JP2005240682A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

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耕平 吉田
Kotaro Hayashi
孝太郎 林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide technology for optimizing a starting time for SOx releasing treatment. <P>SOLUTION: This exhaust emission control device comprises a storage and reduction NOx catalyst, a temperature seizing means S102 for seizing the temperature of the NOx catalyst, an accumulated SOx amount estimating means S101 for estimating the amount of SOx accumulated on the NOx catalyst, a SOx releasing treatment means for SOx releasing treatment of releasing SOx accumulated on the NOx catalyst, and a treatment starting time determining means S103 or S106 for determining the starting time for the SOx releasing treatment by the SOx releasing treatment means. The treatment starting time determining means determines the starting time to be earlier as there is a larger amount of SOx accumulated on the NOx catalyst whose temperature is low. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関するものであり、特に排気中の硫黄酸化物(SOx)を保持し、定期的に、保持され堆積したSOxの放出処理を行う内燃機関の排気浄化装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that retains sulfur oxide (SOx) in exhaust gas and periodically releases the retained and accumulated SOx. Is.

内燃機関の排気浄化技術として、内燃機関(特に希薄燃焼エンジン、ディーゼルエンジン)の排気系に吸蔵還元型NOx触媒(以下単に「NOx触媒」という場合もある。)を配置して、リーンな空燃比での運転時に排気中の窒素酸化物(以下単に「NOx」という場合もある。)を大気中に放出する前に当該NOx触媒上に一時的に保持する技術が知られている。   As an exhaust gas purification technique for an internal combustion engine, an NOx storage reduction catalyst (hereinafter sometimes simply referred to as “NOx catalyst”) is disposed in the exhaust system of an internal combustion engine (particularly a lean combustion engine or a diesel engine) to obtain a lean air-fuel ratio. A technique is known in which nitrogen oxides in exhaust gas (hereinafter sometimes simply referred to as “NOx”) are temporarily retained on the NOx catalyst before being released into the atmosphere during operation at the same time.

ところで、燃料中あるいはオイル中には硫黄(S)成分が含まれており、このS成分は酸素と反応してSOxとなる。そして、NOx触媒は、排気中のNOxとともにSOxも保持してしまうため、保持され堆積したSOx量が増加すると排気中のNOxの浄化率が低下する、いわゆるSOx被毒を生じる。   By the way, sulfur (S) component is contained in fuel or oil, and this S component reacts with oxygen to become SOx. The NOx catalyst retains SOx as well as NOx in the exhaust gas. Therefore, when the amount of retained and accumulated SOx increases, the purification rate of NOx in the exhaust gas decreases, so-called SOx poisoning occurs.

そのため、所定量のSOxが堆積したNOx触媒を、例えば500℃〜700℃の高温とし、NOx触媒へ還元剤たる燃料を供給することによりNOx触媒に流入する排気の空燃比をリッチな空燃比にして、NOx触媒を高温かつ還元雰囲気とすることによりNOx触媒に堆積したSOxを放出及び還元して除去し、以ってNOx触媒のSOx被毒を解消させるSOx放出処理を行うことが必要となる。   Therefore, the NOx catalyst on which a predetermined amount of SOx is deposited is set to a high temperature of, for example, 500 ° C. to 700 ° C., and the air fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is made rich by supplying fuel as a reducing agent to the NOx catalyst. Therefore, it is necessary to perform SOx release processing for releasing and reducing SOx deposited on the NOx catalyst by making the NOx catalyst high temperature and reducing atmosphere, thereby eliminating SOx poisoning of the NOx catalyst. .

そして、このSOx放出処理を開始するタイミングとして、NOx触媒に堆積したSOx量(以下、単に「堆積SOx量」という場合もある。)を、例えば燃料噴射時間と機関回転速度とに基づいて推定し、当該推定した堆積SOx量が所定量以上となった場合とすることが知られている。   Then, as the timing for starting this SOx release process, the amount of SOx deposited on the NOx catalyst (hereinafter sometimes simply referred to as “deposited SOx amount”) is estimated based on, for example, the fuel injection time and the engine speed. It is known that the estimated accumulated SOx amount is equal to or greater than a predetermined amount.

また、燃焼によって発生するSOx量は空燃比や燃料中のS成分含有量等によって大きく左右されるものであり、発生したSOx量の内NOx触媒に堆積するSOx量はNOx触媒の温度によって左右されるものであることから、排気の空燃比、燃料性状及びNOx触媒の温度に基づいて堆積SOx量を推定することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   Further, the amount of SOx generated by combustion greatly depends on the air-fuel ratio, the S component content in the fuel, etc., and the amount of SOx deposited on the NOx catalyst among the generated SOx amount depends on the temperature of the NOx catalyst. Therefore, it has been proposed to estimate the amount of deposited SOx based on the air-fuel ratio of the exhaust, the fuel properties, and the temperature of the NOx catalyst (see, for example, Patent Document 1).

NOx触媒の温度により堆積するSOx量が異なるのは、NOx触媒の温度が中程度の温度(例えば300〜500℃)のときにはSOxが堆積し易いが、温度が低いときには活性度合いが低いため、また温度が高いときにはSOxが放出される方向であるため、前記中程度の温度以外ではSOxが堆積し難くなるという性質に基づくものである。そのため、上記特許文献1に記載された技術においては、燃料噴射積算量から推定される堆積SOx量を、前記中程度の温度で堆積する量よりも低温域で堆積する量が少なくなるように補正している。
特開2000−51662号公報 特開平9−317447号公報 特開平8−158857号公報 特開平11−350946号公報 特開平11−6422号公報
The amount of SOx deposited differs depending on the temperature of the NOx catalyst. The SOx is easily deposited when the temperature of the NOx catalyst is medium (for example, 300 to 500 ° C.), but the degree of activity is low when the temperature is low. Since SOx is emitted when the temperature is high, it is based on the property that it is difficult to deposit SOx at a temperature other than the medium temperature. Therefore, in the technique described in Patent Document 1, the amount of accumulated SOx estimated from the fuel injection integrated amount is corrected so that the amount deposited in the low temperature region is smaller than the amount deposited at the intermediate temperature. doing.
JP 2000-51662 A JP 9-317447 A JP-A-8-158857 Japanese Patent Laid-Open No. 11-350946 Japanese Patent Laid-Open No. 11-6422

しかしながら、NOx触媒が比較的高温(例えば、300℃以上)であるときに保持され堆積するSOxは、温度が高温であるために拡散が早く触媒内部まで入り込むのに対して、NOx触媒が低温(例えば、300℃未満)であるときに堆積するSOxはNOx触媒の表面に堆積する。そして、NOx触媒表面に堆積したSOxは、排気中のNOxとNOx触媒との接触機会を減少させてしまう。それゆえ、NOx触媒に同量のSOxが堆積しているとしても、堆積した時点の温度によって堆積状態が異なり、排気中のNOxを浄化できる性能も異なる。すなわち、NOx触媒に同量のSOxが堆積している場合でも、NOx触媒が低温である時に堆積したSOx量が多い程NOx浄化率が低下してしまう。   However, the SOx retained and deposited when the NOx catalyst is at a relatively high temperature (for example, 300 ° C. or higher) diffuses quickly into the catalyst because the temperature is high, whereas the NOx catalyst has a low temperature ( For example, the SOx deposited when the temperature is less than 300 ° C. is deposited on the surface of the NOx catalyst. The SOx deposited on the surface of the NOx catalyst reduces the chance of contact between the NOx in the exhaust and the NOx catalyst. Therefore, even if the same amount of SOx is deposited on the NOx catalyst, the deposition state differs depending on the temperature at the time of deposition, and the ability to purify NOx in the exhaust also varies. That is, even when the same amount of SOx is deposited on the NOx catalyst, the NOx purification rate decreases as the amount of deposited SOx increases when the NOx catalyst is at a low temperature.

したがって、堆積SOx量が前記所定量に達したと判定されたときにSOx被毒を解消するのでは、SOxの堆積状態によっては既にNOx浄化性能が低下しており、NOxがNOx触媒で浄化されずにそのまま排出されてしまうおそれがある。一方、上述したようにSOx放出処理は、NOx触媒を高温かつ還元雰囲気とする必要があることから、頻繁に行うと燃費を悪化させてしまう。   Therefore, when it is determined that the amount of accumulated SOx has reached the predetermined amount, the NOx purification performance is already lowered depending on the SOx accumulation state, and the NOx is purified by the NOx catalyst. There is a risk of being discharged as is. On the other hand, as described above, the SOx release process requires the NOx catalyst to have a high temperature and a reducing atmosphere.

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、SOx放出処理の開始時期を最適化することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust purification device for an internal combustion engine that can optimize the start timing of the SOx release process.

上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置にあっては、内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型NOx触媒と、前記NOx触媒の温度を把握する温度把握手段と、前記NOx触媒に堆積したSOx量を推定する堆積SOx量推定手段と、前記NOx触媒に堆積したSOxを放出させるSOx放出処理を行うSOx放出処理手段と、前記堆積SOx量推定手段にて推定される堆積SOx量及び前記温度把握手段にて把握されるSOxが堆積した時点の温度に基づいて前記SOx放出処理手段によるSOx放出処理の開始時期を決定する処理開始時期決定手段と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the NOx storage reduction catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, and the temperature grasping means for grasping the temperature of the NOx catalyst. Estimated by the accumulated SOx amount estimating means for estimating the amount of SOx deposited on the NOx catalyst, SOx release processing means for performing SOx release processing for releasing the SOx deposited on the NOx catalyst, and the accumulated SOx amount estimating means. And a processing start timing determining means for determining the start timing of the SOx release processing by the SOx release processing means based on the amount of deposited SOx and the temperature at the time of SOx deposition grasped by the temperature grasping means. It is characterized by.

温度把握手段としては、NOx触媒の上流又は下流に備えられた温度センサの検出値に基づいて推定するもの、排気温度は内燃機関の運転状態に基づいて変化するため、運転状態に基づいて推定するもの、あるいは、NOx触媒に直に備えられた温度センサの検出値に基づいて検出するものを例示することができる。   As the temperature grasping means, the temperature is estimated based on the detection value of the temperature sensor provided upstream or downstream of the NOx catalyst, and the exhaust temperature changes based on the operating state of the internal combustion engine. Examples thereof include those detected based on the detection value of a temperature sensor provided directly on the NOx catalyst.

堆積SOx量推定手段としては、内燃機関の運転状態に基づいて推定するものが好適である。具体的には、内燃機関の運転状態と燃料噴射量及びオイル消費量との間には相関関係があり、また、当該運転状態と、噴射された燃料及び消費されたオイルから発生しNOx触媒に堆積するSOx量との間にも相関関係がある。ゆえに、燃料噴射量及びオイル消費量、運転状態及び堆積SOx量との間に成立する相関関係を予め導き出しておけば堆積SOx量を推定することができる。   As the accumulated SOx amount estimating means, one that estimates based on the operating state of the internal combustion engine is suitable. Specifically, there is a correlation between the operating state of the internal combustion engine and the fuel injection amount and the oil consumption amount, and the NOx catalyst is generated from the operating state and the injected fuel and consumed oil. There is also a correlation with the amount of SOx deposited. Therefore, if the correlation established among the fuel injection amount, the oil consumption amount, the operating state, and the accumulated SOx amount is derived in advance, the accumulated SOx amount can be estimated.

ところで、SOx放出処理手段によるSOx放出処理の開始時期が遅いと、NOxがNOx触媒で浄化されずにそのまま排出されてしまうおそれがあり、逆に、当該タイミングが早いと、燃費を悪化させる要因となる。   By the way, if the start timing of the SOx release processing by the SOx release processing means is late, NOx may be discharged without being purified by the NOx catalyst, and conversely, if the timing is early, this may cause a deterioration in fuel consumption. Become.

一方、NOx触媒に同量のSOxが堆積しているとしても、堆積した時点の温度によって堆積状態が異なり、排気中のNOxを浄化できる性能も異なる。具体的には、NOx触媒に同量のSOxが堆積している場合でも、NOx触媒が低温である時に堆積したSOx量が多い程NOx浄化率の低下分が大きくなる。   On the other hand, even if the same amount of SOx is deposited on the NOx catalyst, the deposition state differs depending on the temperature at the time of deposition, and the ability to purify NOx in the exhaust also varies. Specifically, even when the same amount of SOx is deposited on the NOx catalyst, the decrease in the NOx purification rate increases as the amount of SOx deposited when the NOx catalyst is at a low temperature increases.

これに対して、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置にあっては、堆積SOx量推定手段にて推定される堆積SOx量及び温度把握手段にて把握されるSOxが堆積した時点の温度に基づいてSOx放出処理手段によるSOx放出処理の開始時期を決定する処理開始時期決定手段を備えているので、当該処理開始時期決定手段が、例えば、NOx触媒の温度が低い時に堆積したSOx量が多い程、SOx放出処理の開始時期が早くなるように決定する等、SOxが堆積した時点の温度をも考慮してSOx放出処理の開始時期を決定するので、SOx放出処理の開始時期を最適化することができる。それゆえ、排気浄化を向上させることができるとともにSOx放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。   On the other hand, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the accumulated SOx amount estimated by the accumulated SOx amount estimating means and the temperature at which SOx grasped by the temperature grasping means are accumulated. Since the processing start timing determination means for determining the start timing of the SOx release processing based on the SOx release processing means is provided, the processing start timing determination means, for example, has a large amount of SOx deposited when the temperature of the NOx catalyst is low. Since the start time of the SOx release process is determined in consideration of the temperature at the time when the SOx is deposited, for example, the start time of the SOx release process is determined, the start time of the SOx release process is optimized. be able to. Therefore, exhaust purification can be improved, and fuel consumption deterioration associated with SOx release processing can be suppressed.

また、前記処理開始時期決定手段は、前記堆積SOx量推定手段にて推定される堆積SOx量及び前記温度把握手段にて把握されるSOxが堆積した時点の温度に基づいて前記NOx触媒のNOx浄化率を推定するNOx浄化率推定手段を有し、当該NOx浄化率推定手段が推定したNOx浄化率が閾値以下となった時を前記開始時期として決定するものが好適である。   Further, the processing start time determining means is configured to purify NOx of the NOx catalyst based on the accumulated SOx amount estimated by the accumulated SOx amount estimating means and the temperature at the time when SOx grasped by the temperature grasping means is deposited. It is preferable to have NOx purification rate estimation means for estimating the rate, and to determine when the NOx purification rate estimated by the NOx purification rate estimation means is equal to or less than a threshold as the start time.

そして、前記NOx浄化率推定手段は、NOx触媒の温度が低い時に堆積したSOx量が多い程、NOx浄化率の低下分が大きいと推定することが好適である。これにより、NOx触媒の温度が低い時に堆積したSOx量が多い程NOx浄化率が早めに閾値以下となり、早めにNOx放出処理が開始されることになる。それゆえ、排気浄化を向上させることができる。   The NOx purification rate estimation means preferably estimates that the lower the NOx purification rate, the larger the amount of SOx deposited when the temperature of the NOx catalyst is low. As a result, as the amount of SOx deposited when the temperature of the NOx catalyst is low, the NOx purification rate becomes lower than the threshold earlier and the NOx release process is started earlier. Therefore, exhaust purification can be improved.

一方、NOx浄化率推定手段は、NOx触媒の温度が低い時に堆積したSOx量が多くなければ、NOx浄化率の低下分が大きいと推定しないので、NOx触媒の温度が低い時に堆積したSOx量が多い場合よりもNOx浄化率が遅く閾値以下となる。それゆえ、NOx触媒の温度が低い時に堆積したSOx量が多い場合よりもNOx放出処理が遅く開始されるので、SOx放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。   On the other hand, the NOx purification rate estimation means does not estimate that the decrease in the NOx purification rate is large unless the amount of SOx deposited when the temperature of the NOx catalyst is low, and therefore the amount of SOx deposited when the temperature of the NOx catalyst is low. The NOx purification rate is slower than the case where the amount is larger, and is below the threshold value. Therefore, since the NOx releasing process is started later than when the amount of accumulated SOx is large when the temperature of the NOx catalyst is low, it is possible to suppress the deterioration of fuel consumption accompanying the SOx releasing process.

また、前記処理開始時期決定手段は、前記堆積SOx量推定手段にて推定される堆積SOx量に基づいて前記NOx触媒のNOx浄化率を推定するNOx浄化率推定手段を有し、当該NOx浄化率推定手段が推定したNOx浄化率が閾値以下となった時を前記開始時期として決定するものであり、更に、前記堆積SOx量推定手段にて推定される堆積SOx量及び前記温度把握手段にて把握されるSOxが堆積した時点の温度に基づいて前記閾値を変更する閾値変更手段を有するものでもよい。   Further, the processing start time determining means has NOx purification rate estimating means for estimating a NOx purification rate of the NOx catalyst based on the accumulated SOx amount estimated by the accumulated SOx amount estimating means, and the NOx purification rate The time when the NOx purification rate estimated by the estimation means falls below a threshold is determined as the start time, and further, the accumulated SOx amount estimated by the accumulated SOx amount estimation means and the temperature grasping means are grasped. There may be provided a threshold value changing means for changing the threshold value based on the temperature at the time when the SOx is deposited.

かかる場合は、NOx浄化率推定手段は、堆積SOx量推定手段にて推定される堆積SOx量に基づいてNOx浄化率を推定するものであり、前記閾値変更手段が、NOx触媒の温度が低い時に堆積したSOx量が多い程、前記閾値の上昇分が大きくなるように変更する等、堆積SOx量及びSOxが堆積した時点の温度に基づいて閾値を変更することで、結局は、SOxが堆積した時点の温度をも考慮してSOx放出処理の開始時期を決定することとなる。それゆえ、SOx放出処理の開始時期を最適化することができ、排気浄化を向上させることができるとともにSOx放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。   In such a case, the NOx purification rate estimating means estimates the NOx purification rate based on the accumulated SOx amount estimated by the accumulated SOx amount estimating means, and the threshold value changing means is used when the temperature of the NOx catalyst is low. By changing the threshold based on the amount of deposited SOx and the temperature at which SOx was deposited, such as changing the threshold to increase as the amount of deposited SOx increases, eventually SOx was deposited. The start time of the SOx release process is determined in consideration of the temperature at the time. Therefore, the start timing of the SOx release process can be optimized, exhaust purification can be improved, and deterioration in fuel consumption associated with the SOx release process can be suppressed.

以上説明したように、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、SOx放出処理の開始時期を最適化することができる。これにより、排気浄化を向上させることができるとともにSOx放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。   As described above, according to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the start timing of the SOx release process can be optimized. Thereby, exhaust gas purification can be improved and fuel consumption deterioration associated with SOx release processing can be suppressed.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を以下の実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below based on the following embodiments with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.

図1は、本発明の実施例に係る排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas purification apparatus according to an embodiment of the present invention is applied and its intake and exhaust system.

図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を有する水冷式の4サイクル・ディーゼル機関であり、各気筒2の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁3を備えている。各燃料噴射弁3は、蓄圧室(コモンレール)4と接続され、このコモンレール4は燃料供給管5を介して燃料ポンプ6と連通している。   An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel engine having four cylinders 2 and includes a fuel injection valve 3 that directly injects fuel into the combustion chamber of each cylinder 2. Each fuel injection valve 3 is connected to a pressure accumulation chamber (common rail) 4, and the common rail 4 communicates with a fuel pump 6 through a fuel supply pipe 5.

また、内燃機関1には、吸気通路7が接続されており、この吸気通路7はエアクリーナボックス8に接続されている。前記エアクリーナボックス8より下流の吸気通路7には、当該吸気通路7内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ9が取り付けられている。   An intake passage 7 is connected to the internal combustion engine 1, and the intake passage 7 is connected to an air cleaner box 8. An air flow meter 9 that outputs an electrical signal corresponding to the mass of the intake air flowing through the intake passage 7 is attached to the intake passage 7 downstream of the air cleaner box 8.

吸気通路7における前記エアフローメータ9より下流の部位には、過給器10のコンプレッサハウジング10aが設けられている。コンプレッサハウジング10aより下流の吸気通路7には、インタークーラ11が取り付けられている。更にインタークーラ11より下流の吸気通路7には、当該吸気通路7内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁12が設けられ、この吸気絞り弁12には、吸気絞り用アクチュエータ13が取り付けられている。   A compressor housing 10 a for the supercharger 10 is provided in a portion of the intake passage 7 downstream of the air flow meter 9. An intercooler 11 is attached to the intake passage 7 downstream from the compressor housing 10a. Further, an intake throttle valve 12 for adjusting the flow rate of the intake air flowing through the intake passage 7 is provided in the intake passage 7 downstream of the intercooler 11. An intake throttle actuator 13 is attached to the intake throttle valve 12. It has been.

また、内燃機関1には、排気通路14が接続され、この排気通路14は、下流にて図示しないマフラーと接続されている。また、排気通路14の途中には、過給器10のタービンハウジング10bが配置されており、排気通路14におけるタービンハウジング10bより下流の部位には、吸蔵還元型NOx触媒15が備えられている。そして、NOx触媒15の上流の排気通路14には、排気通路14内を流通する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ16と、当該排気通路14内を流通する排気の温度に対応した電気信号を出力する排気温度センサ17とが取り付けられている。   Further, an exhaust passage 14 is connected to the internal combustion engine 1, and the exhaust passage 14 is connected downstream with a muffler (not shown). Further, a turbine housing 10b of the supercharger 10 is disposed in the middle of the exhaust passage 14, and an NOx storage reduction catalyst 15 is provided in a portion of the exhaust passage 14 downstream from the turbine housing 10b. The exhaust passage 14 upstream of the NOx catalyst 15 has an air-fuel ratio sensor 16 that outputs an electric signal corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust flowing in the exhaust passage 14 and the temperature of the exhaust flowing in the exhaust passage 14. And an exhaust gas temperature sensor 17 for outputting an electrical signal corresponding to the above.

また、内燃機関1の1番気筒(#1)の排気ポートには、当該排気ポート内を流通する排気ガス中に還元剤たる燃料を添加する燃料添加弁18が取り付けられ、この燃料添加弁18は燃料通路19を介して前記燃料ポンプ6と接続されている。   A fuel addition valve 18 for adding fuel as a reducing agent to exhaust gas flowing in the exhaust port is attached to the exhaust port of the first cylinder (# 1) of the internal combustion engine 1. Is connected to the fuel pump 6 through a fuel passage 19.

以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)20が併設されている。このECU20は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAMなどからなる算術論理演算回路である。   The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 20 for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 20 is an arithmetic logic operation circuit including a CPU, ROM, RAM, backup RAM, and the like.

ECU20には、前述したエアフローメータ9、空燃比センサ16、排気温度センサ17に加え、内燃機関1に取り付けられたクランクポジションセンサ21及び水温センサ22や、内燃機関1を搭載した車両の室内に取り付けられたアクセルポジションセンサ(図示省略)等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がECU20に入力されるようになっている。   In addition to the air flow meter 9, the air-fuel ratio sensor 16, and the exhaust gas temperature sensor 17 described above, the ECU 20 is attached to a crank position sensor 21 and a water temperature sensor 22 that are attached to the internal combustion engine 1, and a vehicle in which the internal combustion engine 1 is mounted. Various sensors such as an accelerator position sensor (not shown) are connected via electric wiring, and output signals from the various sensors described above are input to the ECU 20.

一方、ECU20には、燃料噴射弁3、吸気絞り用アクチュエータ13、燃料添加弁18等が電気配線を介して接続され、ECU20が燃料噴射弁3、吸気絞り用アクチュエータ13及び燃料添加弁18を制御することが可能になっている。   On the other hand, the fuel injection valve 3, the intake throttle actuator 13, the fuel addition valve 18 and the like are connected to the ECU 20 via electric wiring, and the ECU 20 controls the fuel injection valve 3, the intake throttle actuator 13 and the fuel addition valve 18. It is possible to do.

例えば、ECU20は、一定時間毎に実行すべき基本ルーチンにおいて、各種センサの出力信号の入力、機関回転数の演算、燃料噴射量の演算、燃料噴射時期の演算などを実行する。基本ルーチンにおいてECU20が入力した各種信号やECU20が演算して得られた各種制御値は、ECU20のRAMに一時的に記憶される。   For example, the ECU 20 executes input of output signals of various sensors, calculation of engine speed, calculation of fuel injection amount, calculation of fuel injection timing, and the like in a basic routine to be executed at regular intervals. Various signals input by the ECU 20 and various control values obtained by the ECU 20 in the basic routine are temporarily stored in the RAM of the ECU 20.

更に、ECU20は、各種のセンサやスイッチからの信号の入力、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ21からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理において、RAMから各種制御値を読み出し、それら制御値に従って燃料噴射弁3等を制御する。   Further, the ECU 20 reads various control values from the RAM in an interrupt process triggered by the input of signals from various sensors and switches, the elapse of a predetermined time, or the input of a pulse signal from the crank position sensor 21. The fuel injection valve 3 and the like are controlled according to the control value.

次に、本実施例に係るNOx触媒15について説明する。
NOx触媒15は、該触媒に流入する排気の空燃比がリーン空燃比(理論空燃比以上)であるときには、排気中のNOxを保持して大気中に放出しないようにし、該触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比あるいはリッチ空燃比(理論空燃比以下)となったときには、保持していたNOxを放出及び還元して除去するものである。
Next, the NOx catalyst 15 according to this embodiment will be described.
When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is a lean air-fuel ratio (greater than the stoichiometric air-fuel ratio), the NOx catalyst 15 holds NOx in the exhaust gas so as not to be released into the atmosphere, and the exhaust gas flowing into the catalyst When the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio (below the stoichiometric air-fuel ratio), the retained NOx is released and reduced.

また、燃料中あるいはオイル中には硫黄(S)成分が含まれており、このS成分は酸素と反応してSOxとなる。そして、NOx触媒は、NOxと同様のメカニズムによって排気中のSOxを保持するため、保持され堆積したSOx量が増加すると、それに応じてNOx触媒15のNOx浄化能力が低下する、いわゆるSOx被毒が発生する。   Further, the fuel or oil contains a sulfur (S) component, and this S component reacts with oxygen to become SOx. The NOx catalyst retains SOx in the exhaust gas by the same mechanism as NOx. Therefore, when the amount of retained and accumulated SOx increases, the NOx purification capacity of the NOx catalyst 15 decreases accordingly, so-called SOx poisoning occurs. Occur.

そして、このようにNOx触媒15にSOx被毒が生じると、NOx浄化能力が低下し、排気中のNOxがNOx触媒15にて浄化されずに大気中へ排出されてしまうおそれがある。したがって、本実施例においては、NOx浄化能力があるところまで低下した時に、NOx触媒15に堆積したSOxを放出及び還元して除去させる、SOx放出処理を実行する。   If SOx poisoning occurs in the NOx catalyst 15 in this way, the NOx purification capacity is reduced, and NOx in the exhaust gas may be exhausted to the atmosphere without being purified by the NOx catalyst 15. Therefore, in the present embodiment, when the NOx purification capability is reduced to a certain level, the SOx release process is executed in which the SOx deposited on the NOx catalyst 15 is released and reduced to be removed.

このSOx放出処理は、SOx放出処理手段としても機能するECU20が、NOx触媒15の床温を500〜700℃に高める触媒昇温処理を行うとともにNOx触媒15に流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とする空燃比処理を行うものである。   In this SOx release process, the ECU 20 that also functions as a SOx release process means performs a catalyst temperature raising process for raising the bed temperature of the NOx catalyst 15 to 500 to 700 ° C. An air-fuel ratio process is performed to make the fuel ratio.

具体的に、触媒昇温処理では、NOx触媒15の温度を早期に上昇させる手段として、内燃機関1の圧縮上死点近傍での通常の主燃料噴射に加えて、排気行程中もしくは膨張行程中に気筒内に燃料を副次的に噴射するポスト噴射又は吸気行程もしくは排気行程の上死点近傍で気筒内に燃料を噴射するビゴム噴射等の副噴射を行う。   Specifically, in the catalyst temperature raising process, as means for increasing the temperature of the NOx catalyst 15 at an early stage, in addition to the normal main fuel injection in the vicinity of the compression top dead center of the internal combustion engine 1, during the exhaust stroke or the expansion stroke. In addition, secondary injection such as post injection for injecting fuel into the cylinder as a secondary means or bi-rubber injection for injecting fuel into the cylinder in the vicinity of the top dead center of the intake stroke or exhaust stroke is performed.

また、上述の副噴射の代わりにあるいは副噴射とともに、燃料添加弁18から排気中へ還元剤たる燃料を添加させることにより、それらの未燃燃料成分をNOx触媒15において酸化させ、酸化の際に発生する熱によってNOx触媒の床温を高めるようにしてもよい。   Further, by adding fuel as a reducing agent from the fuel addition valve 18 into the exhaust gas instead of the above-described sub-injection or together with the sub-injection, those unburned fuel components are oxidized in the NOx catalyst 15 and are oxidized. The bed temperature of the NOx catalyst may be increased by the generated heat.

そして、上記したような触媒昇温処理によりNOx触媒15の床温が高温となったら、ECU20は、燃料添加弁18から還元剤たる燃料を添加させる還元剤添加制御を実行してNOx触媒15に流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とする空燃比処理を行う。   When the bed temperature of the NOx catalyst 15 becomes high due to the catalyst temperature raising process as described above, the ECU 20 executes the reducing agent addition control for adding the fuel as the reducing agent from the fuel addition valve 18 to the NOx catalyst 15. Air-fuel ratio processing is performed in which the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich.

ところで、このSOx放出処理を実行するタイミングが遅いと、NOxがNOx触媒1
5で浄化されずにそのまま排出されてしまう。逆に、当該タイミングが早いと、SOx放出処理は上述したような排気の空燃比をリッチ空燃比とする空燃比処理を含むことから、燃費を悪化させる要因となる。
By the way, when the timing for executing this SOx release processing is late, NOx is converted into NOx catalyst 1.
5 is discharged without being purified. On the other hand, if the timing is early, the SOx release process includes the air-fuel ratio process in which the air-fuel ratio of the exhaust gas is set to a rich air-fuel ratio as described above.

そこで、本実施例においては、以下のようにしてSOx放出処理を実行するタイミングを決定する。   Therefore, in this embodiment, the timing for executing the SOx release process is determined as follows.

図2に示したのが、SOxが堆積した時点のNOx触媒の温度(SOx被毒温度)、NOx触媒の温度及びNOx浄化率との相関関係を示したものである。具体的には、SOx被毒していない使用開始初期のNOx触媒(A)、500℃で2.5gのSOxが堆積したNOx触媒(B)及び250℃で2.5gのSOxが堆積したNOx触媒(C)の温度を変化させ、NOx浄化率を比較したものである。   FIG. 2 shows the correlation between the temperature of the NOx catalyst (SOx poisoning temperature), the temperature of the NOx catalyst, and the NOx purification rate when SOx is deposited. Specifically, the NOx catalyst (A) at the beginning of use which is not poisoned with SOx, the NOx catalyst (B) in which 2.5 g of SOx is deposited at 500 ° C., and the NOx in which 2.5 g of SOx is deposited at 250 ° C. The NOx purification rate is compared by changing the temperature of the catalyst (C).

本図に示すように、例えばNOx触媒の温度が300℃である場合、触媒Aの浄化率は100%であるのに対して、触媒Bの浄化率は約90%、触媒Cの浄化率は約75%である。また、NOx触媒の温度が400℃である場合、触媒Aの浄化率は100%であるのに対して、触媒Bの浄化率は約97%、触媒Cの浄化率は約80%である。   As shown in the figure, for example, when the temperature of the NOx catalyst is 300 ° C., the purification rate of the catalyst A is 100%, whereas the purification rate of the catalyst B is about 90%, and the purification rate of the catalyst C is About 75%. When the temperature of the NOx catalyst is 400 ° C., the purification rate of the catalyst A is 100%, whereas the purification rate of the catalyst B is about 97% and the purification rate of the catalyst C is about 80%.

これより、堆積SOx量が同じでも、そのSOxが堆積した時点のNOx触媒の温度(SOx被毒温度)によってNOx浄化率が異なり、SOx被毒温度が低い程NOx浄化率の低下分が大きいことがわかる。   As a result, even if the accumulated SOx amount is the same, the NOx purification rate differs depending on the temperature of the NOx catalyst (SOx poisoning temperature) at the time when the SOx is deposited, and the lower the SOx poisoning temperature, the greater the decrease in the NOx purification rate. I understand.

これは、NOx触媒が高温であるときに保持され堆積するSOxは、温度が高温であるために拡散が早く触媒内部まで入り込むのに対して、NOx触媒が低温であるときに堆積するSOxはNOx触媒の表面に堆積し、排気中のNOxとNOx触媒との接触機会を減少させてしまうからだと考えられる。   This is because SOx retained and deposited when the NOx catalyst is at a high temperature diffuses quickly into the catalyst because the temperature is high, whereas SOx deposited when the NOx catalyst is at a low temperature is NOx. This is thought to be because it accumulates on the surface of the catalyst and reduces the chance of contact between NOx in the exhaust and the NOx catalyst.

そこで、本実施例においては、堆積SOx量及びSOx被毒温度を考慮してSOx放出処理の開始時期を決定し、当該タイミングでSOx放出処理を実行開始するSOx放出処理制御を実行する。   Therefore, in this embodiment, the SOx release process start timing is determined in consideration of the accumulated SOx amount and the SOx poisoning temperature, and the SOx release process control for starting execution of the SOx release process is executed at this timing.

[第1のSOx放出処理制御]
本制御の概略としては、堆積SOx量及びSOx被毒温度に基づいてSOx被毒状態量を求め、当該SOx被毒状態量からNOx浄化率を推定し、当該NOx浄化率が閾値以下となった場合にSOx放出処理を実行開始するようにする。具体的に、図3に示すフローチャートを用いてSOx放出処理制御について説明する。
[First SOx release processing control]
As an outline of this control, the SOx poisoning state amount is obtained based on the accumulated SOx amount and the SOx poisoning temperature, the NOx purification rate is estimated from the SOx poisoning state amount, and the NOx purification rate falls below the threshold value. In this case, the execution of the SOx release process is started. Specifically, the SOx release process control will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

この制御ルーチンは、予めECU20のROMに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ21からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてECU20が実行するルーチンである。   This control routine is a routine that is stored in advance in the ROM of the ECU 20 and is a routine that is executed by the ECU 20 as an interrupt process triggered by elapse of a fixed time or input of a pulse signal from the crank position sensor 21.

本ルーチンでは、ECU20は、先ず、ステップ(以下、単に「S」という。)101において前回のフローから今回のフローの間にNOx触媒15に堆積したSOx量(Qs)を推定する。これは、この間の運転状態に基づいて推定するものである。少なくとも水温センサ22、クランクポジションセンサ21又はアクセルポジションセンサの出力値のいずれかから把握される内燃機関1の運転状態と、燃料噴射量及びオイル消費量との間には相関関係があり、また、前記運転状態と、噴射された燃料及び消費されたオイルから発生するSOx量との間にも相関関係がある。ゆえに、前記運転状態とNOx触媒15に流入するSOx量との間に成立する相関関係を示すマップを予め作成しROMに記憶しておき、本ステップにおいては、当該マップと現時点の運転状態に基づいて、NOx触媒15
に流入するSOx量を推定し、流入したSOx量全てがNOx触媒15に堆積したものとして堆積SOx量Qsを推定する。このように、本ステップが堆積SOx量推定手段として機能する。
In this routine, the ECU 20 first estimates the amount of SOx (Qs) accumulated on the NOx catalyst 15 during the current flow from the previous flow in step (hereinafter simply referred to as “S”) 101. This is estimated based on the driving | running state in the meantime. There is a correlation between the operating state of the internal combustion engine 1 ascertained from at least one of the output values of the water temperature sensor 22, the crank position sensor 21 or the accelerator position sensor, and the fuel injection amount and the oil consumption amount. There is also a correlation between the operating state and the amount of SOx generated from the injected fuel and consumed oil. Therefore, a map indicating the correlation established between the operating state and the amount of SOx flowing into the NOx catalyst 15 is created in advance and stored in the ROM, and in this step, the map and the current operating state are used. NOx catalyst 15
The amount of SOx flowing into the NOx catalyst 15 is estimated, and the accumulated SOx amount Qs is estimated assuming that all of the inflowed SOx amount has accumulated on the NOx catalyst 15. In this way, this step functions as a deposited SOx amount estimating means.

その後S102へ進み、S101にて推定したSOxがNOx触媒15に堆積した時点のNOx触媒15の温度、つまりQsのSOx被毒温度(T)を推定する。当該温度は、NOx触媒15に流入する排気の温度と同じであるものとして推定するものであり、排気温度センサ17の検出値に基づいて推定する。あるいは、排気温度は内燃機関1の運転状態に応じて変化するものなので、当該運転状態とSOx被毒温度Tの相関関係を示すマップを予め作成しROMに記憶しておき、当該マップと現時点の運転状態に基づいて、温度Tを推定してもよい。また、NOx触媒15に直に備えられた温度センサでNOx触媒15の温度を検出してもよい。そして、このように本ステップが温度把握手段として機能する。   Thereafter, the process proceeds to S102, and the temperature of the NOx catalyst 15 at the time when the SOx estimated in S101 is deposited on the NOx catalyst 15, that is, the SOx poisoning temperature (T) of Qs is estimated. The temperature is estimated to be the same as the temperature of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 15, and is estimated based on the detected value of the exhaust temperature sensor 17. Alternatively, since the exhaust temperature changes according to the operating state of the internal combustion engine 1, a map showing the correlation between the operating state and the SOx poisoning temperature T is created in advance and stored in the ROM, and the map and the current The temperature T may be estimated based on the operating state. Further, the temperature of the NOx catalyst 15 may be detected by a temperature sensor provided directly on the NOx catalyst 15. In this way, this step functions as temperature grasping means.

その後S103へ進み、性能低下係数Ktを決定する。この性能低下係数Ktは、上述したようにSOx被毒温度によってその温度で堆積したSOxがNOx浄化能力に与える影響が異なることから、その温度で堆積したSOx量を補正して前記SOx被毒状態量を算出するために用いるものである。ゆえに、図4に示すように前記SOx被毒温度Tに応じて変化するものであり、例えば、SOx被毒温度Tが250℃のときKtは1.25、SOx被毒温度Tが500℃の時Ktは1となるように設定する。そして、図4のようなSOx被毒温度Tと性能低下係数Ktの相関関係を予め求めROMに記憶しておき、本ステップでは、当該マップとS102で推定したSOx被毒温度Tに基づいて決定する。   Thereafter, the process proceeds to S103, and the performance degradation coefficient Kt is determined. As described above, since the effect of the SOx deposited at that temperature on the NOx purification capacity varies depending on the SOx poisoning temperature, the performance degradation coefficient Kt is corrected by correcting the amount of SOx deposited at that temperature, and the SOx poisoning state. It is used to calculate the quantity. Therefore, as shown in FIG. 4, it changes according to the SOx poisoning temperature T. For example, when the SOx poisoning temperature T is 250 ° C., Kt is 1.25, and the SOx poisoning temperature T is 500 ° C. The time Kt is set to be 1. Then, the correlation between the SOx poisoning temperature T and the performance degradation coefficient Kt as shown in FIG. 4 is obtained in advance and stored in the ROM, and in this step, it is determined based on the map and the SOx poisoning temperature T estimated in S102. To do.

その後S104へ進み、SOx被毒状態量Qsrを算出する。これは、前回のフローで算出したSOx被毒状態量Qsrに、S101で算出したQsとS103で決定した性能低下係数Ktを乗じた値を加算して、つまり、「Qsr=Qsr+Qs×Kt」という式に基づいて現時点のSOx被毒状態量Qsrを算出するものである。   Thereafter, the process proceeds to S104, and the SOx poisoning state quantity Qsr is calculated. This is obtained by adding a value obtained by multiplying the SOx poisoning state quantity Qsr calculated in the previous flow by the Qs calculated in S101 and the performance degradation coefficient Kt determined in S103, that is, “Qsr = Qsr + Qs × Kt”. The current SOx poisoning state quantity Qsr is calculated based on the equation.

その後S105へ進み、S104で算出したQsrからNOx浄化率を推定する。S104で算出したSOx被毒状態量QsrとNOx浄化率は反比例関係、つまり、SOx被毒状態量Qsrが大きいとNOx浄化率は低く、SOx被毒状態量Qsrが小さいとNOx浄化率は高くなる。ゆえに、SOx被毒状態量QsrとNOx浄化率の相関関係を予め求めROMに記憶しておき、本ステップでは、当該マップとS104で算出したSOx被毒状態量Qsrに基づいて推定するものである。   Thereafter, the process proceeds to S105, and the NOx purification rate is estimated from Qsr calculated in S104. The SOx poisoning state quantity Qsr calculated in S104 and the NOx purification rate are inversely proportional, that is, the NOx purification rate is low when the SOx poisoning state quantity Qsr is large, and the NOx purification rate is high when the SOx poisoning state quantity Qsr is small. . Therefore, the correlation between the SOx poisoning state quantity Qsr and the NOx purification rate is obtained in advance and stored in the ROM, and in this step, estimation is performed based on the map and the SOx poisoning state quantity Qsr calculated in S104. .

このように、S105においてSOx被毒状態量QsrからNOx浄化率を推定しており、また、このSOx被毒状態量Qsrは、S101で算出したQsと、当該QsのSOx被毒温度に基づいてS103にて算出される性能低下係数Ktとに基づいて算出されるものであるので、S103からS105までの処理がNOx浄化率推定手段として機能する。ゆえに、NOx浄化率推定手段は、堆積SOx量とSOxが堆積した時点のNOx触媒の温度に基づいてNOx浄化率を推定している。   Thus, the NOx purification rate is estimated from the SOx poisoning state quantity Qsr in S105, and this SOx poisoning state quantity Qsr is based on the Qs calculated in S101 and the SOx poisoning temperature of the Qs. Since it is calculated based on the performance degradation coefficient Kt calculated in S103, the processes from S103 to S105 function as NOx purification rate estimation means. Therefore, the NOx purification rate estimation means estimates the NOx purification rate based on the accumulated SOx amount and the temperature of the NOx catalyst when SOx is deposited.

S106においては、ECU20は、S105で推定したNOx浄化率が閾値以下であるか否かを判定する。当該閾値は、内燃機関の排気量及び大気に排出されるNOxが地球環境に与える影響等を考慮して定められる限界のNOx浄化率よりもやや高めに設定される値である。そして、本ステップで肯定判定された場合はS107へ進み、SOx放出処理を実行開始する。一方、否定判定された場合は本ルーチンの実行を終了する。つまり、S106の処理より、推定したNOx浄化率が閾値以下となった時をSOx放出処理の開始時期として決定する。ゆえに、NOx浄化率推定手段及びS106の処理がSOx放出処理の開始時期を決定する処理開始時期決定手段として機能する。   In S106, the ECU 20 determines whether or not the NOx purification rate estimated in S105 is equal to or less than a threshold value. The threshold value is a value set slightly higher than the limit NOx purification rate determined in consideration of the influence of the exhaust amount of the internal combustion engine and the NOx discharged into the atmosphere on the global environment. If an affirmative determination is made in this step, the process proceeds to S107 to start executing the SOx release process. On the other hand, if a negative determination is made, the execution of this routine is terminated. In other words, the time when the estimated NOx purification rate becomes equal to or less than the threshold is determined as the start time of the SOx release process from the process of S106. Therefore, the NOx purification rate estimating means and the process of S106 function as a process start time determining means for determining the start time of the SOx release process.

S107においてSOx放出処理を実行開始した後は、S108へ進み、ECU20は、SOx放出処理終了条件が成立しているか否かを判定する。SOx放出処理終了条件としては、例えば、NOx触媒15の上流側と下流側の圧力差が所定値以下となった場合、SOx放出処理の実行開始からの経過時間が予め定められた所定時間以上である等の条件を例示することができる。   After starting execution of the SOx release process in S107, the process proceeds to S108, and the ECU 20 determines whether or not the SOx release process end condition is satisfied. For example, when the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the NOx catalyst 15 is equal to or less than a predetermined value, the elapsed time from the start of execution of the SOx release process is equal to or longer than a predetermined time. Some conditions can be exemplified.

前記S108においてSOx放出処理終了条件が不成立であると判定された場合は、SOx放出処理終了条件が成立するまでSOx放出処理を継続する。一方、S108において、SOx放出処理終了条件成立であると判定された後は、S109へ進み、SOx放出処理を終了して本ルーチンの実行を終了する。   If it is determined in S108 that the SOx release process end condition is not satisfied, the SOx release process is continued until the SOx release process end condition is satisfied. On the other hand, after it is determined in S108 that the SOx release process termination condition is satisfied, the process proceeds to S109, where the SOx release process is terminated and the execution of this routine is terminated.

このSOx放出処理制御によれば、堆積SOx量が同じであったとしてもSOxが堆積した時点のNOx触媒15の温度に応じてNOx浄化率が異なるように推定され、その推定されたNOx浄化率に応じてSOx放出処理の開始時期が決定される。具体的には、SOx被毒温度が低い程、性能低下係数Ktの値が大きくなりSOx被毒状態量Qsrも大きくなるので、NOx浄化率もその分低下し、SOx放出処理の開始時期が早まる。したがって、NOx触媒15に同量のSOxが堆積しているとしても、NOx触媒15の温度が低い時に堆積したSOx量が多い程、NOx浄化率の低下分が大きいと推定されるので、SOx放出処理が早めに開始されることになる。   According to this SOx release processing control, even if the accumulated SOx amount is the same, the NOx purification rate is estimated to be different depending on the temperature of the NOx catalyst 15 at the time when SOx is deposited, and the estimated NOx purification rate. Accordingly, the start time of the SOx release process is determined. Specifically, as the SOx poisoning temperature is lower, the value of the performance degradation coefficient Kt is larger and the SOx poisoning state quantity Qsr is larger, so the NOx purification rate is also lowered by that amount, and the start timing of the SOx release process is advanced. . Therefore, even if the same amount of SOx is deposited on the NOx catalyst 15, it is estimated that the greater the amount of SOx deposited when the temperature of the NOx catalyst 15 is lower, the greater the decrease in the NOx purification rate. Processing will start early.

一方、SOx被毒温度が高い程、性能低下係数Ktの値が小さくなりSOx被毒状態量Qsrもそれ程上昇しないので、SOx被毒温度が低い場合よりもNOx浄化率は低下しない。そのため、NOx触媒15の温度が低い時に堆積したSOx量が多い場合よりもNOx放出処理が遅く開始されるので、SOx放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。   On the other hand, the higher the SOx poisoning temperature, the smaller the value of the performance deterioration coefficient Kt and the SOx poisoning state quantity Qsr does not rise so much. Therefore, the NOx purification rate does not fall as compared with the case where the SOx poisoning temperature is low. Therefore, since the NOx release process is started later than when the amount of accumulated SOx is large when the temperature of the NOx catalyst 15 is low, it is possible to suppress deterioration in fuel consumption associated with the SOx release process.

それゆえ、このようにしてSOx放出処理の開始時期を決定し、当該タイミングでSOx放出処理を実行開始することで、排気浄化を向上させることができるとともにSOx放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。   Therefore, by determining the start time of the SOx release process in this way and starting the execution of the SOx release process at this timing, it is possible to improve exhaust gas purification and suppress deterioration in fuel consumption associated with the SOx release process. be able to.

[第2のSOx放出処理制御]
上述した第1のSOx放出処理制御においては、S104でSOx被毒状態量Qsrを算出し、その後S105において当該SOx被毒状態量QsrからNOx浄化率を推定し、その後S106において当該NOx浄化率が予め定められた閾値以下であると判定された場合にSOx放出処理を実行開始するようにしているが、本制御においては、SOx被毒状態量Qsrが予め定められたSOx被毒状態量の閾値Qst以上であるか否かを判定し、QsrがQst以上である場合にSOx放出処理を実行開始する。
[Second SOx Release Processing Control]
In the first SOx release processing control described above, the SOx poisoning state quantity Qsr is calculated in S104, and then the NOx purification rate is estimated from the SOx poisoning state quantity Qsr in S105, and then the NOx purification rate is determined in S106. When it is determined that the SOx release process is not more than a predetermined threshold value, the execution of the SOx release process is started. In this control, the SOx poisoning state quantity Qsr is a predetermined SOx poisoning state quantity threshold value. It is determined whether or not it is equal to or greater than Qst. When Qsr is equal to or greater than Qst, execution of SOx release processing is started.

具体的に、図5の本制御ルーチンに係るフローチャートを用いて本SOx放出処理制御について説明する。この制御ルーチンは、予めECU20のROMに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ21からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてECU20が実行するルーチンである。   Specifically, the present SOx release process control will be described with reference to the flowchart of the present control routine of FIG. This control routine is a routine that is stored in advance in the ROM of the ECU 20 and is a routine that is executed by the ECU 20 as an interrupt process triggered by elapse of a fixed time or input of a pulse signal from the crank position sensor 21.

また、本制御ルーチンは、図3に示した第1のSOx放出処理制御における制御ルーチンのS105及びS106がS205に置き換わるだけなので、この部分についてのみ説明し、それ以外のステップの詳細な説明は省略する。   In addition, since this control routine only replaces S205 in S105 and S106 of the control routine in the first SOx release processing control shown in FIG. 3, only this part will be described, and detailed description of other steps will be omitted. To do.

S204において、SOx被毒状態量Qsrを算出した後S205へ進み、本ステップで、S204で算出したSOx被毒状態量Qsrが予め定められたSOx被毒状態量の閾
値Qst以上であるか否かを判定する。そして、否定判定された場合は本ルーチンの実行を終了し、肯定判定されたらS207へ進み、SOx放出処理を実行開始する。なお、当該閾値Qstは、内燃機関の排気量及び大気に排出されるNOxが地球環境に与える影響等を考慮して定められる限界のSOx被毒状態量よりもやや低めに設定される値である。
In S204, after calculating the SOx poisoning state quantity Qsr, the process proceeds to S205, and in this step, whether or not the SOx poisoning state quantity Qsr calculated in S204 is greater than or equal to a predetermined SOx poisoning state quantity threshold value Qst. Determine. If a negative determination is made, the execution of this routine is terminated. If an affirmative determination is made, the process proceeds to S207, and execution of the SOx release process is started. The threshold value Qst is a value set slightly lower than the limit SOx poisoning state amount determined in consideration of the influence of the exhaust amount of the internal combustion engine and NOx discharged to the atmosphere on the global environment. .

このように、SOx被毒状態量を基準にしてSOx放出処理の開始時期を決定しても、第1のSOx放出処理制御を用いた場合と同様に、排気浄化を向上させることができるとともにSOx放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。   As described above, even when the start timing of the SOx release process is determined based on the SOx poisoning state quantity, exhaust purification can be improved and SOx can be improved as in the case of using the first SOx release process control. Deterioration of fuel consumption associated with the release process can be suppressed.

[第3のSOx放出処理制御]
上述した第1のSOx放出処理制御においては、堆積SOx量をSOx被毒温度により補正してSOx被毒状態量Qsrを求め、当該Qsrに基づいてNOx浄化率を推定し、当該NOx浄化率が予め定められた閾値以下となった場合にSOx放出処理を実行するようにしているが、本制御においては、SOx被毒温度を考慮してNOx浄化率の閾値αを変更し、堆積SOx量から推定するNOx浄化率が当該閾値α以下となった場合にSOx放出処理を実行するようにする。
[Third SOx release processing control]
In the first SOx release processing control described above, the amount of accumulated SOx is corrected by the SOx poisoning temperature to obtain the SOx poisoning state quantity Qsr, the NOx purification rate is estimated based on the Qsr, and the NOx purification rate is calculated. In this control, the NOx purification rate threshold value α is changed in consideration of the SOx poisoning temperature, and the accumulated SOx amount is calculated. When the estimated NOx purification rate becomes equal to or less than the threshold value α, the SOx release process is executed.

具体的に、図6に示すフローチャートを用いて本SOx放出処理制御について説明する。この制御ルーチンは、予めECU20のROMに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ21からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてECU20が実行するルーチンである。   Specifically, the present SOx release processing control will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This control routine is a routine that is stored in advance in the ROM of the ECU 20 and is a routine that is executed by the ECU 20 as an interrupt process triggered by elapse of a fixed time or input of a pulse signal from the crank position sensor 21.

S301及びS302の処理は上記したS101及びS102と各々同一であり、また、S307以降の処理は上記したS107以降の処理と同一であるのでその詳細な説明は省略する。   The processes in S301 and S302 are the same as those in S101 and S102, respectively, and the processes after S307 are the same as the processes in S107 and after, so detailed description thereof will be omitted.

S303においては、予め定められた閾値αをSOx被毒温度に基づいて変更するための係数である閾値変更係数Krを決定する。その後S304に進み、閾値αを変更する。これは、前回のフローまでに定められていた閾値αに、S301で算出したQsとS303にて決定された閾値変更係数Krを乗じた値を加算して、つまり、「α=α+Qs×Kr」という式に基づいて現時点の閾値αを算出するものである。ゆえに、S303及びS304の処理が閾値変更手段として機能する。   In S303, a threshold change coefficient Kr, which is a coefficient for changing the predetermined threshold α based on the SOx poisoning temperature, is determined. Thereafter, the process proceeds to S304, and the threshold value α is changed. This is obtained by adding a value obtained by multiplying the threshold value α determined until the previous flow by Qs calculated in S301 and the threshold value change coefficient Kr determined in S303, that is, “α = α + Qs × Kr”. The current threshold value α is calculated based on the following formula. Therefore, the processing of S303 and S304 functions as a threshold value changing unit.

上述したようにSOx被毒温度が低くなるのに応じてその温度で堆積したSOxがNOx浄化率を低下させるので、S303で決定する閾値変更係数Krは、S302で推定したSOx被毒温度が低い場合その分閾値を高くするように変更するものである。つまり、閾値変更係数Krは、図4に示すように前記SOx被毒温度Tに応じて変化するものであり、例えば、SOx被毒温度Tが250℃のときKrは1、SOx被毒温度Tが500℃の時Krは零となるように設定する。   As described above, as the SOx poisoning temperature decreases, the SOx deposited at that temperature decreases the NOx purification rate, so the threshold change coefficient Kr determined in S303 is low in the SOx poisoning temperature estimated in S302. In some cases, the threshold value is changed to be higher. That is, the threshold value change coefficient Kr changes according to the SOx poisoning temperature T as shown in FIG. 4. For example, when the SOx poisoning temperature T is 250 ° C., Kr is 1, and the SOx poisoning temperature T When K is 500 ° C., Kr is set to be zero.

そして、図4のようなSOx被毒温度Tと閾値変更係数Krの相関関係を予め求めROMに記憶しておき、S303では、当該マップとS302で推定したSOx被毒温度Tに基づいて閾値変更係数Krを決定する。   Then, the correlation between the SOx poisoning temperature T and the threshold change coefficient Kr as shown in FIG. 4 is obtained in advance and stored in the ROM, and in S303, the threshold is changed based on the map and the SOx poisoning temperature T estimated in S302. The coefficient Kr is determined.

S305においては、前回のSOx放出処理終了から今回のフローまでに堆積したSOx量(以下、「総堆積SOx量」という。)からNOx浄化率を推定する。総堆積SOx量は、各フローのS301にて推定される堆積SOx量Qsを積算することにより推定することができ、また、総堆積SOx量とNOx浄化率は反比例関係、つまり、総堆積SOx量が多いとNOx浄化率は低く、総堆積SOx量が少ないとNOx浄化率は高くなる。ゆえに、総堆積SOx量とNOx浄化率の相関関係を予め求めROMに記憶しておき、本
ステップでは、当該マップと総堆積SOx量に基づいてNOx浄化率を推定するものである。このように本ステップの処理が、NOx浄化率推定手段として機能する。
In S305, the NOx purification rate is estimated from the SOx amount deposited from the end of the previous SOx release process to the current flow (hereinafter referred to as “total deposited SOx amount”). The total accumulated SOx amount can be estimated by integrating the accumulated SOx amount Qs estimated in S301 of each flow, and the total accumulated SOx amount and the NOx purification rate are inversely proportional, that is, the total accumulated SOx amount. If the amount is large, the NOx purification rate is low, and if the total amount of accumulated SOx is small, the NOx purification rate is high. Therefore, the correlation between the total accumulated SOx amount and the NOx purification rate is obtained in advance and stored in the ROM, and in this step, the NOx purification rate is estimated based on the map and the total accumulated SOx amount. Thus, the process of this step functions as a NOx purification rate estimation means.

その後、S306へ進み、S305にて推定したNOx浄化率がS304にて算出した閾値α以下であるか否かを判定する。そして、本ステップで肯定判定された場合はS307へ進み、SOx放出処理を実行する。一方、否定判定された場合は本ルーチンの実行を終了する。つまり、S306の処理より、推定したNOx浄化率が閾値α以下となった時をSOx放出処理の開始時期として決定する。ゆえに、閾値変更手段及びS306の処理がSOx放出処理の開始時期を決定する処理開始時期決定手段として機能する。   Thereafter, the process proceeds to S306, and it is determined whether or not the NOx purification rate estimated in S305 is equal to or less than the threshold value α calculated in S304. If an affirmative determination is made in this step, the process proceeds to S307, and SOx release processing is executed. On the other hand, if a negative determination is made, the execution of this routine is terminated. That is, the time when the estimated NOx purification rate becomes equal to or less than the threshold value α is determined as the start time of the SOx release process from the process of S306. Therefore, the threshold value changing means and the process of S306 function as a process start time determining means for determining the start time of the SOx release process.

このようにしてSOx放出処理を開始するタイミングを決定し、当該タイミングでSOx放出処理を実行開始することで、第1のSOx放出処理制御を用いる場合と同様に、排気浄化を向上させることができるとともにSOx放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。   By determining the timing for starting the SOx release process in this way and starting the execution of the SOx release process at the timing, exhaust purification can be improved as in the case of using the first SOx release process control. At the same time, it is possible to suppress deterioration in fuel consumption associated with the SOx release process.

[第4のSOx放出処理制御]
第3のSOx放出処理制御においては、S304で閾値αを算出し、その後S305において総堆積SOx量からNOx浄化率を推定し、その後S306において当該NOx浄化率がS304で算出された閾値α以下であると判定された場合にSOx放出処理を実行開始するようにしているが、本制御においては、総堆積SOx量が総堆積SOx量の閾値Qst以上であるか否かを判定し、総堆積SOx量が閾値Qst以上である場合にSOx放出処理を実行開始するようする。そして、SOx被毒温度に基づいて閾値Qstを変更するようにする。
[Fourth SOx release processing control]
In the third SOx release processing control, the threshold value α is calculated in S304, and then the NOx purification rate is estimated from the total accumulated SOx amount in S305. Then, in S306, the NOx purification rate is equal to or less than the threshold value α calculated in S304. If it is determined that there is, the execution of the SOx release process is started. In this control, it is determined whether or not the total deposition SOx amount is equal to or greater than the total deposition SOx amount threshold Qst, and the total deposition SOx amount is determined. When the amount is equal to or greater than the threshold value Qst, execution of the SOx release process is started. Then, the threshold value Qst is changed based on the SOx poisoning temperature.

具体的に、図7の本制御ルーチンに係るフローチャートを用いて本SOx放出処理制御について説明する。この制御ルーチンは、予めECU20のROMに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ21からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてECU20が実行するルーチンである。   Specifically, the present SOx release process control will be described with reference to the flowchart of the present control routine of FIG. This control routine is a routine that is stored in advance in the ROM of the ECU 20 and is a routine that is executed by the ECU 20 as an interrupt process triggered by elapse of a fixed time or input of a pulse signal from the crank position sensor 21.

S401及びS402の処理は上記したS301及びS302と各々同一であり、また、S407以降の処理は上記したS107以降の処理と同一であるのでその詳細な説明は省略する。   The processes in S401 and S402 are the same as those in S301 and S302, respectively, and the processes in and after S407 are the same as the processes in and after S107.

S403においては、総堆積SOx量の閾値Qstを変更するための閾値変更係数Kr2を決定する。上述したようにSOx被毒温度が低い程、その温度で堆積したSOxがNOx浄化率の低下を大きくさせるので、S403で決定する閾値変更係数Kr2は、S402で推定したSOx被毒温度が低い場合その分閾値を低くさせるように変更するものである。つまり、閾値変更係数Kr2は、図4に示すように前記SOx被毒温度Tに応じて変化するものであり、例えば、SOx被毒温度Tが250℃のときKr2は1、SOx被毒温度Tが500℃の時Kr2は零となるように設定する。そして、図4のようなSOx被毒温度Tと閾値変更係数Kr2の相関関係を予め求めROMに記憶しておき、S403では、当該マップとS402で推定したSOx被毒温度Tに基づいて閾値変更係数Kr2を決定する。   In S403, a threshold change coefficient Kr2 for changing the threshold Qst of the total accumulated SOx amount is determined. As described above, the lower the SOx poisoning temperature, the more the SOx deposited at that temperature increases the decrease in the NOx purification rate. Therefore, the threshold change coefficient Kr2 determined in S403 is lower when the SOx poisoning temperature estimated in S402 is lower. Accordingly, the threshold value is changed to be lowered. That is, the threshold value change coefficient Kr2 changes according to the SOx poisoning temperature T as shown in FIG. 4. For example, when the SOx poisoning temperature T is 250 ° C., Kr2 is 1, and the SOx poisoning temperature T When Kr2 is 500 ° C., Kr2 is set to be zero. Then, the correlation between the SOx poisoning temperature T and the threshold value change coefficient Kr2 as shown in FIG. 4 is obtained in advance and stored in the ROM, and in S403, the threshold value is changed based on the map and the SOx poisoning temperature T estimated in S402. The coefficient Kr2 is determined.

S404においては、前回までのフローで算出された閾値Qstから、S401にて推定したQsにS403にて決定された閾値変更係数Kr2乗じた値を減算して閾値Qstを算出する。つまり、「Qst=Qst−Qs×Kr2」として算出する。   In S404, the threshold value Qst is calculated by subtracting the value obtained by multiplying Qs estimated in S401 by the threshold change coefficient Kr2 determined in S403 from the threshold value Qst calculated in the previous flow. That is, “Qst = Qst−Qs × Kr2” is calculated.

S405においては、総堆積SOx量がS404にて算出した閾値Qst以上であるか否かを判定する。そして、総堆積SOx量がQst以上であると判定された場合にはS4
07へ進み、SOx放出処理を実行開始する。一方、S405において、総堆積SOx量が閾値Qstより少ない場合は本ルーチンの実行を終了する。
In S405, it is determined whether or not the total accumulated SOx amount is equal to or larger than the threshold value Qst calculated in S404. If it is determined that the total accumulated SOx amount is equal to or greater than Qst, S4
The process proceeds to 07 to start executing the SOx release process. On the other hand, if the total accumulated SOx amount is smaller than the threshold value Qst in S405, the execution of this routine is terminated.

このように、SOx被毒状態量を基準にしてSOx放出処理の開始時期を決定しても、第3のSOx放出処理制御を用いた場合と同様に、排気浄化を向上させることができるとともにSOx放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。   As described above, even when the start timing of the SOx release process is determined based on the SOx poisoning state quantity, exhaust purification can be improved and SOx can be improved as in the case of using the third SOx release process control. Deterioration of fuel consumption associated with the release process can be suppressed.

[第5のSOx放出処理制御]
図8に示したのが、SOx被毒温度、NOx触媒温度及び脱離SOx濃度(ある一定量の排気がNOx触媒を通過した場合に、その排気量中に含まれる脱離したSOx量)との相関関係を示したものである。具体的には、上述した500℃で2.5gのSOxが堆積したNOx触媒(B)及び250℃で2.5gのSOxが堆積したNOx触媒(C)の温度を変化させ、脱離SOx濃度を比較したものである。
[Fifth SOx release processing control]
FIG. 8 shows the SOx poisoning temperature, the NOx catalyst temperature, and the desorption SOx concentration (when a certain amount of exhaust gas passes through the NOx catalyst, the desorbed SOx amount contained in the exhaust amount). This shows the correlation. Specifically, the temperature of the NOx catalyst (B) in which 2.5 g of SOx was deposited at 500 ° C. and the temperature of the NOx catalyst (C) in which 2.5 g of SOx was deposited at 250 ° C. were changed, and the desorbed SOx concentration was changed. Is a comparison.

本図に示すように、触媒Bは、約670℃で脱離SOx濃度が最も高くなるのに対して、触媒Cは、約600℃で脱離SOx濃度が最も高くなる。すなわち、NOx触媒の温度を約600℃まで上昇させていくと、触媒Cに堆積したSOxの方が触媒Bに堆積したSOxよりも多く脱離することがわかる。言い換えれば、ある所定量のSOxを脱離させるためには、触媒Bでは例えば約670℃まで上昇させなければならないのに対して、触媒Cでは約600℃まで上昇させればいいことがわかる。つまり、触媒Cに堆積したSOxの方が触媒Bに堆積したSOxよりも脱離し易く、このことは、SOxが低温で堆積する程脱離し易くなることを意味している。これは、上述したように、NOx触媒が高温であるときに保持され堆積するSOxは、温度が高温であるために拡散が早く触媒内部まで入り込むのに対して、NOx触媒が低温であるときに堆積するSOxはNOx触媒の表面に堆積するからだと考えられる。   As shown in this figure, catalyst B has the highest desorbed SOx concentration at about 670 ° C., whereas catalyst C has the highest desorbed SOx concentration at about 600 ° C. That is, it is understood that when the temperature of the NOx catalyst is raised to about 600 ° C., more SOx deposited on the catalyst C is desorbed than SOx deposited on the catalyst B. In other words, in order to desorb a certain amount of SOx, the catalyst B has to be raised to, for example, about 670 ° C., whereas the catalyst C has only to be raised to about 600 ° C. That is, the SOx deposited on the catalyst C is more easily desorbed than the SOx deposited on the catalyst B, which means that the SOx is more easily desorbed as it is deposited at a lower temperature. This is because, as described above, the SOx retained and deposited when the NOx catalyst is at a high temperature diffuses quickly into the catalyst because the temperature is high, whereas the SOx catalyst is at a low temperature. It is thought that the SOx deposited is deposited on the surface of the NOx catalyst.

これより、堆積SOx量が同じである場合、SOx被毒温度によって堆積したSOxを全て脱離させるのに要する時間、つまりSOx放出処理に要する時間が異なることがわかる。一方、上述したようにSOx放出処理は排気の空燃比をリッチ空燃比とする空燃比処理を含むことから、SOx放出処理に要する時間が長くなると燃費が悪化してしまう。   From this, it can be seen that when the amount of deposited SOx is the same, the time required to desorb all of the deposited SOx, that is, the time required for the SOx release process, differs depending on the SOx poisoning temperature. On the other hand, as described above, the SOx release process includes the air-fuel ratio process in which the air-fuel ratio of the exhaust is made rich, so that if the time required for the SOx release process becomes longer, the fuel consumption deteriorates.

そこで、本第5のSOx放出処理制御においては、NOx浄化率が閾値以下にならないようにするとともにSOx放出処理に要する時間が長くならないように、SOx放出処理の開始時期を決定する。   Therefore, in the fifth SOx release process control, the start time of the SOx release process is determined so that the NOx purification rate does not become lower than the threshold and the time required for the SOx release process does not become long.

具体的に、図9に示すフローチャートを用いて本SOx放出処理制御について説明する。この制御ルーチンは、予めECU20のROMに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ21からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてECU20が実行するルーチンである。   Specifically, the present SOx release processing control will be described using the flowchart shown in FIG. This control routine is a routine that is stored in advance in the ROM of the ECU 20 and is a routine that is executed by the ECU 20 as an interrupt process triggered by elapse of a fixed time or input of a pulse signal from the crank position sensor 21.

本制御ルーチンは、図5に示した第2のSOx放出処理制御における制御ルーチンとS503及びS504が異なるだけなので、この部分についてのみ説明し、それ以外のステップの詳細な説明は省略する。   This control routine is different from the control routine in the second SOx release processing control shown in FIG. 5 only in S503 and S504. Therefore, only this part will be described, and detailed description of other steps will be omitted.

S503においては、上述した性能低下係数Kt及び性能低下係数Kuを決定する。この性能低下係数Kuは、上述したようにSOx被毒温度によってその温度で堆積したSOxの脱離し易さが異なることから、その温度で堆積したSOx量を補正して前記SOx被毒状態量を算出するために用いるものである。ゆえに、図10に示すように前記SOx被毒温度Tに応じて変化するものであり、例えば、SOx被毒温度Tが250℃のときKuは零、SOx被毒温度Tが500℃の時Kuは0.2となるように設定する。そして、図
10のようなSOx被毒温度Tと性能低下係数Kuの相関関係を予め求めROMに記憶しておき、本ステップでは、性能低下係数Ktを上述したようにして決定するとともに、当該マップとS502で推定したSOx被毒温度Tに基づいてKuをも決定する。なお、本ステップにおいても性能低下係数Ktは第1のSOx放出処理制御で説明したようにして決定する。
In S503, the above-described performance degradation coefficient Kt and performance degradation coefficient Ku are determined. As described above, since the ease of detachment of SOx deposited at that temperature differs depending on the SOx poisoning temperature, the performance degradation coefficient Ku is corrected by correcting the amount of SOx deposited at that temperature to obtain the SOx poisoning state quantity. It is used for calculation. Therefore, as shown in FIG. 10, it changes according to the SOx poisoning temperature T. For example, when the SOx poisoning temperature T is 250 ° C., Ku is zero, and when the SOx poisoning temperature T is 500 ° C., Ku. Is set to be 0.2. Then, the correlation between the SOx poisoning temperature T and the performance degradation coefficient Ku as shown in FIG. 10 is obtained in advance and stored in the ROM, and in this step, the performance degradation coefficient Kt is determined as described above, and the map Ku is also determined based on the SOx poisoning temperature T estimated in S502. Even in this step, the performance degradation coefficient Kt is determined as described in the first SOx release process control.

S504においては、SOx被毒状態量Qsrを算出する。これは、前回のフローで算出したSOx被毒状態量Qsrに、S501で算出したQsとS503で決定した性能低下係数Kt及びKuを加算した値とを乗じた値を加算して、つまり、「Qsr=Qsr+Qs×(Kt+Ku)」という式に基づいて現時点のSOx被毒状態量Qsrを算出するものである。   In S504, the SOx poisoning state quantity Qsr is calculated. This is obtained by adding a value obtained by multiplying the SOx poisoning state quantity Qsr calculated in the previous flow by Qs calculated in S501 and the value obtained by adding the performance degradation coefficients Kt and Ku determined in S503. The current SOx poisoning state quantity Qsr is calculated on the basis of an expression of “Qsr = Qsr + Qs × (Kt + Ku)”.

S505以降の処理はS205以降の処理と同じであり、S505においては、S504で算出したSOx被毒状態量Qsrが予め定められたSOx被毒状態量の閾値Qst以上であるか否かを判定する。そして、否定判定された場合は本ルーチンの実行を終了し、肯定判定されたらS507へ進み、SOx放出処理を実行開始する。なお、当該閾値Qstは、内燃機関の排気量、大気に排出されるNOxが地球環境に与える影響及びSOx放出処理に要する時間等を考慮して定められる限界のSOx被毒状態量よりもやや低めに設定される値である。   The processing after S505 is the same as the processing after S205. In S505, it is determined whether or not the SOx poisoning state quantity Qsr calculated in S504 is equal to or larger than a predetermined SOx poisoning state quantity threshold Qst. . If a negative determination is made, the execution of this routine is terminated. If an affirmative determination is made, the process proceeds to S507, and execution of the SOx release process is started. The threshold value Qst is slightly lower than the limit SOx poisoning state amount determined in consideration of the exhaust amount of the internal combustion engine, the influence of NOx discharged to the atmosphere on the global environment, the time required for the SOx release process, and the like. It is a value set to.

このようにしてSOx放出処理を開始するタイミングを決定し、当該タイミングでSOx放出処理を実行開始することで、排気をより精度よく浄化することができるとともに、SOx放出処理に伴う燃費の悪化をより確実に抑制することができる。   By determining the timing for starting the SOx release processing in this way and starting the execution of the SOx release processing at this timing, the exhaust gas can be purified with higher accuracy, and the fuel consumption associated with the SOx release processing can be further reduced. It can be surely suppressed.

[第6のSOx放出処理制御]
上述した第5のSOx放出処理制御においては、堆積SOx量をSOx被毒温度により補正してSOx被毒状態量Qsrを求め、当該Qsrが予め定められた閾値以上となった場合にSOx放出処理を実行するようにしているが、本制御においては、SOx被毒温度に基づく堆積SOxの脱離し易さをも考慮して、第4のSOx放出処理制御と同じように、SOx被毒温度に基づいて総堆積SOx量の閾値Qstを変更し、総堆積SOx量が当該閾値Qst以上となった場合にSOx放出処理を開始するようにする。
[Sixth SOx release processing control]
In the fifth SOx release process control described above, the SOx poisoning state quantity Qsr is obtained by correcting the accumulated SOx quantity based on the SOx poisoning temperature, and the SOx release process is performed when the Qsr exceeds a predetermined threshold value. In this control, the SOx poisoning temperature is set in the same manner as in the fourth SOx release processing control in consideration of the ease of desorption of the deposited SOx based on the SOx poisoning temperature. Based on this, the threshold value Qst of the total deposited SOx amount is changed, and the SOx release process is started when the total deposited SOx amount becomes equal to or greater than the threshold value Qst.

具体的に、図11に示すフローチャートを用いて本SOx放出処理制御について説明する。この制御ルーチンは、予めECU20のROMに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ21からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてECU20が実行するルーチンである。   Specifically, the present SOx release processing control will be described using the flowchart shown in FIG. This control routine is a routine that is stored in advance in the ROM of the ECU 20 and is a routine that is executed by the ECU 20 as an interrupt process triggered by elapse of a fixed time or input of a pulse signal from the crank position sensor 21.

本制御ルーチンは、図7に示した第4のSOx放出処理制御における制御ルーチンとS603及びS604が異なるだけなので、この部分についてのみ説明し、それ以外のステップの詳細な説明は省略する。   This control routine is different from the control routine in the fourth SOx release process control shown in FIG. 7 only in S603 and S604, so only this part will be described and detailed description of other steps will be omitted.

S603においては、予め定められた閾値QstをSOx被毒温度に基づいて変更するための係数である閾値変更係数Kr2及び閾値変更係数Kvを決定する。上述したようにSOx被毒温度によってその温度で堆積したSOxの脱離し易さが異なることから、S603で決定する閾値変更係数Kvは、S602で推定したSOx被毒温度が低い程閾値Qstを低くさせるように変更するものである。つまり、閾値変更係数Kvは、図10に示すように前記SOx被毒温度Tに応じて変化するものであり、例えば、SOx被毒温度Tが250℃の時Kvは零、SOx被毒温度Tが500℃の時Kvは0.2となるように設定する。   In S603, a threshold change coefficient Kr2 and a threshold change coefficient Kv, which are coefficients for changing a predetermined threshold Qst based on the SOx poisoning temperature, are determined. As described above, the easiness of desorption of SOx deposited at that temperature differs depending on the SOx poisoning temperature. Therefore, the threshold value change coefficient Kv determined in S603 decreases as the SOx poisoning temperature estimated in S602 decreases. It is changed so that That is, the threshold value change coefficient Kv changes according to the SOx poisoning temperature T as shown in FIG. 10, for example, when the SOx poisoning temperature T is 250 ° C., the Kv is zero, and the SOx poisoning temperature T When K is 500 ° C., Kv is set to be 0.2.

そして、図10のようなSOx被毒温度Tと閾値変更係数Kvの相関関係を予め求めROMに記憶しておき、S603では、当該マップとS602で推定したSOx被毒温度Tに基づいて閾値変更係数Kvを決定する。なお、本ステップにおいても閾値変更係数Kr2を第4のSOx放出処理制御で説明したようにして決定しておく。   Then, the correlation between the SOx poisoning temperature T and the threshold value change coefficient Kv as shown in FIG. 10 is obtained in advance and stored in the ROM, and in S603, the threshold value is changed based on the map and the SOx poisoning temperature T estimated in S602. A coefficient Kv is determined. Also in this step, the threshold value change coefficient Kr2 is determined as described in the fourth SOx release process control.

S604においては、前回までのフローで算出された閾値Qstから、S601にて推定したQsとS603にて決定された閾値変更係数Kr2及びKvを加算した値とを乗じた値を減算して、つまり、「Qst=Qst−Qs×(Kr2+Kv)」という式に基づいて現時点の閾値Qstを算出する。   In S604, a value obtained by multiplying Qs estimated in S601 by the value obtained by adding the threshold change coefficients Kr2 and Kv determined in S603 is subtracted from the threshold Qst calculated in the previous flow, that is, , The current threshold value Qst is calculated based on the equation “Qst = Qst−Qs × (Kr2 + Kv)”.

S605においては、総堆積SOx量がS604にて算出した閾値Qst以上であるか否かを判定する。そして、総堆積SOx量がQst以上であると判定された場合にはS407へ進み、SOx放出処理を実行開始する。一方、S605において、総堆積SOx量が閾値Qstより少ない場合は本ルーチンの実行を終了する。   In S605, it is determined whether or not the total accumulated SOx amount is equal to or larger than the threshold value Qst calculated in S604. If it is determined that the total accumulated SOx amount is equal to or greater than Qst, the process proceeds to S407, and execution of the SOx release process is started. On the other hand, if the total accumulated SOx amount is smaller than the threshold value Qst in S605, the execution of this routine is terminated.

このようにしてSOx放出処理を開始するタイミングを決定し、当該タイミングでSOx放出処理を実行開始することで、排気をより精度よく浄化することができるとともにSOx放出処理に伴う燃費の悪化をより確実に抑制することができる。   By determining the timing for starting the SOx release processing in this way and starting the execution of the SOx release processing at this timing, the exhaust gas can be purified with higher accuracy and the fuel consumption associated with the SOx release processing can be more reliably reduced. Can be suppressed.

実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment is applied and an intake / exhaust system thereof. NOx触媒の触媒温度、NOx浄化率及びSOx被毒温度の相関関係を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the catalyst temperature of a NOx catalyst, a NOx purification rate, and SOx poisoning temperature. 第1のSOx放出処理制御のフローチャート図である。It is a flowchart figure of 1st SOx discharge | release process control. 性能低下係数Kt又はKrとSOx被毒温度の相関関係を示す図である。It is a figure which shows the correlation of performance degradation coefficient Kt or Kr, and SOx poisoning temperature. 第2のSOx放出処理制御のフローチャート図である。It is a flowchart figure of 2nd SOx discharge | release process control. 第3のSOx放出処理制御のフローチャート図である。It is a flowchart figure of 3rd SOx discharge | release process control. 第4のSOx放出処理制御のフローチャート図である。It is a flowchart figure of 4th SOx discharge | release process control. NOx触媒の触媒温度、脱離SOx濃度及びSOx被毒温度の相関関係を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the catalyst temperature of NOx catalyst, desorption | desorption SOx density | concentration, and SOx poisoning temperature. 第5のSOx放出処理制御のフローチャート図である。It is a flowchart figure of 5th SOx discharge | release process control. 閾値変更係数Ku又はKvとSOx被毒温度の相関関係を示す図である。It is a figure which shows the correlation of threshold value change coefficient Ku or Kv, and SOx poisoning temperature. 第6のSOx放出処理制御のフローチャート図である。It is a flowchart figure of 6th SOx discharge | release process control.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
2 気筒
3 燃料噴射弁
4 コモンレール
5 燃料供給管
6 燃料ポンプ
7 吸気通路
8 エアクリーナボックス
9 エアフローメータ
10 過給器
11 インタークーラ
12 吸気絞り弁
13 吸気絞り用アクチュエータ
14 排気通路
15 排気浄化装置
16 空燃比センサ
17 排気温度センサ
18 燃料添加弁
19 燃料通路
20 ECU
21 クランクポジションセンサ
22 水温センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Cylinder 3 Fuel injection valve 4 Common rail 5 Fuel supply pipe 6 Fuel pump 7 Intake passage 8 Air cleaner box 9 Air flow meter 10 Supercharger 11 Intercooler 12 Intake throttle valve 13 Intake throttle actuator 14 Exhaust passage 15 Exhaust purification device 16 Air-fuel ratio sensor 17 Exhaust temperature sensor 18 Fuel addition valve 19 Fuel passage 20 ECU
21 Crank position sensor 22 Water temperature sensor

Claims (6)

内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型NOx触媒と、
前記NOx触媒の温度を把握する温度把握手段と、
前記NOx触媒に堆積したSOx量を推定する堆積SOx量推定手段と、
前記NOx触媒に堆積したSOxを放出させるSOx放出処理を行うSOx放出処理手段と、
前記堆積SOx量推定手段にて推定される堆積SOx量及び前記温度把握手段にて把握されるSOxが堆積した時点の温度に基づいて前記SOx放出処理手段によるSOx放出処理の開始時期を決定する処理開始時期決定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
An NOx storage reduction catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine;
Temperature grasping means for grasping the temperature of the NOx catalyst;
Deposited SOx amount estimating means for estimating the amount of SOx deposited on the NOx catalyst;
SOx release processing means for performing SOx release processing for releasing SOx deposited on the NOx catalyst;
A process of determining the start time of the SOx release process by the SOx release processing means based on the accumulated SOx quantity estimated by the deposited SOx quantity estimation means and the temperature at which the SOx grasped by the temperature grasping means is deposited. Start time determination means,
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising:
前記処理開始時期決定手段は、前記NOx触媒の温度が低い時に堆積したSOx量が多い程、前記開始時期が早くなるように決定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。   2. The exhaust gas purification of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the processing start timing determining means determines that the start timing is earlier as the amount of SOx accumulated when the temperature of the NOx catalyst is lower is larger. apparatus. 前記処理開始時期決定手段は、前記堆積SOx量推定手段にて推定される堆積SOx量及び前記温度把握手段にて把握されるSOxが堆積した時点の温度に基づいて前記NOx触媒のNOx浄化率を推定するNOx浄化率推定手段を有し、当該NOx浄化率推定手段が推定したNOx浄化率が閾値以下となった時を前記開始時期として決定するものであることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。   The processing start timing determining means determines the NOx purification rate of the NOx catalyst based on the accumulated SOx amount estimated by the accumulated SOx amount estimating means and the temperature at the time when SOx is grasped by the temperature grasping means. 2. The method according to claim 1, further comprising a NOx purification rate estimation means for estimating, wherein the start time is determined when the NOx purification rate estimated by the NOx purification rate estimation means is equal to or less than a threshold value. Exhaust gas purification device for internal combustion engine. 前記NOx浄化率推定手段は、NOx触媒の温度が低い時に堆積したSOx量が多い程、NOx浄化率の低下分が大きいと推定することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置。   4. The exhaust gas purification of an internal combustion engine according to claim 3, wherein the NOx purification rate estimating means estimates that the amount of decrease in the NOx purification rate increases as the amount of SOx accumulated when the temperature of the NOx catalyst is low increases. apparatus. 前記処理開始時期決定手段は、前記堆積SOx量推定手段にて推定される堆積SOx量に基づいて前記NOx触媒のNOx浄化率を推定するNOx浄化率推定手段を有し、当該NOx浄化率推定手段が推定したNOx浄化率が閾値以下となった時を前記開始時期として決定するものであり、更に、前記堆積SOx量推定手段にて推定される堆積SOx量及び前記温度把握手段にて把握されるSOxが堆積した時点の温度に基づいて前記閾値を変更する閾値変更手段を有することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。   The processing start timing determining means includes NOx purification rate estimating means for estimating a NOx purification rate of the NOx catalyst based on the accumulated SOx amount estimated by the accumulated SOx amount estimating means, and the NOx purification rate estimating means Is determined as the start time, and is further grasped by the accumulated SOx amount estimated by the accumulated SOx amount estimating means and the temperature grasping means. 2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising threshold value changing means for changing the threshold value based on a temperature at the time when SOx is deposited. 前記閾値変更手段は、NOx触媒の温度が低い時に堆積したSOx量が多い程、前記閾値の上昇分が大きくなるように変更することを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の排気浄化装置。   6. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the threshold value changing means changes the threshold value to increase as the amount of SOx accumulated when the temperature of the NOx catalyst is low increases. .
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