catalyst 25 alone may be used. The storage type NOx catalyst 25 has a function of temporarily storing NOx in an oxidizing atmosphere and releasing NOx mainly in a reducing atmosphere where CO is present to reduce it to N 2 (nitrogen). Specifically, the storage type NOx catalyst 25
Is configured as a catalyst having platinum (Pt), rhodium (Rh) or the like as a noble metal, and an alkali metal such as barium (Ba) or an alkaline earth metal as a storage agent. Further, a NOx sensor 27 for detecting the NOx concentration is provided downstream of the exhaust purification catalyst device 23.

【0019】更に、入出力装置、記憶装置(ROM、R
AM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)、
タイマカウンタ等を有するECU(電子コントロールユ
ニット)28が設けられており、このECU28により
エンジン11を含めた本実施形態の排気浄化装置の総合
的な制御が行われる。即ち、ECU28の入力側には、
上述した高温センサ24やNOxセンサ27等の各種セ
ンサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情
報が入力する。一方、ECU28の出力側には、点火コ
イルを介して上述した点火プラグ13や燃料噴射弁14
等が接続されており、これら点火コイル、燃料噴射弁1
4等には、各種センサ類からの検出情報に基づき演算さ
れた燃料噴射量や点火時期等の最適値がそれぞれ出力さ
れる。これにより、燃料噴射弁14から適正量の燃料が
適正なタイミングで噴射され、点火プラグ13によって
適正なタイミングで点火が実施される。
Furthermore, an input / output device and a storage device (ROM, R
AM, nonvolatile RAM, etc.), central processing unit (CPU),
An ECU (Electronic Control Unit) 28 having a timer counter and the like is provided, and the ECU 28 controls the exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment including the engine 11 comprehensively. That is, on the input side of the ECU 28,
Various sensors such as the high temperature sensor 24 and the NOx sensor 27 described above are connected, and detection information from these sensors is input. On the other hand, on the output side of the ECU 28, the above-described ignition plug 13 and fuel injection valve 14 are connected via an ignition coil.
The ignition coil, the fuel injection valve 1 and the like are connected.
4 and the like, the optimum values such as the fuel injection amount and the ignition timing calculated based on the detection information from the various sensors are output. As a result, an appropriate amount of fuel is injected from the fuel injection valve 14 at an appropriate timing, and ignition is performed by the spark plug 13 at an appropriate timing.

【0020】実際に、ECU28では、図示しないアク
セル開度センサからのアクセル開度情報とクランク角セ
ンサ20からのエンジン回転速度情報Neとに基づいて
エンジン負荷に対応する目標筒内圧、即ち目標平均有効
圧Peを求めるようにされており、更に、この目標平均
有効圧Peとエンジン回転速度情報Neとに応じてマッ
プ(図示せず)より燃料噴射モードを設定するようにさ
れている。例えば、目標平均有効圧Peとエンジン回転
速度Neとが共に小さいときには、燃料噴射モードは圧
縮行程噴射モードとされて燃料が圧縮行程で噴射され、
一方、目標平均有効圧Peが大きくなり、あるいはエン
ジン回転速度Neが大きくなると燃料噴射モードは吸気
行程噴射モードとされ、燃料が吸気行程で噴射される。
Actually, the ECU 28 determines the target in-cylinder pressure corresponding to the engine load, that is, the target average effective pressure, based on the accelerator opening information from the accelerator opening sensor (not shown) and the engine speed information Ne from the crank angle sensor 20. The pressure Pe is obtained, and the fuel injection mode is set from a map (not shown) according to the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne. For example, when both the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed Ne are small, the fuel injection mode is set to the compression stroke injection mode, and fuel is injected in the compression stroke.
On the other hand, when the target average effective pressure Pe increases or the engine speed Ne increases, the fuel injection mode is set to the intake stroke injection mode, and fuel is injected in the intake stroke.

【0021】そして、目標平均有効圧Peとエンジン回
転速度Neとから制御目標となる目標空燃比(目標A/
F)が設定され、適正量の燃料噴射量がこの目標A/F
に基づいて決定される。また、高温センサ24により検
出された排気温度情報からは触媒温度Tcat が推定され
る。詳しくは、高温センサ24と吸蔵型NOx触媒25
とが多少なりとも離れて配置されていることに起因する
誤差を補正するために、目標平均有効圧Peとエンジン
回転速度情報Neとに応じて温度差マップが予め実験等
により設定されており、触媒温度Tcat は、目標平均有
効圧Peとエンジン回転速度情報Neとが決まると一義
に推定されるようにされている。
The target air-fuel ratio (target A / A) is a control target based on the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne.
F) is set, and the appropriate amount of fuel injection is set to the target A / F
Is determined based on Further, from the exhaust gas temperature information detected by the high temperature sensor 24, the catalyst temperature Tcat is estimated. Specifically, the high-temperature sensor 24 and the storage NOx catalyst 25
In order to correct an error caused by being arranged at least a little apart from each other, a temperature difference map is set in advance by an experiment or the like in accordance with the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne. The catalyst temperature Tcat is uniquely estimated when the target average effective pressure Pe and the engine speed information Ne are determined.

【0022】以下、このように構成された本実施形態の
内燃機関の排気浄化装置の作用について説明する。
Hereinafter, the operation of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment configured as described above will be described.

【0023】排気浄化触媒装置23の吸蔵型NOx触媒
25では、リーンモードにおける超リーン燃焼運転時の
ような酸素濃度過剰雰囲気で、排気中のNOxから硝酸
塩が生成され、これによりNOxが吸蔵されて排気の浄
化が行われる。一方、三元触媒26では、酸素濃度が低
下した雰囲気で、吸蔵型NOx触媒25に吸蔵した硝酸
塩と排気中のCOとが反応して炭酸塩が生成されると共
にNOxが放出される。従って、吸蔵型NOx触媒25
へのNOxの吸蔵が進むと、空燃比のリッチ化あるいは
追加の燃料噴射を行うなどして酸素濃度を低下させてC
Oを排気中に供給し、吸蔵型NOx触媒25からNOx
を放出させて機能を維持する。
In the storage type NOx catalyst 25 of the exhaust purification catalyst device 23, nitrate is generated from NOx in the exhaust gas in an atmosphere having an excessive oxygen concentration such as in the super-lean combustion operation in the lean mode, whereby NOx is stored. Exhaust gas purification is performed. On the other hand, in the three-way catalyst 26, the nitrate stored in the storage NOx catalyst 25 reacts with CO in the exhaust gas in an atmosphere having a reduced oxygen concentration to generate carbonate and release NOx. Therefore, the storage type NOx catalyst 25
As the NOx occlusion proceeds, the oxygen concentration is reduced by enriching the air-fuel ratio or performing additional fuel injection to reduce
O is supplied into the exhaust gas, and NOx is stored in the NOx storage catalyst 25.
To maintain its function.

【0024】ところで、燃料や潤滑油内に含まれるイオ
ウ成分(SOx)も排気中に存在し、吸蔵型NOx触媒
25は、酸素濃度過剰雰囲気で、NOxの吸蔵とともに
SOxも吸蔵する。つまり、イオウ成分は酸化されてS
Oxになり、このSOxの一部は吸蔵型NOx触媒25
上でさらに元来NOx吸蔵用である吸蔵剤と反応して硫
酸塩となってNOxに代わって吸蔵型NOx触媒25に
吸蔵される。
Incidentally, sulfur components (SOx) contained in fuel and lubricating oil are also present in exhaust gas, and the storage type NOx catalyst 25 stores SOx as well as NOx in an oxygen-rich atmosphere. That is, the sulfur component is oxidized to S
Ox, and a part of this SOx is stored in the NOx storage catalyst 25.
Further, it reacts with an occluding agent originally used for occluding NOx, becomes a sulfate, and is stored in the storage type NOx catalyst 25 instead of NOx.

【0025】また、吸蔵型NOx触媒25は、酸素濃度
が低下すると吸蔵されたSOxを放出する傾向を有して
いる。つまり、酸素濃度が低下してCOが過剰となった
雰囲気では、吸蔵型NOx触媒25に吸蔵した硫酸塩の
一部と排気中のCOとが反応して炭酸塩が生成され易く
なると共にSOxが脱離され易くなる。しかし、硫酸塩
は硝酸塩よりも塩としての安定度が高く、酸素濃度が低
下した雰囲気になっただけではその一部しか分解されな
いため、吸蔵型NOx触媒25に残留する硫酸塩の量は
時間とともに増加する。これにより、吸蔵型NOx触媒
25の吸蔵能力が時間と共に低下し、吸蔵型NOx触媒
25としての性能が悪化することになる(S被毒)。
The storage type NOx catalyst 25 has a tendency to release the stored SOx when the oxygen concentration decreases. That is, in an atmosphere in which the oxygen concentration is reduced and the CO becomes excessive, a part of the sulfate stored in the storage NOx catalyst 25 and CO in the exhaust react with each other to easily generate a carbonate and reduce the SOx. It is easily detached. However, sulfate has a higher stability as a salt than nitrate, and only a part of the sulfate is decomposed in an atmosphere having a reduced oxygen concentration. Therefore, the amount of sulfate remaining in the storage NOx catalyst 25 increases with time. To increase. As a result, the storage capacity of the storage NOx catalyst 25 decreases with time, and the performance of the storage NOx catalyst 25 deteriorates (S poisoning).

【0026】NOx吸蔵能力を再生するためには吸蔵型
NOx触媒25に吸蔵されたSOx量を推定してS被毒
状況を推定し、S被毒がある程度以上進行すると、触媒
を昇温させ、且つ、空燃比をリッチ化してSOxを放出
するようにする方法もあるが、本実施形態では、触媒温
度Tcat がS再生頻度に相関する触媒昇温設定温度以上
となった場合に、再生制御手段が触媒を昇温させ且つ空
燃比をリッチ化して吸蔵したSOxを放出し、NOx吸
蔵能力を回復するようにしている。
In order to regenerate the NOx storage capacity, the amount of SOx stored in the storage type NOx catalyst 25 is estimated to estimate the state of S poisoning. When S poisoning progresses to a certain extent or more, the temperature of the catalyst is raised. In addition, there is a method of releasing SOx by enriching the air-fuel ratio. However, in the present embodiment, when the catalyst temperature Tcat becomes equal to or higher than a catalyst temperature setting temperature correlated with the S regeneration frequency, the regeneration control means Raises the temperature of the catalyst and enriches the air-fuel ratio to release the stored SOx, thereby restoring the NOx storage capacity.

【0027】この再生制御手段は、吸蔵型NOx触媒2
5からSOxを放出する再生度合が所定範囲に保たれる
ように制御する。即ち、吸蔵型NOx触媒25の温度が
活性温度(例えば、250〜350℃)より高く、且
つ、吸蔵されたSOxを脱離するのに適した温度(例え
ば、650〜800℃)あるいはそれより低く設定され
た設定温度(例えば、600℃)以上となった場合に、
吸蔵型NOx触媒25を昇温させると共に空燃比をリッ
チ化してSOxを放出するようにしている。つまり、あ
る程度もともとの触媒温度が高いときにアシスト的に僅
かに昇温手段を作動させることによりS再生速度を速く
触媒温度域に到達させ、少ない昇温度合(少ない燃費悪
化度合)で効率よくSOxを放出させるものである。
This regeneration control means includes a storage NOx catalyst 2
5 so that the degree of regeneration for releasing SOx is maintained in a predetermined range. That is, the temperature of the storage NOx catalyst 25 is higher than the activation temperature (for example, 250 to 350 ° C.), and the temperature (for example, 650 to 800 ° C.) suitable for desorbing the stored SOx or lower. When the temperature becomes equal to or higher than the set temperature (for example, 600 ° C.),
The temperature of the storage NOx catalyst 25 is raised and the air-fuel ratio is made rich to release SOx. In other words, when the original catalyst temperature is high to some extent, the S regeneration speed is made to reach the catalyst temperature range quickly by operating the temperature raising means slightly in an assist manner, and the SOx is efficiently increased at a low temperature rise (a small fuel consumption deterioration degree). Is to be released.

【0028】また、吸蔵型NOx触媒25に吸蔵された
SOxに対して、この吸蔵型NOx触媒25を昇温させ
ると共に空燃比をリッチ化にしてSOxを放出すると
き、SOxはSO2 として放出されることから排気ガス
が高温で且つ水素や一酸化炭素や炭化水素等が多く存在
する還元雰囲気のもとでは、硫化水素(H2S)が発生
して臭気を放ってしまう。そして、リッチ度合が大きい
ほど水素等の還元剤も多くSO2 からH2Sが急激に多
量に生成される。このため、本実施形態では、再生制御
手段がS再生頻度に応じて排気空燃比のリッチ化の度合
または変化速度を制御するようにしている。
Further, with respect to SOx occluded in the occlusion-type NOx catalyst 25, when releasing SOx by the air-fuel ratio causes the temperature of the the occlusion-type NOx catalyst 25 rich, SOx is released as SO 2 Therefore, in a reducing atmosphere in which the exhaust gas is at a high temperature and a large amount of hydrogen, carbon monoxide, hydrocarbons and the like are present, hydrogen sulfide (H 2 S) is generated and emits an odor. Then, as the degree of richness increases, the amount of reducing agent such as hydrogen increases, and H 2 S is rapidly and largely generated from SO 2 . For this reason, in the present embodiment, the regeneration control means controls the degree of enrichment or the rate of change of the exhaust air-fuel ratio in accordance with the S regeneration frequency.

【0029】ここで、Sパージ制御について、図2に示
すフローチャート及び図3に示すタイムチャートに基づ
いて詳細に説明する。図2に示すように、まず、ステッ
プS1では、高温センサ24により検出された排気温度
情報から吸蔵型NOx触媒25の触媒温度Tcat を推定
する。この場合、前述したように、目標平均有効圧Pe
とエンジン回転速度情報Neとに応じて設定された温度
差マップに基づいて、高温センサ24と実際の触媒温度
との誤差が補正される。
Here, the S purge control will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. 2 and the time chart shown in FIG. As shown in FIG. 2, first, in step S1, the catalyst temperature Tcat of the storage NOx catalyst 25 is estimated from the exhaust gas temperature information detected by the high temperature sensor 24. In this case, as described above, the target average effective pressure Pe
An error between the high-temperature sensor 24 and the actual catalyst temperature is corrected based on a temperature difference map set according to the engine speed information Ne.

【0030】次に、ステップS2にて、吸蔵型NOx触
媒25のS被毒からの再生(S再生)度合を表すS再生
頻度を算出(頻度算定手段)するが、以下にその算出方
法について説明する。このS再生頻度は下記式(1)に
基づいて算出する。 S再生頻度(s/km)=700℃換算S再生時間/走行距離 ・・(1) ここで、700℃換算S再生時間とは、推定された触媒
温度Tcat におけるS再生時間を吸蔵型NOx触媒25
の触媒温度Tcat が700℃のときのS再生時間に換算
した時間の合計であり、この700℃換算S再生時間を
走行距離で除算することで、走行距離1kmあたりのS再
生時間、つまり、S再生頻度を求めることができ、この
S再生頻度が大きくなるとSOxが良く放出(パージ)
され、S被毒から良く再生されているということであ
る。
Next, in step S2, the S regeneration frequency indicating the degree of regeneration (S regeneration) from the S poisoning of the storage NOx catalyst 25 is calculated (frequency calculation means). The calculation method will be described below. I do. This S reproduction frequency is calculated based on the following equation (1). S regeneration frequency (s / km) = S-regeneration time converted to 700 ° C./travel distance (1) Here, the S-regeneration time converted to 700 ° C. is the storage-type NOx catalyst at the estimated catalyst temperature Tcat. 25
Is the total time converted into the S regeneration time when the catalyst temperature Tcat is 700 ° C., and by dividing the 700 ° C. converted S regeneration time by the traveling distance, the S regeneration time per 1 km of the traveling distance, that is, S The regeneration frequency can be obtained. When the S regeneration frequency increases, SOx is released (purge) well.
That is, it is well reproduced from S poisoning.

【0031】この700℃換算S再生時間の具体的な算
出方法としては、下記式(2)に基づいて算出する。 700℃換算S再生時間(n) =700℃換算S再生時間(n-1) +S再生速度係数×計算周期×A/F係数 ・・(2) ここで、S再生速度係数は、吸蔵型NOx触媒25の温
度によりS再生速度が異なることを補正するためのもの
で、各触媒温度でのS再生時間を700℃相当のS再生
時間に換算するためのものである。S再生速度は吸蔵型
NOx触媒25の温度が高くなるにつれて指数関数的に
増加するので、吸蔵型NOx触媒25の触媒温度Tcat
が580℃以下の低温時では0とし、それよりも高温時
では、指数関数により近似した下式(3)をもって算出
する。 S再生速度係数=exp {−kk×(1/T1 )−(1/T0 )}・・(3) ここで、kkは、吸蔵型NOx触媒25のS再生反応に
応じて設定される所定の係数、T1 は、吸蔵型NOx触
媒25の触媒温度Tcat (K)、T0 は、973(70
0+273)(K)である。なお、本実施形態では、E
CU28内では指数関数による計算は行わずに予め計算
した値を記憶した触媒温度に対するS再生速度係数マッ
プから求めるようにしている。また、前述したA/F係
数は、A/FによるS再生度合を示すもので、空燃比が
リーンモードまたは燃料カット時では0とし、それ以外
のモードでは1とする。なお、よく細かく分類して、A
/F係数を空燃比がリーンモードまたは燃料カット時で
は1/4とし、ストイキF/Bモードでは2/3とし、
リッチ(O/L)モードでは1としてよい。
As a specific method of calculating the 700 ° C. converted S regeneration time, it is calculated based on the following equation (2). 700 ° C conversion S regeneration time (n) = 700 ° C conversion S regeneration time (n-1) + S regeneration speed coefficient × calculation cycle × A / F coefficient (2) Here, the S regeneration speed coefficient is the storage type NOx. This is for correcting that the S regeneration speed varies depending on the temperature of the catalyst 25, and is for converting the S regeneration time at each catalyst temperature into an S regeneration time equivalent to 700 ° C. Since the S regeneration rate increases exponentially as the temperature of the storage NOx catalyst 25 increases, the catalyst temperature Tcat of the storage NOx catalyst 25 increases.
Is 0 when the temperature is low at 580 ° C. or lower, and is calculated using the following equation (3) approximated by an exponential function when the temperature is higher than 580 ° C. S regeneration speed coefficient = exp {-kk × (1 / T 1 ) − (1 / T 0 )} (3) where kk is set according to the S regeneration reaction of the storage NOx catalyst 25. The predetermined coefficient, T 1, is the catalyst temperature Tcat (K) of the storage NOx catalyst 25, and T 0 is 973 (70
0 + 273) (K). In the present embodiment, E
In the CU 28, a calculation based on an exponential function is not performed, but a value calculated in advance is obtained from a stored S regeneration speed coefficient map for the catalyst temperature. The above-mentioned A / F coefficient indicates the degree of S regeneration by the A / F, and is set to 0 when the air-fuel ratio is in the lean mode or fuel cut, and is set to 1 in other modes. In addition, it is often classified finely, and A
/ F coefficient is 1/4 when the air-fuel ratio is in the lean mode or fuel cut, and 2/3 in the stoichiometric F / B mode.
In the rich (O / L) mode, it may be set to 1.

【0032】なお、S再生頻度は、所定値D(例えば、
1.5s/km)以上でリセットされ、700℃換算S再
生時間を0s、走行距離を0kmとする。つまり、S再生
頻度が所定値D以上であれば、吸蔵型NOx触媒25は
十分にパージされているとして再生を停止する。S再生
頻度をリセットする際のしきい値Dの設定方法として
は、次のようにすればよい。即ち、図4に示すように、
S再生頻度が高いほどNOx排出値は小さくなることが
わかっており、NOxの排出規制値以下となるようにS
再生頻度を設定すればよい。このしきい値Dは、触媒特
性やNOx排出規制値にも影響されるが、一般的に概ね
1.5s/km以上に設定すればよいことがわかってい
る。
The S reproduction frequency is a predetermined value D (for example,
It is reset at 1.5 s / km or more, the S regeneration time at 700 ° C. is set to 0 s, and the traveling distance is set to 0 km. That is, if the S regeneration frequency is equal to or greater than the predetermined value D, the regeneration is stopped because the storage NOx catalyst 25 has been sufficiently purged. The method of setting the threshold value D when resetting the S reproduction frequency may be as follows. That is, as shown in FIG.
It is known that the higher the S regeneration frequency, the lower the NOx emission value.
What is necessary is just to set the reproduction frequency. Although the threshold value D is affected by the catalyst characteristics and the NOx emission regulation value, it is generally known that the threshold value D may be set to approximately 1.5 s / km or more.

【0033】このようにS再生頻度が求められたら、ス
テップS3にて、昇温設定温度ZSTEMP(℃)を算
出する。この場合、図5に示すように、S再生頻度に対
するZSTEMPのマップが予め設定されている。この
マップによれば、S再生頻度が低いときには、ZSTE
MPは600℃に設定され、S再生頻度の上昇に伴って
ZSTEMPが上昇し、所定値Dで800℃としてい
る。即ち、昇温設定温度ZSTEMPはS再生頻度に基
づいて変更されるようになっている。
When the S regeneration frequency is obtained in this manner, in step S3, a set temperature rise temperature ZSTEMP (° C.) is calculated. In this case, as shown in FIG. 5, a map of ZSTEMP with respect to the S reproduction frequency is set in advance. According to this map, when the S reproduction frequency is low, ZSTE
MP is set to 600 ° C., and ZSTEMP increases with an increase in the frequency of S regeneration, and is set to 800 ° C. at a predetermined value D. That is, the set heating temperature ZSTEMP is changed based on the S regeneration frequency.

【0034】そして、ステップS4において、吸蔵型N
Ox触媒25の触媒温度Tcat がZSTEMP以上であ
るかどうかを判定し、触媒温度Tcat がZSTEMP以
上であれば、S再生頻度がある程度低いと同時に吸蔵型
NOx触媒25がある程度昇温されており、Sパージし
やすい状態にあると推定されるため、ステップS5に移
行し、制御モードをSパージモードに切り換える。これ
により吸蔵型NOx触媒25に吸蔵されたSOxの除去
(Sパージ制御)が開始される。
Then, in step S4, the storage type N
It is determined whether or not the catalyst temperature Tcat of the Ox catalyst 25 is equal to or higher than ZSTEMP. If the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than ZSTEMP, the S regeneration frequency is low to some extent and the temperature of the storage NOx catalyst 25 is raised to some extent. Since it is estimated that the purging is easy, the process proceeds to step S5, and the control mode is switched to the S purge mode. Thus, the removal of SOx stored in the storage NOx catalyst 25 (S purge control) is started.

【0035】即ち、ステップS6では、点火時期を制
御、つまり、リタード(遅角)させることで吸蔵型NO
x触媒25を昇温する。つまり、点火時期リタードによ
り吸蔵型NOx触媒25に流入する排気を十分に昇温さ
せることにより、吸蔵型NOx触媒25はSパージ制御
に適した温度(例えば、650℃〜800℃)まで迅速
に昇温されることになる。この場合、点火時期は下記式
(4)によりリタードするように設定される。 点火時期=ベース点火時期−ZSSA×反映係数 ・・(4) ここで、ZSSAは、目標平均有効圧Peとエンジン回
転速度情報Neとに応じて設定されたリタードマップに
基づいて設定されるものであり、燃焼限界となるリター
ド量に余裕量を考慮した量として設定される。また、反
映係数は、図6に示すように、触媒温度推定値、つま
り、触媒温度Tcat に対応したマップに基づいて設定さ
れる。なお、この反映係数は燃料のカット時やスロット
ル開度が所定値以上のときは0としている。
That is, in step S6, the ignition timing is controlled, that is, retarded (retarded), so that the storage NO
The temperature of the x catalyst 25 is raised. That is, by sufficiently raising the temperature of the exhaust gas flowing into the storage type NOx catalyst 25 by the ignition timing retard, the storage type NOx catalyst 25 quickly rises to a temperature (for example, 650 ° C. to 800 ° C.) suitable for the S purge control. Will be warmed. In this case, the ignition timing is set to retard according to the following equation (4). Ignition timing = base ignition timing−ZSSA × reflection coefficient (4) Here, ZSSA is set based on a retard map set according to the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne. Yes, it is set as an amount that takes into account the amount of allowance for the retard amount that becomes the combustion limit. Further, as shown in FIG. 6, the reflection coefficient is set based on a catalyst temperature estimated value, that is, a map corresponding to the catalyst temperature Tcat. The reflection coefficient is set to 0 when the fuel is cut or when the throttle opening is equal to or more than a predetermined value.

【0036】続いて、ステップS7では、空燃比が所定
のリッチA/Fとなるように制御する。この場合、目標
A/Fを所定のリッチA/Fに向けて徐々に変化させる
処理が行われ、目標A/Fの変化速度はS再生度合い
(S再生頻度)に応じてS再生頻度が低いほどリッチ化
の速度が遅くなるように設定される。
Subsequently, in step S7, control is performed so that the air-fuel ratio becomes a predetermined rich A / F. In this case, a process of gradually changing the target A / F toward a predetermined rich A / F is performed, and the speed of change of the target A / F is low in accordance with the degree of S reproduction (S reproduction frequency). The setting is made such that the richer the speed becomes, the lower the speed becomes.

【0037】Sパージ制御によって放出されるSO
2 は、上述したように、還元雰囲気のもとで反応してH
2Sを発生するのであるが、このようにS再生度合い
(S再生頻度)に応じてS再生時の目標空燃比を徐々に
リッチ化すると、このSO2 の放出量が一気に増加して
2Sが多量に発生し易いSパージ制御の開始時におい
て、COやHCの供給量を制限するようにでき、SO2
の放出量を抑制してH2Sの発生濃度を低く抑えること
ができる。
SO released by S purge control
2 reacts in a reducing atmosphere to form H
2 S is generated. If the target air-fuel ratio at the time of S regeneration is gradually enriched in accordance with the degree of S regeneration (S regeneration frequency), the amount of SO 2 released increases at a stretch and H 2 is generated. At the start of the S purge control in which a large amount of S is likely to be generated, the supply amounts of CO and HC can be limited, and SO 2
H 2 S generation concentration can be suppressed low by suppressing the amount of H 2 S released.

【0038】つまり、図7に、ステップS1からステッ
プS4の実施結果、ステップS5以降でのSパージ制御
の実施時における目標A/Fの時間変化(a)とH2
の発生濃度の時間変化(b)とがタイムチャートとして
示してある。この場合、従来のように目標A/FをSパ
ージ制御の開始から直ぐ(もしくは徐々に変化させてい
る場合においても、数サイクル程度の速い変化)に所定
のリッチ空燃比AF1(例えば、値12)とした場合を
破線で示し、本実施形態のようにS再生頻度に応じて目
標A/Fを最初はストイキオ近傍のリッチ化度合の小さ
な値とし、徐々に所定のリッチ空燃比AF1に向けて移
行させた場合を実線で示してある。このタイムチャート
からわかるように、従来の制御(破線)では、Sパージ
制御の開始直後に一時的に大量のH2Sが発生していた
が、本実施形態の制御(実線)では、Sパージ制御の開
始直後に大量のH2Sの発生現象はなく、Sパージ開始
直後のH2Sの発生濃度を低くすると共にこのまま保持
することができ、H2S濃度を低く抑えて排気ガスが異
臭を放つことを確実に防止することができる。
That is, FIG. 7 shows the results of the execution of steps S1 to S4, the time change (a) of the target A / F and the H 2 S when the S purge control is executed after step S5.
Is shown as a time chart. In this case, the target air-fuel ratio AF 1 (for example, the value of the target air-fuel ratio AF 1 ) is set immediately (or, even if the target air-fuel ratio is gradually changed, about several cycles) immediately after the start of the S purge control. shows the case of a 12) with a broken line, the target a / F according to the S regeneration frequency as in the present embodiment initially a small value of enrichment degree in the vicinity of stoichiometric, gradually to a predetermined rich air-fuel ratio AF 1 The case of shifting toward is shown by a solid line. As can be seen from this time chart, in the conventional control (broken line), a large amount of H 2 S was generated temporarily immediately after the start of the S purge control, but in the control of the present embodiment (solid line), the S purge phenomenon of large amounts of H 2 S immediately after the start of the control is not, this state it is possible to hold the exhaust gas odor in suppressing the concentration of H 2 S as well as reduce the occurrence concentration of H 2 S immediately after the start of the S purge Can be reliably prevented from being released.

【0039】また、特に、目標A/Fを徐々に所定のリ
ッチ空燃比AF1に向けて移行させることにより、H2
の発生濃度を低く値のまま保持してSO2 の放出を効率
よく促進することができ、目標A/Fを所定のリッチ空
燃比AF1に早期に到達させることが可能となる。これ
により、Sパージ制御の長期化を極力防止し、燃費の悪
化を好適に防止しながら、H2S濃度を低く抑えること
ができる。
In particular, by gradually shifting the target A / F toward a predetermined rich air-fuel ratio AF 1 , H 2 S
Generation concentration was kept low while the value can promote efficient release of SO 2, it is possible to reach quickly the target A / F to a predetermined rich air-fuel ratio AF 1. As a result, it is possible to prevent the S purge control from being prolonged as much as possible and to suppress the H 2 S concentration to a low level while suitably preventing the deterioration of fuel efficiency.

【0040】そして、図2に戻り、ステップS8では、
触媒温度Tcat が所定値K(例えば、650℃)よりも
低い状態が所定の設定時間C(例えば、45sec )経過
したら、ステップS9にて、吸蔵型NOx触媒25の昇
温をやめると共に空燃比をリーン化してこのルーチンを
抜ける。つまり、Sパージモードにしても触媒温度Tca
t がイオウ成分の脱離に最適な温度(例えば、650℃
以上)へなかなか近づかない場合に、燃費悪化を抑制す
るためにSパージモードを停止させるようにしている。
一方、触媒温度Tcat が所定時間Cが経過するまでに所
定値K以上になれば、吸蔵型NOx触媒25の昇温及び
空燃比のリッチ化を継続する。
Returning to FIG. 2, in step S8,
When the state where the catalyst temperature Tcat is lower than the predetermined value K (for example, 650 ° C.) has passed for a predetermined time C (for example, 45 seconds), in step S9, the temperature rise of the storage NOx catalyst 25 is stopped and the air-fuel ratio is reduced. Lean and exit this routine. That is, even in the S purge mode, the catalyst temperature Tca
t is the optimal temperature for desorbing sulfur components (eg, 650 ° C.)
In the case where it is difficult to approach the above, the S-purge mode is stopped in order to suppress deterioration of fuel efficiency.
On the other hand, if the catalyst temperature Tcat becomes equal to or higher than the predetermined value K before the predetermined time C elapses, the temperature rise of the storage NOx catalyst 25 and the enrichment of the air-fuel ratio are continued.

【0041】このようにしてSパージモードでは、Sパ
ージ制御のルーチンを繰り返すが、吸蔵型NOx触媒2
5に吸蔵されたSOxが放出されると、吸蔵型NOx触
媒25のS再生頻度が大きくなり、図5のマップに基づ
いてZSTEMPも上昇する。そして、ZSTEMPが
触媒温度Tcat を越えると、ステップS4において、吸
蔵型NOx触媒25の触媒温度Tcat がZSTEMPよ
り低くなって制御のルーチンを抜けてステップS9に進
み、Sパージ制御を停止する。
As described above, in the S purge mode, the S purge control routine is repeated.
When the SOx occluded in the NOx 5 is released, the frequency of S regeneration of the occluded NOx catalyst 25 increases, and ZSTEMP also increases based on the map of FIG. Then, when ZSTEMP exceeds the catalyst temperature Tcat, in step S4, the catalyst temperature Tcat of the storage NOx catalyst 25 becomes lower than ZSTEMP, the process exits the control routine, proceeds to step S9, and the S purge control is stopped.

【0042】なお、上述したように、三元触媒26は内
部に酸素を貯留する機能を有しているため、吸蔵型NO
x 触媒25において発生したH2Sは、この三元触媒2
6の内部の酸素によって良好に酸化処理される。これに
よっても排気ガスが異臭を放つことが確実に防止され
る。
As described above, since the three-way catalyst 26 has the function of storing oxygen inside, the three-way catalyst
x H 2 S generated in the catalyst 25 is the three-way catalyst 2
6 is oxidized well by the oxygen inside. This also reliably prevents the exhaust gas from emitting an odor.

【0043】ところで、上述した実施形態では、Sパー
ジ制御時において、目標A/FをS再生頻度に応じて徐
々に所定のリッチ空燃比AF1に向けて移行させるよう
にしたが、これに限られるものではない。つまり、他の
実施形態として、例えば、上記ステップS7において、
Sパージ制御が開始された時点で、図8に示すマップか
らまずSパージ制御の目標A/Fを固定値として求め
(図8にて右側のグラフ)、この目標A/Fに応じてS
パージ制御時間tsを一義に設定するようにしてもよい
(図8にて左側のグラフ)。
By the way, in the embodiment described above, during the S purge control, but the target A / F was set to be gradually migrated toward a predetermined rich air-fuel ratio AF 1 according to the S regeneration frequency, limited to It is not something that can be done. That is, as another embodiment, for example, in the above step S7,
When the S purge control is started, the target A / F of the S purge control is first determined as a fixed value from the map shown in FIG. 8 (the graph on the right side in FIG. 8).
The purge control time t s may be set uniquely (graph on the left side in FIG. 8).

【0044】つまり、図9に実線で示すように、Sパー
ジ制御が開始された時点で目標A/FをS再生頻度に応
じてS再生頻度が低いほど所定のリッチ空燃比AF1
りもリッチ化度合の小さな値に設定し、この目標A/F
を一定に保持したまま、Sパージ制御時間tsにわたっ
てSパージ制御を実施するようにしてもよい。
[0044] That is, as shown by the solid line in FIG. 9, richer than the rich air-fuel ratio AF 1 given the lower S regeneration frequency according to the S regeneration frequency a target A / F when the S purge control is started The target A / F is set to a small value
The S purge control may be performed over the S purge control time t s while maintaining a constant.

【0045】このようにしても、図9に実線で示すよう
に、SO2 の放出時間は長くなるものの、従来、Sパー
ジ制御の開始直後にH2Sが一時的に大量に発生してい
たのを抑えてH2Sの発生濃度(破線)を十分に低くす
るようにでき、H2S濃度を低く抑えて排ガスが異臭を
放つことを確実に防止することができる。
In this case, as shown by the solid line in FIG. 9, although the release time of SO 2 becomes longer, H 2 S has conventionally been generated in a large amount temporarily immediately after the start of the S purge control. And the generation concentration of H 2 S (broken line) can be made sufficiently low, and the H 2 S concentration can be kept low to reliably prevent the exhaust gas from emitting an odor.

【0046】なお、上述した実施形態では、Sパージ制
御時にS再生頻度に応じて目標A/Fを所定のリッチ空
燃比AF1に向けて連続して滑らかに移行させたが、複
数に分けて段階的(段階状)にリッチ空燃比AF1に移
行させてもよい。また、S再生頻度に応じてリッチ化の
度合と変化速度の両方を制御するようにしてもよい。更
に、空燃比をリッチ化させる手法は目標A/F変更する
方式に限られるものではなく、例えば、O2 センサを利
用したストイキフィードバック制御において、フィード
バック制御用の積分ゲイン(係数)をリッチ側に大きく
リーン側に小さく変更する方法を用いてもよい。そし
て、この場合は積分ゲインや比例ゲインの速度をS再生
頻度に応じて設定することで平均空燃比をS再生頻度に
応じて徐々にリッチ化させたり、ゲイン値そのものをS
再生頻度に応じて設定することで平均空燃比自体がS再
生頻度に応じてリッチ空燃比になるように制御すればよ
い。
[0046] In the embodiment described above, but were smooth transition continuously toward the target A / F to a predetermined rich air-fuel ratio AF 1 according to the S regeneration frequency during S purge control, is divided into a plurality it may be transferred to the rich air-fuel ratio AF 1 stepwise (step-like). Further, both the degree of enrichment and the speed of change may be controlled in accordance with the S reproduction frequency. Further, the method of enriching the air-fuel ratio is not limited to the method of changing the target A / F. For example, in stoichiometric feedback control using an O 2 sensor, the integral gain (coefficient) for feedback control is set to the rich side. It is also possible to use a method of changing the value to a larger value on the lean side. In this case, by setting the speed of the integral gain or the proportional gain in accordance with the S regeneration frequency, the average air-fuel ratio can be gradually enriched in accordance with the S regeneration frequency, or the gain value itself can be changed to the S value.
By setting the average air-fuel ratio in accordance with the regeneration frequency, the average air-fuel ratio may be controlled to be a rich air-fuel ratio in accordance with the S regeneration frequency.

【0047】ここで、上述したSパージモードへの切換
制御を図3のタイムチャートに基づいて具体的に説明す
る。図3に示すように、SパージモードがOFFで、S
再生頻度が低いとき、昇温設定温度ZSTEMPは60
0℃に設定されている。そして、ドライバの運転状態、
例えば、加速時あるいは高速道路や山岳道路などを走行
して触媒温度Tcat が上昇し、この触媒温度Tcat がZ
STEMPを越えると、SパージモードがON(ステッ
プS4でYes)なる。すると、点火時期をリタードし
て吸蔵型NOx触媒25を昇温すると共に空燃比をリッ
チ化するため、吸蔵型NOx触媒25に吸蔵されたSO
xが放出される。そして、Sパージモードが継続すると
S再生が進み、700℃換算S再生時間が増加してS再
生頻度が大きくなり、このS再生頻度が大きくなると、
図4のマップに基づいてZSTEMPが上昇し、触媒温
度Tcat を越える。
Here, the switching control to the S purge mode described above will be specifically described with reference to the time chart of FIG. As shown in FIG. 3, when the S purge mode is OFF,
When the regeneration frequency is low, the set heating temperature ZSTEMP is 60
It is set to 0 ° C. And the driving state of the driver,
For example, when accelerating or traveling on a highway or mountain road, the catalyst temperature Tcat rises, and this catalyst temperature Tcat
When STEMP is exceeded, the S purge mode is turned on (Yes in step S4). Then, the ignition timing is retarded to raise the temperature of the storage NOx catalyst 25 and to enrich the air-fuel ratio, so that the SOx stored in the storage NOx catalyst 25 is reduced.
x is released. When the S purge mode is continued, the S regeneration proceeds, the S regeneration time at 700 ° C. increases, the S regeneration frequency increases, and when the S regeneration frequency increases,
Based on the map of FIG. 4, ZSTEMP increases and exceeds the catalyst temperature Tcat.

【0048】すると、SパージモードがOFF(ステッ
プS4でNo)となり、吸蔵型NOx触媒25の昇温を
やめるため、触媒温度Tcat が低下する。その後、触媒
温度Tcat が低い状態で走行距離が延びると、S再生頻
度が小さくなると共に、ZSTEMPが低下して600
℃に戻る。
Then, the S purge mode is turned off (No in step S4), and the temperature of the storage NOx catalyst 25 is stopped, so that the catalyst temperature Tcat decreases. Thereafter, when the traveling distance increases with the catalyst temperature Tcat being low, the S regeneration frequency decreases and ZSTEMP decreases to 600
Return to ° C.

【0049】また、ドライバの運転状態により触媒温度
Tcat が再び上昇し、触媒温度Tcat がZSTEMPを
越えるとSパージモードがON(ステップS4でYe
s)される。このとき、ドライバが市街地のような場所
で加減速を繰り返す運転状態を行っていると、吸蔵型N
Ox触媒25はSOxを放出するのに必要な高温状態に
なりにくい。即ち、この場合、触媒温度Tcat は最初Z
STEMP(600℃)を越えたものの650℃よりも
低い状態が継続することとなり、この温度域ではS再生
はされるもののS再生効率が低い。そのため、この状態
の継続時間が設定時間Cを経過したら、Sパージモード
をOFF(ステップS4でNo)とすることで、点火時
期リタード及びリッチ化を中止しS再生効率が低い温度
域では燃費の悪化を抑制できる。
Also, the catalyst temperature Tcat rises again due to the driving state of the driver, and when the catalyst temperature Tcat exceeds ZSTEMP, the S purge mode is turned on (Ye in step S4).
s). At this time, if the driver is in a driving state of repeating acceleration and deceleration in a place such as an urban area, the storage type N
The Ox catalyst 25 is unlikely to reach a high temperature state required for releasing SOx. That is, in this case, the catalyst temperature Tcat is initially Z
Although the temperature exceeds STEMP (600 ° C.), the temperature is lower than 650 ° C., and S regeneration is performed in this temperature range, but the S regeneration efficiency is low. Therefore, when the continuation time of this state has elapsed the set time C, the S purge mode is turned off (No in step S4), thereby stopping the ignition timing retard and enrichment, and reducing the fuel consumption in a temperature range where the S regeneration efficiency is low. Deterioration can be suppressed.

【0050】なお、Sパージモードにて、空燃比をリッ
チ空燃比モードとしてリーン空燃比モードへの移行を禁
止しているが、吸蔵型NOx触媒25が高温であるとき
には、吸蔵型NOx触媒25の熱劣化対策のために既に
リーン空燃比モードは禁止となっている場合もある。
In the S purge mode, the air-fuel ratio is set to the rich air-fuel ratio mode and the transition to the lean air-fuel ratio mode is prohibited. However, when the storage NOx catalyst 25 is at a high temperature, the storage NOx catalyst 25 In some cases, the lean air-fuel ratio mode is already prohibited to prevent thermal degradation.

【0051】また、Sパージを行うときに点火時期リタ
ードに応じてスロットル弁17を作動してベーススロッ
トル開度に対してスロットル開度θthを調整し、吸入空
気量を操作しており、これによって点火時期リタードに
よるトルク低下分を補いトルクがほぼ一定となるように
制御している。この場合、スロットル開度は下記式
(5)により設定される。 スロットル開度=ベーススロットル開度−ZSETV×反映係数・・(5) ここで、ZSETVは、目標平均有効圧Peとエンジン
回転速度情報Neとに応じて設定されたスロットル開度
補正マップに基づいて設定されるものであり、また、反
映係数は、前述したように、図6に示すマップに基づい
て設定される。なお、この場合、補正された点火時期
(リタード後の点火時期)に対するスロットル開度θth
のマップにより設定してもよい。
Further, when performing the S purge, the throttle valve 17 is operated according to the ignition timing retard to adjust the throttle opening θth with respect to the base throttle opening, thereby operating the intake air amount. The control is performed such that the torque decrease due to the ignition timing retard is compensated and the torque is substantially constant. In this case, the throttle opening is set by the following equation (5). Throttle opening = base throttle opening−ZSETV × reflection coefficient (5) Here, ZSETV is based on a throttle opening correction map set according to the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne. The reflection coefficient is set based on the map shown in FIG. 6, as described above. In this case, the throttle opening θth with respect to the corrected ignition timing (the ignition timing after the retard).
May be set according to the map.

【0052】このように本実施形態では、吸蔵型NOx
触媒25からSOxを放出する再生度合が所定範囲に保
たれるように制御、つまり、吸蔵型NOx触媒25の触
媒温度Tcat が活性温度(例えば、250〜350℃)
より高く、且つ、吸蔵されたSOxを脱離するのに適し
た温度(例えば、650℃〜800℃)あるいはそれよ
り低く設定された昇温設定温度ZSTEMP以上となっ
た場合に、点火時期をリタードして吸蔵型NOx触媒2
5を昇温させると共に空燃比をリッチ化してSOxを放
出する。
As described above, in this embodiment, the storage type NOx
Control is performed so that the degree of regeneration for releasing SOx from the catalyst 25 is kept within a predetermined range, that is, the catalyst temperature Tcat of the storage type NOx catalyst 25 becomes the activation temperature (for example, 250 to 350 ° C.).
When the temperature becomes higher (e.g., 650 ° C. to 800 ° C.) suitable for desorbing the stored SOx or higher than the set temperature ZSTEMP set lower than that, the ignition timing is retarded. NOx storage catalyst 2
5 and the air-fuel ratio is enriched to release SOx.

【0053】そして、吸蔵型NOx触媒25がSパージ
制御やNOxパージ制御(NOxパージのためにリッチ
化したときに触媒も高温になっていてイオウ成分が放出
される場合)、自然Sパージ(運転者の加速等の自然な
運転により触媒が高温傘リッチとなってイオウ成分が放
出される場合))等にてイオウ成分を放出する状態にな
った頻度は、この吸蔵型NOx触媒25からH2Sが生
成される特性と相関があることを発見し、このイオウ成
分を放出する状態になった頻度(S再生頻度)に応じて
排気空燃比のリッチ化の度合または変化速度を制御して
いる。つまり、図7の例では、S再生頻度に応じて目標
A/Fを最初はストイキオ近傍のリッチ化度合の小さな
値とし、徐々に所定のリッチ空燃比AF1に向けて移行
させるようにしているし、図8の例では、S再生頻度が
低いリッチ化の度合を低くするようにしている。これら
の場合、S再生頻度が低くなるに伴って触媒再生時間は
多少長くなるものの大きく長くなるものではない。
Then, the storage type NOx catalyst 25 is subjected to S purge control or NOx purge control (when the temperature of the catalyst is high and the sulfur component is released when enriched for NOx purge), natural S purge (operation) When the catalyst becomes rich due to the high temperature umbrella due to natural operation such as acceleration of the person and the sulfur component is released), the frequency at which the sulfur component is released in the case of)) or the like is determined by the storage type NOx catalyst 25 as H 2. It has been found that there is a correlation with the characteristic in which S is generated, and the degree or rate of change of the exhaust air-fuel ratio is controlled in accordance with the frequency at which the sulfur component is released (S regeneration frequency). . That is, in the example of FIG. 7, so that the target A / F initially is set to a small value of enrichment degree in the vicinity of stoichiometric according to the S regeneration frequency, is gradually shifts toward a predetermined rich air-fuel ratio AF 1 In the example of FIG. 8, the degree of enrichment with a low S reproduction frequency is reduced. In these cases, the catalyst regeneration time slightly increases as the S regeneration frequency decreases, but does not significantly increase.

【0054】従って、吸蔵型NOx触媒25がある程度
高温状態にあるときに、アシスト的に吸蔵型NOx触媒
25を昇温してSOx放出に適した触媒温度域において
SOxを放出して再生している。そのため、吸蔵型NO
x触媒25が低温状態でSOxの放出に最適な温度まで
昇温するのに長時間を要するような場合に無理にS再生
を実施するものではない。これによって長時間のリッチ
化及び点火時期リタード、及び低温から大きく昇温しな
ければならないための大幅なリタードを行う必要がな
く、燃費の悪化を抑制できる。
Therefore, when the storage type NOx catalyst 25 is at a high temperature to some extent, the temperature of the storage type NOx catalyst 25 is assisted to release SOx in a catalyst temperature range suitable for SOx release to regenerate. . Therefore, the storage type NO
When it takes a long time to raise the temperature of the x catalyst 25 to the optimum temperature for releasing SOx in a low temperature state, the S regeneration is not forcibly performed. As a result, it is not necessary to perform a long-time enrichment and retardation of the ignition timing, and a large retardation for greatly increasing the temperature from a low temperature, and it is possible to suppress the deterioration of fuel efficiency.

【0055】そして、このS再生時に、目標A/Fの変
更直後に大量のH2Sの発生現象はなく、このときのH2
Sの発生濃度を低くすると共にH2Sを低い濃度のまま
保持することができ、H2S濃度を低く抑えて排気ガス
が異臭を放つことを確実に防止する一方で、吸蔵型NO
x触媒25の再生時間の長時間化を抑制して安定した触
媒の再生が可能となる。
[0055] and, at the time of the S-regeneration, rather than occurrence phenomenon of large amounts of H 2 S immediately after the change of the target A / F, H 2 at this time
It is possible to keep the concentration of S generated low and keep H 2 S at a low concentration, and to keep the H 2 S concentration low to reliably prevent the exhaust gas from emitting an odor.
It is possible to suppress the prolonged regeneration time of the x catalyst 25 and to perform stable regeneration of the catalyst.

【0056】なお、図10に一般的な走行時において本
実施形態によるアシスト的な昇温によるS再生制御を使
用したときと、使用しなかったときの吸蔵型NOx触媒
25の触媒ベット温度の時間頻度の比較を示す。本制御
を使用することにより、S再生速度が速くS再生に適し
た650℃以上の時間頻度が大きく増加し、よりS再生
速度の速い700℃以上の時間頻度も増加しており、効
率よくS再生できていることがわかる。
FIG. 10 shows the time of the catalyst bed temperature of the storage-type NOx catalyst 25 when the S regeneration control by the assisted temperature increase according to the present embodiment is used during normal driving and when it is not used. 2 shows a comparison of frequencies. By using this control, the time frequency of 650 ° C. or higher, which is suitable for S reproduction, is increased greatly, and the time frequency of 700 ° C., which is higher in S reproduction speed, is also increased. You can see that it has been played.

【0057】また、Sパージモードで触媒温度Tcat が
イオウ成分の脱離に最適な温度(例えば、650℃以
上)へ近づかない場合、設定時間Cを経過した後にSパ
ージモードを停止させるようにしている。従って、例え
ば、車両が市街地のような場所で加減速を繰り返す運転
状態のときは、吸蔵型NOx触媒25がSOxを放出す
るのに最適な高温状態になりにくいため、設定時間Cの
経過を待ってSパージモードを中止させており、これに
よってS再生効率が良くない温度帯ではリッチ化及び昇
温の継続に制限を設けることにより燃費の悪化を抑制で
きる。
If the catalyst temperature Tcat does not approach the optimum temperature (for example, 650 ° C. or more) for sulfur component desorption in the S purge mode, the S purge mode is stopped after the set time C has elapsed. I have. Therefore, for example, when the vehicle is in an operating state in which acceleration and deceleration are repeated in a place such as an urban area, the storage type NOx catalyst 25 is unlikely to be in a high temperature state that is optimal for releasing SOx. In this manner, the S purge mode is stopped, and thereby, in a temperature range where the S regeneration efficiency is not good, the deterioration of fuel efficiency can be suppressed by providing a limit to the enrichment and the continuation of the temperature increase.

【0058】なお、本実施形態では、吸蔵型NOx触媒
25の温度が活性温度を250℃〜350℃とし、吸蔵
されたSOxを脱離するのに適した温度を650℃から
800℃(より好ましくは700℃以上)、昇温設定温
度ZSTEMPを600℃から開始してS再生頻度によ
り変化させるようにしたが、各温度は吸蔵型NOx触媒
25の特性、あるいはエンジン形態や排気温度などによ
り適宜設定すればよいものである。
In the present embodiment, the temperature of the storage NOx catalyst 25 is set to an activation temperature of 250 ° C. to 350 ° C., and a temperature suitable for desorbing the stored SOx is set to 650 ° C. to 800 ° C. (more preferably). Is set to 700 ° C. or higher), and the temperature setting temperature ZSTEMP is changed from the temperature of 600 ° C. according to the S regeneration frequency, but each temperature is appropriately set according to the characteristics of the storage NOx catalyst 25, the engine configuration, the exhaust temperature, and the like. It is good to do.

【0059】また、本発明は、S再生時に、再生制御手
段は推定頻度に基づいて排気空燃比のリッチ化の度合ま
たは変化速度を制御することが特徴であるため、本実施
形態のように、Sパージ制御を開始する条件としてS再
生頻度を用いなくてもよい。例えば、NOx吸蔵能力を
再生するために吸蔵型NOx触媒25に吸蔵されたSO
x量(S被毒量)が所定量以上になったことを条件とし
てSパージ制御を開始するようにしてもよい。また、本
発明の触媒昇温も、上述した実施形態に何ら限定される
ものではなく、例えば、膨張行程に追加燃料噴射を行う
2段噴射や吸蔵型NOx触媒25の上流の排気管21内
に直接燃料を噴射するようなものであってもよく、更
に、電気加熱触媒等の加熱手段を用いてもよい。また、
リッチ化手段としても前述の2段噴射あるいは排気管2
1内への直接燃料噴射を用いてもよい。また、運転状態
によっては、すでに触媒が高温となっている場合には昇
温手段をあらためて作動させなくてもよい場合もある。
Also, the present invention is characterized in that the regeneration control means controls the degree of enrichment or the rate of change of the exhaust air-fuel ratio based on the estimated frequency during S regeneration. The S regeneration frequency may not be used as a condition for starting the S purge control. For example, SO stored in the storage NOx catalyst 25 in order to regenerate the NOx storage capacity.
The S purge control may be started on condition that the x amount (S poisoning amount) is equal to or more than a predetermined amount. Further, the temperature rise of the catalyst of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, two-stage injection for performing additional fuel injection during the expansion stroke or the exhaust pipe 21 upstream of the NOx storage catalyst 25 may be provided. The fuel may be directly injected, or a heating means such as an electric heating catalyst may be used. Also,
The above-described two-stage injection or exhaust pipe 2 can be used as the enrichment means.
A direct fuel injection into 1 may be used. Further, depending on the operating state, when the temperature of the catalyst is already high, it may not be necessary to operate the temperature raising means again.

【0060】また、触媒温度の求め方としては、上述の
実施形態のように、高温センサ24から求める方法の他
に、目標平均有効圧Pe(エンジン負荷)とエンジン回
転速度Neのマップとして予め実験的に触媒温度をEC
U28にメモリさせた値から求めてもよい。また、より
簡略化して車速に対するマップとして予め実験的に触媒
温度をECU28にメモリさせた値から求めてもよい。
この場合、精度は多少低下するが、高温センサ24を用
いる必要がないためにコストが低減されるメリットがあ
る。
As a method of obtaining the catalyst temperature, in addition to the method of obtaining the catalyst temperature from the high temperature sensor 24 as in the above-described embodiment, a map of the target average effective pressure Pe (engine load) and the engine rotation speed Ne is set in advance. The catalyst temperature to EC
It may be obtained from the value stored in U28. Further, the catalyst temperature may be obtained from a value stored in the ECU 28 experimentally in advance as a map for vehicle speed in a simplified manner.
In this case, although the accuracy is slightly lowered, there is an advantage that the cost is reduced because the high temperature sensor 24 is not required.

【0061】更に、上述の実施形態では、エンジン11
を筒内噴射型ガソリンエンジンとしたが、これに限られ
ず、吸気管噴射型ガソリンエンジンであってもよく、ま
た、上記実施形態では、三元触媒22を設けて排気ガス
の浄化効率を向上させているが、必ずしも三元触媒22
を設けなくてもよく、三元触媒20がなくても本発明を
好適に実現可能である。また、イオウ成分を吸蔵して放
出する触媒としては吸蔵型NOx触媒25を上述の実施
形態において取り上げたが、触媒としてはその他のもの
であってもよく、吸着したNOxを直接接触還元する吸
着片NOx触媒やイオウ成分を吸蔵しやすいタイプの三
元触媒であってもよい。更には、エンジンとしては、デ
ィーゼルエンジンに適用することも可能である。
Further, in the above embodiment, the engine 11
Is an in-cylinder injection type gasoline engine, but the present invention is not limited to this, and may be an intake pipe injection type gasoline engine. In the above-described embodiment, the three-way catalyst 22 is provided to improve exhaust gas purification efficiency. However, the three-way catalyst 22 is not necessarily
Need not be provided, and the present invention can be suitably realized without the three-way catalyst 20. Although the storage type NOx catalyst 25 has been described as a catalyst for storing and releasing sulfur components in the above-described embodiment, other types of catalysts may be used, and an adsorption piece for directly reducing the adsorbed NOx may be used. It may be a NOx catalyst or a three-way catalyst of a type that easily absorbs sulfur components. Further, the present invention can be applied to a diesel engine.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、触媒
に吸蔵されたイオウ成分が放出される状態になった頻度
に応じて排気空燃比のリッチ化の度合または変化速度を
制御するようにしたので、触媒からH2Sが一度に大量
に発生するのを防止して放出濃度を低く抑え、排気ガス
の異臭を防止する一方で、触媒の再生時間の長時間化を
抑制して安定した触媒装置の再生を可能とすることがで
きる。
As described in detail in the above embodiment, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the exhaust air is purged according to the frequency at which the sulfur component stored in the catalyst is released. Since the degree of fuel enrichment or the rate of change is controlled, H 2 S is prevented from being generated in large quantities from the catalyst at a time, and the emission concentration is suppressed to a low level. It is possible to suppress the prolonged regeneration time of the catalyst and to enable stable regeneration of the catalyst device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化
装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態の排気浄化装置によるSパージ制御
のフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart of S purge control by the exhaust gas purification device of the present embodiment.

【図3】Sパージ制御のタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart of S purge control.

【図4】S再生頻度とNOx排出量との関係を表すグラ
フである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between S regeneration frequency and NOx emission amount.

【図5】S再生頻度に対する昇温設定温度を表すグラフ
である。
FIG. 5 is a graph showing a temperature rise set temperature with respect to an S regeneration frequency.

【図6】触媒温度推定値に対する反映係数を表すグラフ
である。
FIG. 6 is a graph showing a reflection coefficient with respect to a catalyst temperature estimated value.

【図7】Sパージ制御における目標A/Fの時間変化に
対するH2S発生量の時間変化を表すタイムチャートで
ある。
FIG. 7 is a time chart showing a time change of an H 2 S generation amount with respect to a time change of a target A / F in the S purge control.

【図8】本発明の他の実施形態に係るS再生頻度に応じ
た目標A/FとSパージ時間及びNOxパージ時間の設
定マップである。
FIG. 8 is a setting map of a target A / F, an S purge time, and a NOx purge time according to the S regeneration frequency according to another embodiment of the present invention.

【図9】Sパージ制御あいはNOxパージ制御における
目標A/Fの時間変化に対するH2S発生量の時間変化
を表すタイムチャートである。
FIG. 9 is a time chart showing a time change of the H 2 S generation amount with respect to a time change of the target A / F in the NOx purge control during the S purge control.

【図10】一般走行において本実施形態を使用したとき
と使用しなかったときの触媒温度の時間頻度を表すグラ
フである。
FIG. 10 is a graph showing the time frequency of the catalyst temperature when the present embodiment is used and when it is not used in ordinary driving.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 エンジン(内燃機関) 21 排気管(排気通路) 22 三元触媒 23 排気浄化触媒装置(触媒) 24 高温センサ 25 吸蔵型NOx触媒 26 三元触媒 27 NOxセンサ 28 電子コントロールユニット,ECU(頻度算定、
手段再生制御手段)
Reference Signs List 11 engine (internal combustion engine) 21 exhaust pipe (exhaust passage) 22 three-way catalyst 23 exhaust purification catalyst device (catalyst) 24 high temperature sensor 25 storage type NOx catalyst 26 three-way catalyst 27 NOx sensor 28 electronic control unit, ECU (frequency calculation,
Means reproduction control means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/04 305 B01D 53/36 101B (72)発明者 堂ヶ原 隆 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 Fターム(参考) 3G091 AA12 AA17 AA24 AB03 AB06 BA00 BA11 BA14 CA16 CB01 CB02 CB05 CB06 CB07 CB08 CB09 DA07 DB11 DB13 DB15 EA00 EA01 EA03 EA07 EA10 EA17 EA33 FB03 FB12 FC01 FC08 GB02Y GB03Y GB05W GB06W HA09 HA10 HA12 HA37 3G301 HA01 HA04 HA06 HA15 JA21 JA25 MA01 MA03 MA11 NA03 NA04 NA06 NA08 NA09 NC01 NC04 ND02 ND05 ND07 NE13 NE21 PA11Z PB03A PB03Z PD01Z PD11A PD11Z PE01Z PE03Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB03 AB05 BB02 BD01 BD02 CA01 CC32 CC47 DA01 DA02 DA06 DA08 DA20 EA04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 41/04 305 B01D 53/36 101B (72) Inventor Takashi Dogahara 5-33 Shiba 5-chome, Minato-ku, Tokyo No. 8 Mitsubishi Motors Corporation F term (reference) 3G091 AA12 AA17 AA24 AB03 AB06 BA00 BA11 BA14 CA16 CB01 CB02 CB05 CB06 CB07 CB08 CB09 DA07 DB11 DB13 DB15 EA00 EA01 EA03 EA07 EA10 EA17 GB03 FB03 GB02 HA09 HA10 HA12 HA37 3G301 HA01 HA04 HA06 HA15 JA21 JA25 MA01 MA03 MA11 NA03 NA04 NA06 NA08 NA09 NC01 NC04 ND02 ND05 ND07 NE13 NE21 PA11Z PB03A PB03Z PD01Z PD11A PD11Z PE01Z PE03Z 4D048 AA06 AA02 DA03 AB03 DA03 DA01 DA03 DA20 EA04

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路に設けられて排気中
のイオウ成分を吸蔵すると共に高温で且つ排気空燃比が
リッチのときに吸蔵されたイオウ成分を放出する特性を
有する触媒と、該触媒に吸蔵されたイオウ成分が放出さ
れる状態になった頻度を算定する頻度算定手段と、前記
触媒に吸蔵されたイオウ成分を放出可能な高温状態で排
気空燃比をリッチ化してイオウ成分を放出させると共に
前記頻度算定手段が算定する頻度に応じて排気空燃比の
リッチ化の度合または変化速度を制御する再生制御手段
とを具えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
1. A catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine for storing sulfur components in exhaust gas and releasing the stored sulfur components when the temperature of the exhaust gas is high and the exhaust air-fuel ratio is rich. Frequency calculating means for calculating the frequency at which the sulfur component stored in the catalyst is released, and the exhaust air-fuel ratio is enriched in a high temperature state in which the sulfur component stored in the catalyst can be released to release the sulfur component. And an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, comprising: regeneration control means for controlling the degree or rate of change of the exhaust air-fuel ratio in accordance with the frequency calculated by the frequency calculation means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1471219A1 (en) * 2003-04-25 2004-10-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas cleaning system and SOx poisoning recovery method for internal combustion engine
CN103590913A (en) * 2012-08-15 2014-02-19 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Method for optimizing the desulphatian strategy of an internal combustion engine under urban driving

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CN103590913A (en) * 2012-08-15 2014-02-19 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Method for optimizing the desulphatian strategy of an internal combustion engine under urban driving

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