JP2007303306A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine capable of inhibiting deterioration of NOx emissions of the internal combustion engine caused by slippage of calculated sulfur poisoning quantity from actual sulfur poisoning quantity. <P>SOLUTION: Sulfur poisoning quantity S is calculated with including not only variable poisoning quantity Si changing according to air fuel ratio of exhaust gas and catalyst bed temperature of a NOx catalyst but also sulfur remaining quantity SX which is quantity of SOx always remaining in the NOx catalyst. Slippage of the calculated sulfur poisoning quantity S from the actual sulfur poisoning quantity due to shortage of actual sulfur remaining quantity by sulfur remaining quantity SZ, thereby, can be inhibited. Consequently, a phenomenon that the actual sulfur poisoning quantity is allowable value or higher although the calculated sulfur poisoning quantity S is less than the allowable value can be inhibited and deterioration of NOx emission of the internal combustion engine 10 caused by the phenomenon can be inhibited. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、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 emission control device for an internal combustion engine.

内燃機関に適用される排気浄化装置として、同機関の排気系に触媒コンバータを設けるとともに、その触媒コンバータに窒素酸化物(NOx)に関する排気浄化を行う吸蔵還元型のNOx触媒を担持したものが知られている。   As an exhaust emission control device applied to an internal combustion engine, a catalyst converter is provided in an exhaust system of the engine, and a NOx storage reduction catalyst that performs exhaust gas purification on nitrogen oxide (NOx) is supported on the catalytic converter. It has been.

こうした排気浄化装置では、NOx触媒への硫黄酸化物(SOx)等の吸蔵によって当該NOx触媒のNOx吸蔵能力が低下する。従って、この種の排気浄化装置の多くは、例えば特許文献1に示されるように、NOx触媒へのSOxの吸蔵量であるS被毒量を求め、S被毒量が許容値以上になったときには、SOxの吸蔵によって低下したNOx触媒のNOx吸蔵能力を回復すべくNOx触媒からSOxを放出させるS被毒回復制御を行うようにしている。このS被毒回復制御では、排気系の触媒への未燃燃料成分の供給を通じて、NOx触媒を例えば600〜700℃程度まで昇温するとともに、その高温下で排気空燃比をリッチにすることにより、NOx触媒からのSOxの放出及びその還元を促進して、上記NOx吸蔵能力の回復を図るようにしている。   In such an exhaust purification device, the NOx occlusion capacity of the NOx catalyst is reduced by occlusion of sulfur oxide (SOx) or the like in the NOx catalyst. Therefore, many of this type of exhaust gas purification apparatuses obtain an S poison amount that is the amount of SOx stored in the NOx catalyst, as shown in Patent Document 1, for example, and the S poison amount exceeds an allowable value. In some cases, S poison recovery control is performed to release SOx from the NOx catalyst in order to recover the NOx storage capability of the NOx catalyst that has been reduced by the storage of SOx. In this S poison recovery control, the temperature of the NOx catalyst is raised to, for example, about 600 to 700 ° C. through the supply of unburned fuel components to the exhaust system catalyst, and the exhaust air-fuel ratio is made rich at that high temperature. The release of SOx from the NOx catalyst and its reduction are promoted to restore the NOx storage capacity.

ここで、特許文献1でのS被毒量の算出について説明する。
特許文献1では、S被毒量Qsが式「Qs=前回のQs+ΔQf・Ks−Rs」を用いて所定の算出周期で算出される。この式において、「ΔQf・Ks」という項は前回のS被毒量Qsの算出から今回のS被毒量Qsの算出までにNOx触媒に吸蔵されるSOxの量であるS流入量を表しており、「Rs」という項は前回のS被毒量Qsの算出から今回のS被毒量Qsの算出までにNOx触媒から放出されるSOxの量であるS放出量を表している。
Here, calculation of the S poisoning amount in Patent Document 1 will be described.
In Patent Document 1, the S poisoning amount Qs is calculated at a predetermined calculation cycle using the equation “Qs = previous Qs + ΔQf · Ks−Rs”. In this equation, the term “ΔQf · Ks” represents the S inflow amount that is the amount of SOx stored in the NOx catalyst from the previous calculation of the S poison amount Qs to the current calculation of the S poison amount Qs. The term “Rs” represents the S release amount, which is the amount of SOx released from the NOx catalyst from the previous calculation of the S poison amount Qs to the current calculation of the S poison amount Qs.

上記S流入量ΔQf・Ksは、前回のS被毒量Qsの算出から今回のS被毒量Qsの算出までに行われた燃料噴射による燃料噴射量ΔQが関係しており、その燃料噴射量ΔQの増加にほぼ比例して増加してゆく。これは、燃料中の硫黄分がSOxとしてNOx触媒に吸蔵され、内燃機関で消費される燃料が多くなるほどNOx触媒に吸蔵されるSOxが増加するためである。従って、S流入量ΔQf・Ksは、上記燃料噴射量ΔQに対しS被毒係数Ksを乗算することによって算出される。このS被毒係数Ksは、内燃機関の燃料噴射量ΔQfを、その分の燃料消費によってNOx触媒に吸蔵されるSOxの量に変換するための係数である。   The S inflow amount ΔQf · Ks is related to the fuel injection amount ΔQ by the fuel injection performed from the previous calculation of the S poison amount Qs to the calculation of the current S poison amount Qs. It increases almost in proportion to the increase of ΔQ. This is because the sulfur content in the fuel is stored in the NOx catalyst as SOx, and the more fuel consumed in the internal combustion engine, the more SOx stored in the NOx catalyst. Accordingly, the S inflow amount ΔQf · Ks is calculated by multiplying the fuel injection amount ΔQ by the S poisoning coefficient Ks. The S poisoning coefficient Ks is a coefficient for converting the fuel injection amount ΔQf of the internal combustion engine into the amount of SOx stored in the NOx catalyst by the amount of fuel consumption.

また、上記S放出量Rsは、式「Rs=α・R1・R2・R3・dt」を用いて所定の算出周期で算出される。この式において、「α」はNOx触媒における単位時間当たりのS被毒からの再生率を表す固定値であり、「dt」はS放出量Rsの算出周期を表している。上記式の「R1」は、触媒床温の上昇に伴い大きくなる再生能力係数である。また、上記式の「R2」は、リッチ空燃比であるときには大きい値で一定になるとともに、リーン空燃比であるときには小さくなる再生能力係数である。更に、上記式の「R3」は、NOx触媒でのS被毒量Qsの増加に伴い大きくなる再生能力係数である。   The S release amount Rs is calculated at a predetermined calculation cycle using the formula “Rs = α · R1 · R2 · R3 · dt”. In this equation, “α” is a fixed value representing the regeneration rate from S poisoning per unit time in the NOx catalyst, and “dt” represents the calculation period of the S release amount Rs. “R1” in the above formula is a regeneration capacity coefficient that increases as the catalyst bed temperature increases. “R2” in the above equation is a regeneration capacity coefficient that becomes constant at a large value when the air-fuel ratio is rich, and decreases when the air-fuel ratio is lean. Furthermore, “R3” in the above equation is a regeneration capacity coefficient that increases as the S poison amount Qs increases in the NOx catalyst.

従って、通常の機関運転状態では、S被毒回復制御の実行時のように極端に触媒床温が高くなったり排気の空燃比がリッチになったりすることはないため、S放出量Rsがほぼ「0」となる。一方、S流入量ΔQf・KsはS被毒回復制御の実行の有無に関係なく、内燃機関の燃料消費に伴い増加してゆく。このため、S被毒回復制御が行われていない通常の機関運転状態では、式「Qs=前回のQs+ΔQf・Ks−Rs」を用いて算出されるS被毒量Qsが徐々に増加してゆくことになる。   Therefore, in a normal engine operation state, the catalyst bed temperature does not become extremely high and the exhaust air-fuel ratio does not become rich unlike when the S poison recovery control is executed. “0”. On the other hand, the S inflow amount ΔQf · Ks increases with the fuel consumption of the internal combustion engine regardless of whether or not the S poison recovery control is executed. For this reason, in a normal engine operating state where S poison recovery control is not performed, the S poison amount Qs calculated using the equation “Qs = previous Qs + ΔQf · Ks−Rs” gradually increases. It will be.

そして、S被毒量Qsが許容値以上になってS被毒回復制御が開始されると、触媒床温が高くなるとともに排気の空燃比がリッチになるため、S放出量RsがS流入量ΔQf・Ksよりも大となる。これにより、式「Qs=前回のQs+ΔQf・Ks−Rs」を用いて算出されるS被毒量Qsが徐々に減少してゆくことになる。その後、S被毒量Qsが例えば「0」まで減少すると、S被毒回復制御が終了させられる。
特開2002−256858公報(段落[0057]〜[0071])
When the S poisoning amount Qs becomes equal to or greater than the allowable value and the S poisoning recovery control is started, the catalyst bed temperature becomes high and the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes rich, so the S release amount Rs becomes the S inflow amount. It becomes larger than ΔQf · Ks. As a result, the S poisoning amount Qs calculated using the expression “Qs = previous Qs + ΔQf · Ks−Rs” gradually decreases. Thereafter, when the S poisoning amount Qs decreases to, for example, “0”, the S poisoning recovery control is ended.
JP 2002-256858 A (paragraphs [0057] to [0071])

ところで、式「Qs=前回のQs+ΔQf・Ks−Rs」で用いられるS放出量Rsの算出には、NOx触媒でのS被毒量Qsが多くなるほど大となる能力係数R3が用いられている。これは、NOx触媒に吸蔵されたSOxが多いほど、S被毒回復制御の実行時にNOx触媒におけるS被毒からの再生速度、言い換えればSOxの放出速度が速くなることを考慮し、それに対応してS放出量Rsを変化させるためである。従って、算出されたS放出量Rsは、そのときのNOx触媒でのS被毒量Qsから影響を受けるSOxの放出速度に対応した値になる。   By the way, in calculating the S release amount Rs used in the expression “Qs = previous Qs + ΔQf · Ks−Rs”, a capacity coefficient R3 that increases as the S poison amount Qs in the NOx catalyst increases is used. This corresponds to the fact that the more SOx occluded in the NOx catalyst, the faster the regeneration rate from S poisoning in the NOx catalyst, in other words, the SOx release rate, during execution of the S poison recovery control. This is to change the S release amount Rs. Accordingly, the calculated S release amount Rs becomes a value corresponding to the SOx release rate affected by the S poison amount Qs in the NOx catalyst at that time.

しかしながら、上記S放出量Rsは理論上の値として算出されるものであり、そのS放出量Rsに含まれるSOxのうち、実際にはS被毒回復制御ではNOx触媒から放出させることができずに同触媒に残留した状態になるSOxが存在する。こうしたSOxが存在するのは、以下の[1]及び[2]の理由によると推測される。   However, the S release amount Rs is calculated as a theoretical value. Of the SOx contained in the S release amount Rs, the S poison recovery control cannot actually be released from the NOx catalyst. There exists SOx that remains in the catalyst. The existence of such SOx is assumed to be due to the following reasons [1] and [2].

[1]NOx触媒の表面においては、NOx浄化のための貴金属類(Pt等)が互いに間隔をおいて設けられており、触媒表面であって当該貴金属類から離れた位置にSOxが付着すると、そのSOxに関してはS被毒回復制御により高温下での排気空燃比のリッチ化を図ったとしても放出できない。   [1] On the surface of the NOx catalyst, noble metals (Pt and the like) for NOx purification are provided at intervals, and when SOx adheres to the catalyst surface at a position away from the noble metals, The SOx cannot be released even if the exhaust air-fuel ratio is enriched at high temperatures by S poison recovery control.

[2]触媒コンバータにおける外周面付近では排気との熱交換が頻繁に行われて触媒床温が上昇しにくいため、その部分のNOx触媒に付着したSOxに関しては、S被毒回復制御により高温下での排気空燃比のリッチ化を図ったときに必ずしも放出できるとは限らない。   [2] In the vicinity of the outer peripheral surface of the catalytic converter, heat exchange with the exhaust gas is frequently performed and the catalyst bed temperature hardly rises. Therefore, the SOx adhering to the NOx catalyst in that portion is kept at a high temperature by S poison recovery control. It is not always possible to release the exhaust air when the exhaust air-fuel ratio is enriched.

上述したように、NOx触媒には常に残留した状態になるSOxが存在するにも関わらず、特許文献1でのS被毒量Qsの算出では、式「Qs=前回のQs+ΔQf・Ks−Rs」から明らかなように、上述したSOxについては考慮せずにS被毒量Qsを算出している。このため、NOx触媒に常に残留した状態になるSOxを考慮していない分だけ、算出されるS被毒量Qsが実際のS被毒量よりも少なくなり、両者の間にずれが生じることとなる。   As described above, in the calculation of the S poison amount Qs in Patent Document 1, the equation “Qs = previous Qs + ΔQf · Ks−Rs” in spite of the presence of SOx that always remains in the NOx catalyst. As is apparent from the above, the S poisoning amount Qs is calculated without considering the above-mentioned SOx. For this reason, the calculated S poisoning amount Qs is smaller than the actual S poisoning amount by the amount not considering SOx that always remains in the NOx catalyst, and a deviation occurs between the two. Become.

その結果、S被毒回復制御の開始後、S被毒量Qsが「0」まで減少してS被毒回復制御が終了させられたとき、実際のS被毒量は「0」まで減少しておらず、NOx触媒にSOxがある程度残ったままになる。そして、NOx触媒の使用期間が長くなって同触媒に常に残留した状態になるSOxが多くなるほど、算出されるS被毒量Qsと実際のS被毒量とのずれが広がってゆき、S被毒回復制御の終了時にNOx触媒に残ったままになるSOxの量が増えてゆく。このような状況のもとでは、算出されるS被毒量Qsは許容値未満であるのに実際のS被毒量は許容値以上になっているという現象が生じる可能性が高くなり、それに起因して内燃機関のNOxエミッションが悪化するおそれがある。   As a result, after the start of the S poisoning recovery control, when the S poisoning amount Qs decreases to “0” and the S poisoning recovery control is terminated, the actual S poisoning amount decreases to “0”. The SOx remains in the NOx catalyst to some extent. Then, as the use period of the NOx catalyst becomes longer and the amount of SOx that always remains in the catalyst increases, the difference between the calculated S poison amount Qs and the actual S poison amount increases. The amount of SOx that remains in the NOx catalyst at the end of the poison recovery control increases. Under such circumstances, there is a high possibility that the calculated S poisoning amount Qs is less than the allowable value but the actual S poisoning amount is not less than the allowable value. As a result, the NOx emission of the internal combustion engine may be deteriorated.

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、算出されるS被毒量と実際のS被毒量とのずれに起因する内燃機関のNOxエミッション悪化を抑制することの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 such circumstances, and its object is to suppress NOx emission deterioration of the internal combustion engine caused by the difference between the calculated S poisoning amount and the actual S poisoning amount. An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、内燃機関の排気系に設けられた吸蔵還元型のNOx触媒を備え、そのNOx触媒での硫黄酸化物の吸蔵量であるS被毒量Sを算出し、そのS被毒量Sが許容値以上になったときに前記NOx触媒から硫黄酸化物を放出させるS被毒回復制御を開始し、前記S被毒量Sが前記許容値よりも小さい所定値以下に減少したときに前記S被毒回復制御を終了する内燃機関の排気浄化装置において、前記NOx触媒での前記S被毒回復制御によって減少し得る硫黄酸化物の量である変動被毒量Si を、前回算出した変動被毒量Si-1 、前回の変動被毒量算出から今回の変動被毒量算出までに前記NOx触媒に吸蔵された硫黄酸化物の量であるS流入量SU、及び、前回の変動被毒量算出から今回の変動被毒量算出までに前記NOx触媒から放出される硫黄酸化物の量であるS放出量SDに基づき、式「Si =Si-1 +SU−SD」を用いて所定の算出周期で算出する第1の算出手段と、前記S被毒回復制御によっては前記NOx触媒から放出させることができずに同NOx触媒に残留する硫黄酸化物の量であるS残留量SZを所定の算出周期で算出するとともに、そのS残留量SZ及び前記変動被毒量Si に基づき前記S被毒量Sを式「S=Si +SZ」を用いて算出する第2の算出手段とを備えた。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is provided with an NOx storage reduction catalyst provided in an exhaust system of an internal combustion engine, and an S poisoning amount that is a storage amount of sulfur oxide in the NOx catalyst. S is calculated, and when the S poison amount S exceeds an allowable value, S poison recovery control for releasing sulfur oxide from the NOx catalyst is started, and the S poison amount S is more than the allowable value. In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that terminates the S poison recovery control when the value is also reduced to a small predetermined value or less, the amount of sulfur oxide that can be reduced by the S poison recovery control with the NOx catalyst The poisoning amount Si is defined as the previously calculated variable poisoning amount Si-1 and the S inflow which is the amount of sulfur oxide occluded in the NOx catalyst from the previous calculation of the fluctuation poisoning amount to the current calculation of the variable poisoning amount. Amount SU and the current fluctuation from the previous fluctuation poisoning amount calculation Based on the S release amount SD, which is the amount of sulfur oxide released from the NOx catalyst until the poison amount is calculated, a first calculation is performed at a predetermined calculation cycle using the formula “Si = Si−1 + SU−SD”. In addition to calculating the S residual amount SZ, which is the amount of sulfur oxide remaining in the NOx catalyst without being released from the NOx catalyst by the calculation means and the S poison recovery control, in a predetermined calculation cycle, And a second calculating means for calculating the S poisoning amount S using the formula “S = Si + SZ” based on the S residual amount SZ and the variable poisoning amount Si.

内燃機関の通常運転時にはNOx触媒での変動被毒量Si がS流入量SUずつ増加してゆき、S被毒回復制御の実行時には上記変動被毒量Si がS放出量SDずつ減少してゆく。上記構成によれば、S被毒量Sが上記のように算出される変動被毒量Si だけでなくS残留量SZも含めて算出されるため、算出されるS被毒量SがS残留量SZの分だけ実際のS被毒量よりも少なくなって両者間にずれが生じることを抑制できる。仮に、算出されるS被毒量Sと実際のS被毒量との間にずれが生じたとすると、算出されるS被毒量Sは許容値未満であるのに実際のS被毒量は許容値以上になっているという現象が生じる可能性が高くなる。そして、そのことに起因して内燃機関のNOxエミッションが悪化するおそれがある。しかし、こうした内燃機関のNOxエミッションの悪化は抑制されるようになる。   During normal operation of the internal combustion engine, the variable poisoning amount Si at the NOx catalyst increases by the S inflow amount SU, and when the S poisoning recovery control is executed, the variable poisoning amount Si decreases by the S release amount SD. . According to the above configuration, since the S poison amount S is calculated including not only the variable poison amount Si calculated as described above but also the S residual amount SZ, the calculated S poison amount S is the S residual amount. It is possible to suppress the occurrence of a shift between the two due to the amount SZ being smaller than the actual S poisoning amount. If a deviation occurs between the calculated S poison amount S and the actual S poison amount, the calculated S poison amount S is less than the allowable value, but the actual S poison amount is There is a high possibility that the phenomenon of exceeding the allowable value will occur. As a result, the NOx emission of the internal combustion engine may be deteriorated. However, the deterioration of the NOx emission of the internal combustion engine is suppressed.

請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記第2の算出手段は、前記S残留量SZを、前記NOx触媒が担持された触媒コンバータの諸元によって定まる固定値S1と、前記NOx触媒の触媒床温及び前記排気の空燃比に応じて更新される変動値S2とに基づき算出するものとした。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the second calculation means includes a fixed value S1 determined by the specifications of the catalytic converter on which the NOx catalyst is supported, the S residual amount SZ, The calculation is based on the catalyst bed temperature of the NOx catalyst and the fluctuation value S2 updated in accordance with the air-fuel ratio of the exhaust.

NOx触媒の触媒表面における貴金属類から離れた位置に付着した硫黄酸化物は、S被毒回復制御によって放出されずに常に残留した状態になる。そして、その位置に付着した硫黄酸化物の量は触媒コンバータの諸元によって定まる。また、触媒コンバータにおける外周面付近のNOx触媒に付着した硫黄酸化物も、S被毒回復制御によって放出されずに常に残留した状態になる。そして、その位置に付着した硫黄酸化物の量は触媒床温及び排気の空燃比によって変動する。上記構成によれば、固定値S1をNOx触媒の触媒表面における貴金属類から離れた位置に付着した硫黄酸化物の量に対応する値として設定し、変動値S2を触媒コンバータの外周面付近のNOx触媒に付着した硫黄酸化物に対応する値として算出することで、固定値S1及び変動値S2に基づき算出されるS残留量SZを正確な値とすることができる。   Sulfur oxide adhering to a position away from the noble metals on the catalyst surface of the NOx catalyst always remains without being released by the S poison recovery control. The amount of sulfur oxide adhering to the position is determined by the specifications of the catalytic converter. Further, the sulfur oxide attached to the NOx catalyst in the vicinity of the outer peripheral surface of the catalytic converter is always left without being released by the S poison recovery control. The amount of sulfur oxide adhering to the position varies depending on the catalyst bed temperature and the air-fuel ratio of the exhaust. According to the above configuration, the fixed value S1 is set as a value corresponding to the amount of sulfur oxide attached to the catalyst surface of the NOx catalyst away from the noble metals, and the fluctuation value S2 is set to NOx near the outer peripheral surface of the catalytic converter. By calculating as a value corresponding to the sulfur oxide adhering to the catalyst, the S residual amount SZ calculated based on the fixed value S1 and the fluctuation value S2 can be an accurate value.

請求項3記載の発明では、請求項1又は2記載の発明において、前記第2の算出手段は、変動値S2を更新毎に不揮発性メモリに記憶し、バッテリ交換後の初回のS残留量SZの算出時には、前記不揮発性メモリに記憶された変動値S2を用いてS残留量SZの算出を行うものとした。   According to a third aspect of the invention, in the first or second aspect of the invention, the second calculation means stores the fluctuation value S2 in the nonvolatile memory for each update, and the first S residual amount SZ after battery replacement. At the time of calculation, the residual S amount SZ is calculated using the fluctuation value S2 stored in the nonvolatile memory.

上記構成によれば、バッテリ交換によって変動値S2が初期値に戻され、それによってバッテリ交換後の初回に算出されるS残留量が不正確になることを回避できる。
請求項4記載の発明では、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明において、前記S被毒回復制御中に前記S被毒量Sが前記許容値よりも大きい値である閾値以上になったとき、前記NOx触媒からの硫黄酸化物の放出をより強力に行うための強制被毒回復処理を実行する制御手段を更に備えた。
According to the above configuration, it is possible to avoid the fluctuation value S2 being returned to the initial value by the battery replacement, and thereby the S residual amount calculated at the first time after the battery replacement becomes inaccurate.
In the invention according to claim 4, in the invention according to any one of claims 1 to 3, the S poison amount S is greater than or equal to a threshold value that is larger than the allowable value during the S poison recovery control. The control means for executing the forced poisoning recovery process for more powerfully releasing the sulfur oxide from the NOx catalyst when the NOx catalyst is reached.

NOx触媒でのS残留量SZが多くなると、S被毒回復制御を実行してもS被毒量Sがあまり減少しなくなり、NOx触媒の良好なS被毒回復が望めなくなる。しかし、上記構成によれば、こうした状況下においてS被毒量Sが許容値よりも大きい閾値以上になると、強制被毒回復処理の実行を通じてNOx触媒からのより強力な硫黄酸化物の放出が図られる。これにより、NOx触媒でのS残留量SZを少なくし、S被毒回復制御によるNOx触媒の良好なS被毒回復を確保することができる。   If the S residual amount SZ in the NOx catalyst increases, the S poisoning amount S does not decrease so much even if the S poison recovery control is executed, and good S poison recovery of the NOx catalyst cannot be expected. However, according to the above-described configuration, when the S poison amount S exceeds a threshold value that is larger than the allowable value in such a situation, more powerful sulfur oxide is released from the NOx catalyst through the execution of the forced poisoning recovery process. It is done. Thereby, the S residual amount SZ in the NOx catalyst can be reduced, and good S poison recovery of the NOx catalyst by the S poison recovery control can be ensured.

請求項5記載の発明では、請求項4記載の発明において、前記制御手段は、前記S被毒回復制御として、前記NOx触媒への燃料供給により、前記NOx触媒の触媒床温を目標床温まで高温化するとともに、排気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に設定された目標空燃比となるようにし、前記強制被毒回復処理として、前記目標床温の上昇側への変更と前記目標空燃比のリッチ側への変更との少なくとも一方を行うものとした。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, as the S poisoning recovery control, the control means controls the catalyst bed temperature of the NOx catalyst to a target bed temperature by supplying fuel to the NOx catalyst. As the temperature increases, the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes the target air-fuel ratio set to a richer side than the stoichiometric air-fuel ratio, and as the forced poisoning recovery process, the target bed temperature is changed to the higher side and the target At least one of the change to the rich side of the air-fuel ratio is performed.

上記構成によれば、強制被毒回復制御により、NOx触媒の触媒床温がより上昇されることと、排気の空燃比がよりリッチ側にされることと、の少なくとも一方が行われるため、それによってNOx触媒からの硫黄酸化物のより強力な放出を的確に行うことができる。   According to the above configuration, the forced poisoning recovery control performs at least one of increasing the catalyst bed temperature of the NOx catalyst and making the air-fuel ratio of the exhaust gas richer. Thus, more powerful release of sulfur oxides from the NOx catalyst can be accurately performed.

請求項6記載の発明では、請求項5記載の発明において、前記制御手段は、前記NOx触媒が新品状態からある程度劣化した状態へと変化している旨判断されるときに限って、前記強制被毒回復処理を実行するものとした。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the control means determines that the forced coverage is only when it is determined that the NOx catalyst has changed from a new state to a state that has deteriorated to some extent. The poison recovery process was to be executed.

強制被毒回復処理によって目標床温が上昇側に変更されたり排気の空燃比がリッチ側に変更されたりすると、NOx触媒の温度上昇に伴い多かれ少なかれNOx触媒の熱劣化を招くことになる。こうした温度上昇に伴うNOx触媒の熱劣化度合いは、同触媒が新品の状態であるときからある程度熱劣化するまでの間は大となる。上記構成によれば、NOx触媒が新品状態からある程度劣化した状態へと変化している旨判断されるときに限って、強制被毒回復処理による目標床温の上昇側への変化や排気の空燃比のリッチ側への変化が行われるため、それらに伴うNOx触媒の熱劣化を小さく抑えつつ、S残留量SZを減らすことができる。   If the target bed temperature is changed to the rising side or the air-fuel ratio of the exhaust gas is changed to the rich side by the forced poisoning recovery process, the NOx catalyst will be more or less thermally deteriorated with the temperature increase of the NOx catalyst. The degree of thermal deterioration of the NOx catalyst accompanying such a temperature increase becomes large from when the catalyst is in a new state until it is thermally deteriorated to some extent. According to the above configuration, only when it is determined that the NOx catalyst has changed from a new state to a state in which the NOx catalyst has deteriorated to some extent, a change to the target bed temperature due to the forced poisoning recovery process or an exhaust air exhaust is performed. Since the fuel ratio is changed to the rich side, the S residual amount SZ can be reduced while suppressing the thermal deterioration of the NOx catalyst accompanying them.

請求項7記載の発明では、請求項1〜6のいずれか一項に記載の発明において、前記S被毒回復制御が実行されておらず、かつ前記S被毒量Sが前記閾値よりも大きい別の閾値以上であるとき、異常発生の旨判断する判断手段を更に備えた。   According to a seventh aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the S poison recovery control is not executed, and the S poison amount S is larger than the threshold value. A judgment means is further provided for judging that an abnormality has occurred when the threshold value is equal to or greater than another threshold value.

S残留量SZが多くなっているときにS被毒回復制御の実行条件が成立せず、同制御の実行頻度が低くなると、NOx触媒への窒素酸化物(NOx)の吸蔵に支障を来すおそれがあり、何らかの対策を講じる必要がある。上記構成によれば、S被毒回復制御が実行されておらず、かつS被毒量Sが上記別の閾値よりも大であることに基づき、NOx触媒へのNOxの吸蔵に支障を来すという異常が発生している旨判断することができ、その異常への対策を講じることができる。   When the S residual amount SZ is increased, if the execution condition of the S poison recovery control is not satisfied and the execution frequency of the control becomes low, it will hinder the storage of nitrogen oxide (NOx) in the NOx catalyst. There is a risk, and some measures need to be taken. According to the above configuration, the S poison recovery control is not executed and the S poison amount S is larger than the other threshold value, which hinders NOx occlusion in the NOx catalyst. It is possible to determine that an abnormality has occurred and to take measures against the abnormality.

請求項8記載の発明では、請求項1〜7のいずれか一項に記載の発明において、前記第2の算出手段は、前記S残留量SZを、前記NOx触媒が担持された触媒コンバータの諸元によって定まる固定値S1と、前記NOx触媒の触媒床温及び前記排気の空燃比に応じて更新される変動値S2とに基づき算出するものであって、NOx触媒が新品状態である旨判断され、かつ前記S流入量SUの累積値が前記固定値S1未満である間は、前記S被毒回復制御の実行を禁止する禁止手段を更に備えた。   According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, the second calculating means calculates the S residual amount SZ from the various catalytic converters on which the NOx catalyst is supported. It is calculated based on a fixed value S1 determined by the original and a fluctuation value S2 updated in accordance with the catalyst bed temperature of the NOx catalyst and the air-fuel ratio of the exhaust, and it is determined that the NOx catalyst is in a new state. In addition, there is further provided prohibiting means for prohibiting execution of the S poison recovery control while the cumulative value of the S inflow amount SU is less than the fixed value S1.

NOx触媒の新品状態での機関運転時において、S流入量SUの累積値が固定値S1に達するまでの間は、NOx触媒の触媒表面における貴金属類から離れた部分や、触媒コンバータにおける外周面付近のNOx触媒など、常に硫黄酸化物が残留した状態となる部分に、硫黄酸化物が付着してゆく可能性が高い。このため、このような期間中に仮にS被毒回復制御を実行したとしても、NOx触媒から硫黄酸化物を効果的に放出させることはできず、無駄にS被毒回復制御が実行されて、それに伴う内燃機関の燃費悪化が生じることは避けられない。上記構成によれば、こうした期間中でのS被毒回復制御の無駄な実行が禁止されるため、内燃機関の燃費悪化を抑制することができる。   During the engine operation with the NOx catalyst in a new state, until the cumulative value of the S inflow amount SU reaches the fixed value S1, the part of the catalyst surface of the NOx catalyst away from noble metals or the vicinity of the outer peripheral surface of the catalytic converter There is a high possibility that the sulfur oxide will adhere to a portion where the sulfur oxide always remains, such as NOx catalyst. For this reason, even if the S poison recovery control is executed during such a period, the sulfur oxide cannot be effectively released from the NOx catalyst, and the S poison recovery control is executed wastefully. The accompanying deterioration in fuel consumption of the internal combustion engine is inevitable. According to the above configuration, wasteful execution of the S poison recovery control during such a period is prohibited, so that deterioration in fuel consumption of the internal combustion engine can be suppressed.

以下、本発明を自動車用の内燃機関に適用した一実施形態を図1〜図8に従って説明する。
図1は、本実施形態の排気浄化装置が適用される内燃機関10の構成を示している。この内燃機関10は、コモンレール方式の燃料噴射装置を備えるディーゼル機関となっている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an internal combustion engine for an automobile will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows the configuration of an internal combustion engine 10 to which the exhaust purification system of this embodiment is applied. The internal combustion engine 10 is a diesel engine equipped with a common rail fuel injection device.

内燃機関10の吸気系を構成する吸気通路12、及び同機関10の排気系を構成する排気通路14はそれぞれ、内燃機関10の気筒の燃焼室13に接続されている。そして、吸気通路12にはエアフローメータ16及び吸気絞り弁19が設けられている。また、排気通路14には上流側から順に、NOx触媒コンバータ25、PMフィルタ26、酸化触媒コンバータ27が設けられている。   An intake passage 12 constituting the intake system of the internal combustion engine 10 and an exhaust passage 14 constituting the exhaust system of the engine 10 are each connected to a combustion chamber 13 of a cylinder of the internal combustion engine 10. An air flow meter 16 and an intake throttle valve 19 are provided in the intake passage 12. The exhaust passage 14 is provided with a NOx catalytic converter 25, a PM filter 26, and an oxidation catalytic converter 27 in order from the upstream side.

NOx触媒コンバータ25には、吸蔵還元型のNOx触媒が担持されている。このNOx触媒は、排気の酸素濃度が高いときに排気中のNOxを吸蔵し、排気の酸素濃度が低いときにその吸蔵したNOxを放出する。またNOx触媒は、上記NOx放出時に、還元剤となる未燃燃料成分がその周囲に十分存在していれば、その放出されたNOxを還元して浄化する。   The NOx catalytic converter 25 carries an NOx storage reduction catalyst. The NOx catalyst stores NOx in the exhaust when the oxygen concentration of the exhaust is high, and releases the stored NOx when the oxygen concentration of the exhaust is low. Further, the NOx catalyst reduces and purifies the released NOx if there is sufficient unburned fuel component as a reducing agent at the time of releasing the NOx.

PMフィルタ26は、多孔質材料によって形成されており、排気中の煤を主成分とする微粒子(PM)が捕集されるようになっている。このPMフィルタ26にも、上記NOx触媒コンバータ25と同様に、吸蔵還元型のNOx触媒が担持されており、排気中のNOxの浄化が行われるようになっている。またこのNOx触媒によって触発される反応により、上記捕集されたPMが燃焼(酸化)されて除去されるようにもなっている。   The PM filter 26 is made of a porous material and collects fine particles (PM) mainly composed of soot in the exhaust gas. Similarly to the NOx catalytic converter 25, the PM filter 26 also carries an NOx storage reduction catalyst so that NOx in the exhaust gas can be purified. Further, the collected PM is burned (oxidized) and removed by a reaction triggered by the NOx catalyst.

酸化触媒コンバータ27には、酸化触媒が担持されている。この酸化触媒は、排気中の炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)を酸化して浄化する。
なお排気通路14の上記PMフィルタ26の上流側及び下流側には、PMフィルタ26に流入する排気の温度である入ガス温度を検出する入ガス温度センサ28、及びPMフィルタ26通過後の排気の温度である出ガス温度を検出する出ガス温度センサ29がそれぞれ配設されている。また排気通路14には、上記PMフィルタ26の排気上流側とその排気下流側との差圧を検出する差圧センサ30が配設されている。更に排気通路14の上記NOx触媒コンバータ25の排気上流側、及び上記PMフィルタ26と上記酸化触媒コンバータ27との間には、排気の空燃比を検出する2つの空燃比センサ31、32がそれぞれ配設されている。
The oxidation catalyst converter 27 carries an oxidation catalyst. This oxidation catalyst oxidizes and purifies hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust.
In addition, on the upstream side and the downstream side of the PM filter 26 in the exhaust passage 14, an inlet gas temperature sensor 28 that detects the inlet gas temperature that is the temperature of the exhaust gas flowing into the PM filter 26, and the exhaust gas after passing through the PM filter 26. An outgas temperature sensor 29 for detecting an outgas temperature, which is a temperature, is provided. The exhaust passage 14 is provided with a differential pressure sensor 30 for detecting a differential pressure between the exhaust upstream side of the PM filter 26 and the exhaust downstream side thereof. Further, two air-fuel ratio sensors 31 and 32 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust are arranged on the exhaust gas upstream side of the NOx catalytic converter 25 and between the PM filter 26 and the oxidation catalytic converter 27, respectively. It is installed.

更にこの内燃機関10には、排気の一部を吸気通路12内の空気に再循環させる排気再循環(以下、EGRと記載する)装置が設けられている。EGR装置は、排気通路14と吸気通路12とを連通するEGR通路33を備えて構成されている。EGR通路33の最上流部は排気通路14に接続されている。またEGR通路33にはEGR弁36が設けられている。そしてEGR通路33の最下流部は、吸気通路12の上記吸気絞り弁19の下流側に接続されている。   Further, the internal combustion engine 10 is provided with an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) device that recirculates a part of the exhaust gas to the air in the intake passage 12. The EGR device includes an EGR passage 33 that allows the exhaust passage 14 and the intake passage 12 to communicate with each other. The most upstream part of the EGR passage 33 is connected to the exhaust passage 14. An EGR valve 36 is provided in the EGR passage 33. The most downstream portion of the EGR passage 33 is connected to the downstream side of the intake throttle valve 19 in the intake passage 12.

一方、内燃機関10の各気筒の燃焼室13には、同燃焼室13内での燃焼に供される燃料を噴射するインジェクタ40がそれぞれ配設されている。各気筒のインジェクタ40は、高圧燃料供給管41を介してコモンレール42に接続されている。コモンレール42には、燃料ポンプ43を通じて高圧燃料が供給される。コモンレール42内の高圧燃料の圧力は、同コモンレール42に取り付けられたレール圧センサ44によって検出されるようになっている。更に燃料ポンプ43からは、低圧燃料供給管45を通じて、低圧燃料が添加弁46に供給されるようになっている。   On the other hand, an injector 40 for injecting fuel to be used for combustion in the combustion chamber 13 is disposed in the combustion chamber 13 of each cylinder of the internal combustion engine 10. The injector 40 of each cylinder is connected to a common rail 42 via a high pressure fuel supply pipe 41. High pressure fuel is supplied to the common rail 42 through a fuel pump 43. The pressure of the high-pressure fuel in the common rail 42 is detected by a rail pressure sensor 44 attached to the common rail 42. Further, low pressure fuel is supplied from the fuel pump 43 to the addition valve 46 through the low pressure fuel supply pipe 45.

こうした内燃機関10の各種制御は、電子制御装置50により実施されている。電子制御装置50は、機関制御に係る各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果等が一時記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。   Various controls of the internal combustion engine 10 are performed by the electronic control unit 50. The electronic control unit 50 includes a CPU that executes various arithmetic processes related to engine control, a ROM that stores programs and data necessary for the control, a RAM that temporarily stores CPU arithmetic results, and signals between the outside The input / output port for inputting / outputting is provided.

電子制御装置50の入力ポートには、上述した各センサに加え、機関回転速度を検出するNEセンサ51、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ52、吸気絞り弁19の開度を検出する絞り弁センサ53、内燃機関10の吸気温度を検出する吸気温センサ54、及び、同機関10の冷却水温を検出する水温センサ55等が接続されている。また電子制御装置50の出力ポートには、上記吸気絞り弁19やEGR弁36、インジェクタ40、燃料ポンプ43、添加弁46等の駆動回路が接続されている。   In addition to the above-described sensors, the input port of the electronic control unit 50 includes an NE sensor 51 that detects the engine speed, an accelerator sensor 52 that detects the accelerator operation amount, and a throttle valve sensor that detects the opening of the intake throttle valve 19. 53, an intake air temperature sensor 54 for detecting the intake air temperature of the internal combustion engine 10, a water temperature sensor 55 for detecting the cooling water temperature of the engine 10, and the like are connected. The output port of the electronic control unit 50 is connected to drive circuits such as the intake throttle valve 19, the EGR valve 36, the injector 40, the fuel pump 43, and the addition valve 46.

電子制御装置50は、上記各センサから入力される検出信号より把握される機関運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各機器類の駆動回路に指令信号を出力する。こうして上記吸気絞り弁19の開度制御、上記EGR弁36の開度制御に基づくEGR制御、上記インジェクタ40からの燃料噴射量、燃料噴射時期、及び燃料噴射圧の制御、上記添加弁46からの燃料添加の制御等の各種制御が電子制御装置50により実施されている。   The electronic control unit 50 outputs a command signal to the drive circuit of each device connected to the output port according to the engine operating state grasped from the detection signal input from each sensor. Thus, the opening control of the intake throttle valve 19, EGR control based on the opening control of the EGR valve 36, control of the fuel injection amount, fuel injection timing, and fuel injection pressure from the injector 40, Various controls such as fuel addition control are performed by the electronic control unit 50.

以上の如く構成された本実施形態では、NOx触媒への硫黄酸化物(SOx)等の吸蔵によって低下した当該NOx触媒のNOx吸蔵能力を回復するためのS被毒回復制御が実施される。こうしたS被毒回復制御においては、機関運転状態の履歴に基づき算出されるNOx触媒のSOxの吸蔵量であるS被毒量Sが許容値以上になることに基づき実行開始される。   In the present embodiment configured as described above, the S poison recovery control for recovering the NOx occlusion ability of the NOx catalyst, which has been reduced by occlusion of sulfur oxide (SOx) or the like in the NOx catalyst, is performed. Such S poison recovery control is started when the S poison amount S, which is the SOx occlusion amount of the NOx catalyst calculated based on the history of the engine operating state, exceeds the allowable value.

このS被毒回復制御では、NOx触媒への未燃燃料成分の供給を通じて同触媒を例えば600〜700℃程度まで昇温する昇温制御がまず行われ、続いて同昇温制御後の高温下で排気空燃比をリッチにすることによりNOx触媒からのSOxの放出及びその還元を促進するS放出制御が行われる。このようにS被毒回復制御での昇温制御及びS放出制御を行うことで、NOx触媒におけるNOx吸蔵能力の回復が図られるようになる。なお、S被毒回復制御でのNOx触媒への未燃燃料成分の供給は、添加弁46からの排気に対する燃料添加等によって行われる。   In this S poison recovery control, temperature increase control is first performed to raise the temperature of the catalyst to, for example, about 600 to 700 ° C. through the supply of the unburned fuel component to the NOx catalyst, and then the temperature is lowered after the temperature increase control. Thus, S release control is performed to promote the release and reduction of SOx from the NOx catalyst by making the exhaust air-fuel ratio rich. Thus, by performing the temperature rise control and the S release control in the S poison recovery control, the NOx storage capability of the NOx catalyst can be recovered. Note that the supply of the unburned fuel component to the NOx catalyst in the S poison recovery control is performed by adding fuel to the exhaust from the addition valve 46 or the like.

そして、S被毒回復制御の実行を通じてS被毒量Sが上記許容値よりも小さい所定値(例えば「0」)まで減少すると、そのS被毒回復制御は終了させられる。
次に、S被毒回復制御の概要について、上述した昇温制御とS放出制御とに分けて、図2及び図3のタイムチャートを参照して説明する。
When the S poisoning amount S is reduced to a predetermined value (for example, “0”) smaller than the allowable value through the execution of the S poisoning recovery control, the S poisoning recovery control is terminated.
Next, the outline of the S poison recovery control will be described with reference to the time charts of FIGS. 2 and 3 separately for the above-described temperature rise control and S release control.

[昇温制御]
S被毒回復制御における昇温制御では、NOx触媒の目標床温Ttが例えば700℃まで段階的に大きく設定され、入ガス温度センサ28及び出ガス温度センサ29からの検出信号に基づき求められる触媒床温Tが上記目標床温Ttに向けて上昇するよう、添加弁46からの燃料添加を通じてNOx触媒への未燃燃料成分の供給が行われる。
[Temperature control]
In the temperature increase control in the S poison recovery control, the target bed temperature Tt of the NOx catalyst is set to be gradually increased to, for example, 700 ° C., and the catalyst is obtained based on detection signals from the inlet gas temperature sensor 28 and the outlet gas temperature sensor 29. The unburned fuel component is supplied to the NOx catalyst through fuel addition from the addition valve 46 so that the bed temperature T rises toward the target bed temperature Tt.

添加弁46からの燃料添加は、図2(d)に示される添加許可フラグFの「1(許可)」への変化(タイミングT1)に基づき開始される。この添加許可フラグFは、「1」になった後、「0」に戻されるようになっている。そして、添加弁46からの燃料添加が開始されると、図2(a)に示される添加パルスに従って添加弁46からの集中的な間欠燃料添加が実施される。こうした燃料添加における燃料の添加時間a、及び、燃料添加の休止時間bは、目標床温Ttと触媒床温Tとの温度差ΔT、及び、エアフローメータ16によって検出される内燃機関10のガス流量Ga(同機関10の排気流量に相当)に基づいて設定される。そして、上記のように開始された集中的な間欠燃料添加については、予め定められた回数の燃料添加が実行されるまで継続され、その回数だけ燃料添加がなされた後に停止される(タイミングT2)。   Fuel addition from the addition valve 46 is started based on a change (timing T1) of the addition permission flag F to “1 (permitted)” shown in FIG. The addition permission flag F is set to “0” after being set to “1”. When fuel addition from the addition valve 46 is started, intensive intermittent fuel addition from the addition valve 46 is performed according to the addition pulse shown in FIG. The fuel addition time a and the fuel addition stop time b in such fuel addition are the temperature difference ΔT between the target bed temperature Tt and the catalyst bed temperature T, and the gas flow rate of the internal combustion engine 10 detected by the air flow meter 16. It is set based on Ga (corresponding to the exhaust flow rate of the engine 10). Then, the intensive intermittent fuel addition started as described above is continued until a predetermined number of times of fuel addition is executed, and is stopped after the number of fuel additions is made (timing T2). .

添加弁46からの燃料添加の開始後、添加弁46の駆動状態に基づいて所定時間、例えば16msが経過する毎に、当該16ms中に添加弁46から添加される燃料の量である16ms発熱燃料量Qが算出される。この16ms発熱燃料量Qを算出毎に「ΣQ←前回のΣQ+Q …(1)」という式に基づいて積算することにより、燃料添加開始時点(T1)からの総燃料添加量、言い換えれば酸化反応による発熱に寄与する総燃料量を表す発熱燃料量積算値ΣQが算出される。こうして算出される発熱燃料量積算値ΣQについては、図2(c)に実線で示されるように、燃料添加の開始から終了までの期間である添加期間Aにて急速に増加し、それ以後の燃料添加の休止期間Bには増加が抑えられる。   After the start of fuel addition from the addition valve 46, every time a predetermined time, for example, 16 ms elapses based on the drive state of the addition valve 46, 16 ms exothermic fuel that is the amount of fuel added from the addition valve 46 during the 16 ms. A quantity Q is calculated. This 16 ms exothermic fuel amount Q is integrated for each calculation based on the formula “ΣQ ← previous ΣQ + Q (1)”, so that the total fuel addition amount from the fuel addition start time (T1), in other words, due to the oxidation reaction A heat generation fuel amount integrated value ΣQ representing the total fuel amount contributing to heat generation is calculated. The exothermic fuel amount integrated value ΣQ calculated in this way rapidly increases in the addition period A, which is the period from the start to the end of fuel addition, as shown by the solid line in FIG. The increase during the fuel addition suspension period B is suppressed.

一方、添加弁46からの燃料添加の開始後、上記所定時間(16ms)毎に、当該16ms中に添加弁46から添加すべき燃料の量、言い換えれば触媒床温Tを目標床温Ttに近づけるのに必要な燃料の添加量である16ms要求燃料量Qrが算出される。この16ms要求燃料量Qrの算出は、触媒床温Tと目標床温Ttとの温度差ΔT、及び、内燃機関10のガス流量Gaを用いて行われる。こうして算出される16ms要求燃料量Qrは、触媒床温Tが目標床温Ttに対し低い状態にあるほど大となり、逆に目標床温Ttに対し高い状態にあるほど小となる。そして、上記16ms要求燃料量Qrを算出毎に「ΣQr←前回のΣQr+Qr …(2)」という式に基づき積算することで、触媒床温Tの平均値を目標床温Ttとするのに必要な燃料添加開始時点(T1)からの燃料量を表す要求燃料量積算値ΣQrが算出される。こうして算出される要求燃料量積算値ΣQrについては、図2(c)に破線で示されるように、発熱燃料量積算値ΣQの増加(実線)と比較して緩やかに増加する。   On the other hand, after the start of fuel addition from the addition valve 46, the amount of fuel to be added from the addition valve 46 during the predetermined time (16 ms), in other words, the catalyst bed temperature T is brought closer to the target bed temperature Tt. The 16 ms required fuel amount Qr, which is the amount of fuel added necessary for this, is calculated. The calculation of the 16 ms required fuel amount Qr is performed using the temperature difference ΔT between the catalyst bed temperature T and the target bed temperature Tt and the gas flow rate Ga of the internal combustion engine 10. The 16 ms required fuel amount Qr calculated in this way increases as the catalyst bed temperature T is lower than the target bed temperature Tt, and conversely decreases as it is higher than the target bed temperature Tt. Then, the 16 ms required fuel amount Qr is integrated for each calculation based on the formula “ΣQr ← previous ΣQr + Qr (2)”, so that the average value of the catalyst bed temperature T is required to be the target bed temperature Tt. A required fuel amount integrated value ΣQr representing the fuel amount from the fuel addition start time (T1) is calculated. The required fuel amount integrated value ΣQr calculated in this way gradually increases as compared with the increase (solid line) of the exothermic fuel amount integrated value ΣQ, as indicated by a broken line in FIG.

そして、要求燃料量積算値ΣQrが発熱燃料量積算値ΣQ以上になると(タイミングT3)、添加許可フラグFが「1(許可)」へと変化し、添加弁46からの集中的な間欠燃料添加が開始される。このとき、タイミングT1以降の発熱燃料量積算値ΣQ分の燃料については添加弁46から添加完了しているため、要求燃料量積算値ΣQrから上記発熱燃料量積算値ΣQが減算される。更に、発熱燃料量積算値ΣQはクリアされて「0」になる。そして、添加弁46からの集中的な間欠燃料添加の開始に伴い、再び添加期間Aへと移行することになり、同添加期間Aが終了すると休止期間Bへと移行する。従って、S被毒回復制御での昇温制御中には添加期間Aと休止期間Bとが繰り返されるようになる。   When the required fuel amount integrated value ΣQr becomes equal to or greater than the exothermic fuel amount integrated value ΣQ (timing T3), the addition permission flag F changes to “1 (permitted)”, and concentrated intermittent fuel addition from the addition valve 46 is performed. Is started. At this time, since the addition of fuel for the exothermic fuel amount integrated value ΣQ after timing T1 has been completed from the addition valve 46, the exothermic fuel amount integrated value ΣQ is subtracted from the required fuel amount integrated value ΣQr. Furthermore, the exothermic fuel amount integrated value ΣQ is cleared and becomes “0”. Then, along with the start of intensive intermittent fuel addition from the addition valve 46, the process shifts again to the addition period A, and when the addition period A ends, the process shifts to the suspension period B. Therefore, the addition period A and the pause period B are repeated during the temperature increase control in the S poison recovery control.

なお、昇温制御中においては、触媒床温Tが目標床温Ttに対し低下側に離れた状態にあるほど、16ms要求燃料量Qrが大となるように算出され、要求燃料量積算値ΣQrが速やかに増加する。その結果、要求燃料量積算値ΣQrが発熱燃料量積算値ΣQ以上になるのに要する時間が短くなり、休止期間Bが短くなるため、単位時間あたりの添加弁46からの燃料添加量の平均値が大となる。このように燃料添加量の平均値を大とすることで、目標床温Ttから低下側に離れた触媒床温Tの当該目標床温Ttに向けての上昇が図られる。   During the temperature rise control, the required fuel amount Qr is calculated to be larger as the catalyst bed temperature T is further away from the target bed temperature Tt, and the required fuel amount integrated value ΣQr is calculated. Increases rapidly. As a result, the time required for the required fuel amount integrated value ΣQr to be equal to or greater than the exothermic fuel amount integrated value ΣQ is shortened and the pause period B is shortened, so the average value of the fuel addition amount from the addition valve 46 per unit time Becomes big. In this way, by increasing the average value of the fuel addition amount, the catalyst bed temperature T that is separated from the target bed temperature Tt toward the lower side can be increased toward the target bed temperature Tt.

そして、触媒床温Tが目標床温Ttに近づくほど、16ms要求燃料量Qrが小となるように算出され、要求燃料量積算値ΣQrの増加が緩やかにされる。その結果、要求燃料量積算値ΣQrが発熱燃料量積算値ΣQ以上になるのに要する時間が長くなり、休止期間Bが長くなるため、単位時間あたりの添加弁46からの燃料添加量の平均値が小となる。このように燃料添加量の平均値を少なくすることで、触媒床温Tが目標床温Ttを越えて過度に高くならないようにされる。   Then, the 16 ms required fuel amount Qr is calculated to be smaller as the catalyst bed temperature T approaches the target bed temperature Tt, and the increase in the required fuel amount integrated value ΣQr is moderated. As a result, the time required for the required fuel amount integrated value ΣQr to become equal to or greater than the exothermic fuel amount integrated value ΣQ becomes longer and the suspension period B becomes longer. Therefore, the average value of the fuel addition amount from the addition valve 46 per unit time Becomes small. Thus, by reducing the average value of the fuel addition amount, the catalyst bed temperature T is prevented from excessively exceeding the target bed temperature Tt.

以上のように、触媒床温Tの目標床温Ttに対する乖離状態に応じて休止期間Bの長さを変化させることで、触媒床温Tが例えば図2(b)に実線で示されるように推移し、増減する触媒床温Tの変動中心が目標床温Ttに制御されるようになる。このように触媒床温Tが700℃まで段階的に大きく設定される目標床温Ttとなるよう触媒への未燃燃料成分の供給を行うことで、NOx触媒の触媒床温Tを700℃程度まで上昇させることができる。   As described above, by changing the length of the pause period B according to the deviation state of the catalyst bed temperature T from the target bed temperature Tt, the catalyst bed temperature T is, for example, as shown by a solid line in FIG. The fluctuation center of the catalyst bed temperature T that changes and increases or decreases is controlled to the target bed temperature Tt. Thus, by supplying the unburned fuel component to the catalyst so that the catalyst bed temperature T becomes the target bed temperature Tt which is set to be gradually increased to 700 ° C., the catalyst bed temperature T of the NOx catalyst is about 700 ° C. Can be raised.

[S放出制御]
上記昇温制御を通じてNOx触媒の触媒床温Tが700℃程度まで上昇させられると、その高温下で排気空燃比をリッチにしてNOx触媒からのSOxの放出及びその還元を促進するS放出制御が実行される。このS放出制御では、上記昇温制御における添加期間A(図2)中の総燃料添加量とほぼ等しい量の燃料添加をより短い期間で行うべく添加弁46からの集中的な間欠燃料添加を行い、排気の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の空燃比となるようにしている。
[S release control]
When the catalyst bed temperature T of the NOx catalyst is raised to about 700 ° C. through the temperature raising control, the S release control that promotes the release and reduction of SOx from the NOx catalyst by making the exhaust air-fuel ratio rich at that high temperature. Executed. In this S release control, intensive intermittent fuel addition from the addition valve 46 is performed in order to perform fuel addition in an amount substantially equal to the total fuel addition amount during the addition period A (FIG. 2) in the temperature increase control. The exhaust air / fuel ratio is made richer than the stoichiometric air / fuel ratio.

ただし、こうした集中的な間欠燃料添加を続けるとNOx触媒の触媒床温Tが過上昇するおそれがある。このため、上述したように昇温制御での添加期間Aよりも短い期間での集中的な間欠燃料添加を行った後には、昇温制御での休止期間B(図2)よりも長い期間、上記集中的な間欠燃料添加を停止し、上記集中的な間欠燃料添加及び当該燃料添加の停止を繰り返すことで、触媒床温Tの過上昇の抑制が図られている。   However, if such intensive intermittent fuel addition is continued, the catalyst bed temperature T of the NOx catalyst may be excessively increased. For this reason, as described above, after performing intensive intermittent fuel addition in a period shorter than the addition period A in the temperature rise control, a period longer than the pause period B (FIG. 2) in the temperature rise control, The intensive intermittent fuel addition is stopped, and the intensive intermittent fuel addition and the stop of the fuel addition are repeated, thereby suppressing an excessive increase in the catalyst bed temperature T.

なお、集中的な間欠燃料添加を停止させる期間を上記休止期間Bよりも長い期間としているのは、以下の理由による。すなわち、上記集中的な間欠燃料添加により触媒床温Tはより急速に且つ高い値まで上昇するため、触媒床温Tの平均値を目標床温Ttで一定に保つには、上記間欠燃料添加の停止期間を長くとって触媒床温Tの低下幅を大きくしなければならない。   The reason for stopping the intensive intermittent fuel addition is longer than the pause period B for the following reason. That is, since the catalyst bed temperature T rises more rapidly and to a higher value due to the intensive intermittent fuel addition, in order to keep the average value of the catalyst bed temperature T constant at the target bed temperature Tt, the intermittent fuel addition is performed. It is necessary to increase the decrease width of the catalyst bed temperature T by extending the stop period.

ここで、S放出制御における燃料添加態様、及びその燃料添加の停止態様について詳しく説明する。
S放出制御での集中的な間欠燃料添加も、昇温制御での燃料添加と同じく、図3(e)に示される添加許可フラグFの「1(許可)」への変化(タイミングT4)に基づき開始される。そして、上記集中的な間欠燃料添加が開始されると、図3(a)に示される添加パルスに従って添加弁46からの集中的な間欠燃料添加が実施される。こうした集中的な間欠燃料添加における燃料の添加態様、例えば燃料の添加時間a、燃料添加の休止時間b、及び、燃料の添加回数は、空燃比センサ31,32によって検出される空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に設定された目標空燃比AFtに近づくよう調整される。
Here, the fuel addition mode in the S release control and the fuel addition stop mode will be described in detail.
Concentrated intermittent fuel addition in the S release control is also performed at the timing (time T4) of the addition permission flag F shown in FIG. Start based on. When the intensive intermittent fuel addition is started, the intensive intermittent fuel addition from the addition valve 46 is performed according to the addition pulse shown in FIG. The fuel addition mode in such intensive intermittent fuel addition, for example, the fuel addition time a, the fuel addition stop time b, and the number of fuel additions, is determined based on whether the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensors 31 and 32 is the theoretical sky. Adjustment is made so as to approach the target air-fuel ratio AFt set on the richer side than the fuel ratio.

すなわち、上記休止時間b(燃料の添加間隔)については空燃比センサ31,32によって検出された空燃比が目標空燃比AFtよりもリーンであるほど短くされ、上記添加時間aについては空燃比センサ31,32によって検出された空燃比が目標空燃比AFtよりもリーンであるほど長くされる。また、上記添加回数については、空燃比センサ31,32によって検出された空燃比が目標空燃比AFtよりもリーンであるほど多くされることとなる。   That is, the pause time b (fuel addition interval) is made shorter as the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensors 31 and 32 becomes leaner than the target air-fuel ratio AFt, and the air-fuel ratio sensor 31 for the addition time a. , 32, the air / fuel ratio is made longer as the air / fuel ratio becomes leaner than the target air / fuel ratio AFt. The number of times of addition is increased as the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensors 31 and 32 is leaner than the target air-fuel ratio AFt.

S放出制御においても、昇温制御と同じく図3(d)に示される16ms発熱燃料量Q及び発熱燃料量積算値ΣQが算出される。こうして算出される16ms発熱燃料量Qは、上記集中的な間欠燃料添加が行われる期間である添加期間A(T4〜T5)では、昇温制御での添加期間A(図2)における16ms発熱燃料量Qよりも大となる。このため、16ms発熱燃料量Qをその算出毎に上記式(1)に基づき積算して得られる発熱燃料量積算値ΣQは、図3(d)に実線で示されるように、昇温制御での添加期間A(図2)における発熱燃料量積算値ΣQに比べてより急速に増加する。   Also in the S release control, the 16 ms exothermic fuel amount Q and the exothermic fuel amount integrated value ΣQ shown in FIG. The 16 ms exothermic fuel amount Q calculated in this way is the 16 ms exothermic fuel in the addition period A (FIG. 2) in the temperature increase control in the addition period A (T4 to T5) in which the intensive intermittent fuel addition is performed. It becomes larger than the quantity Q. Therefore, the exothermic fuel amount integrated value ΣQ obtained by integrating the 16 ms exothermic fuel amount Q based on the above formula (1) every time the calculation is performed, as shown by the solid line in FIG. It increases more rapidly than the heat generation fuel amount integrated value ΣQ during the addition period A (FIG. 2).

上記のように集中的な間欠燃料添加を行うことで、図3(b)のタイミングT4〜T5に示されるように、排気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな目標空燃比AFtとされる。その結果、NOx触媒の触媒床温Tが700℃程度の高温下で排気空燃比がリッチ化され、これによりNOx触媒からのSOxの放出及びその還元が促進される。   By performing intensive intermittent fuel addition as described above, the air-fuel ratio of the exhaust gas is set to a target air-fuel ratio AFt that is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, as shown at timings T4 to T5 in FIG. . As a result, the exhaust air-fuel ratio is enriched at a high catalyst bed temperature T of the NOx catalyst of about 700 ° C., thereby promoting the release and reduction of SOx from the NOx catalyst.

一方、上記集中的な間欠燃料添加の開始後には、昇温制御と同じく16ms要求燃料量Qrの算出も行われる。この16ms要求燃料量Qrについては、図3(c)に示される触媒床温Tが目標床温Ttよりも高い状態(温度差ΔTが大)であるほど小となる。そして、触媒床温Tが目標床温Ttよりも高くなっている状況下での温度差ΔTは、当該触媒床温Tの上述した上昇態様に起因して昇温制御での温度差ΔT(図2(b))よりも大となる。その結果、触媒床温Tが目標床温Ttよりも高くなっているときの16ms要求燃料量Qrは、昇温制御での16ms要求燃料量Qr(図2(c))よりも小さくなる傾向がある。   On the other hand, after the start of the intensive intermittent fuel addition, the 16 ms required fuel amount Qr is also calculated as in the temperature raising control. The 16 ms required fuel amount Qr becomes smaller as the catalyst bed temperature T shown in FIG. 3C is higher than the target bed temperature Tt (the temperature difference ΔT is larger). The temperature difference ΔT under the situation where the catalyst bed temperature T is higher than the target bed temperature Tt is the temperature difference ΔT (FIG. 2 (b)). As a result, the 16 ms required fuel amount Qr when the catalyst bed temperature T is higher than the target bed temperature Tt tends to be smaller than the 16 ms required fuel amount Qr (FIG. 2C) in the temperature increase control. is there.

このため、16ms要求燃料量Qrをその算出毎に上記式(2)に基づき積算して得られる要求燃料量積算値ΣQrは、図3(d)に破線で示されるように、昇温制御での休止期間B(図2)における要求燃料量積算値ΣQrに比べてゆっくりと増加する。これにより、要求燃料量積算値ΣQrが発熱燃料量積算値ΣQ以上になって(タイミングT6)、添加許可フラグFが「1(許可)」へと変化するタイミング、すなわち休止期間Bの終了タイミングが昇温制御よりも遅くなる。以上のことから、S放出制御中の休止期間Bは、昇温制御での休止期間B(図2)よりも長くされるようになる。   For this reason, the required fuel amount integrated value ΣQr obtained by integrating the 16 ms required fuel amount Qr based on the above equation (2) for each calculation is calculated by the temperature increase control as shown by the broken line in FIG. It increases slowly compared to the required fuel amount integrated value ΣQr in the idle period B (FIG. 2). As a result, the required fuel amount integrated value ΣQr becomes equal to or greater than the exothermic fuel amount integrated value ΣQ (timing T6), and the timing at which the addition permission flag F changes to “1 (permitted)”, that is, the end timing of the suspension period B is Slower than temperature rise control. From the above, the suspension period B during the S release control is made longer than the suspension period B (FIG. 2) in the temperature rise control.

添加許可フラグFが「1(許可)」に変化すると、再び集中的な間欠燃料添加が開始される。このときには、昇温制御と同様、要求燃料量積算値ΣQrから上記発熱燃料量積算値ΣQが減算される。更に、発熱燃料量積算値ΣQはクリアされて「0」になる。そして、上記集中的な間欠燃料添加の開始に伴い、再び添加期間Aへと移行することになり、同添加期間Aが終了すると休止期間Bへと移行する。従って、S放出制御でも上述した添加期間Aと休止期間Bとが繰り返され、これにより昇温制御と同じく触媒床温Tの変動中心が目標床温Tt(700℃程度)に制御されるようになる。   When the addition permission flag F changes to “1 (permission)”, intensive intermittent fuel addition is started again. At this time, similar to the temperature increase control, the heat generating fuel amount integrated value ΣQ is subtracted from the required fuel amount integrated value ΣQr. Furthermore, the exothermic fuel amount integrated value ΣQ is cleared and becomes “0”. Then, along with the start of the intensive intermittent fuel addition, the operation shifts again to the addition period A. When the addition period A ends, the operation shifts to the suspension period B. Therefore, the addition period A and the rest period B described above are repeated also in the S release control, so that the fluctuation center of the catalyst bed temperature T is controlled to the target bed temperature Tt (about 700 ° C.) as in the temperature rise control. Become.

このように添加期間Aと休止期間Bとが繰り返され、添加期間A中にNOx触媒からのSOxの放出及びその還元が促進されることで、NOx触媒におけるSOxの吸蔵量が低減されて同NOx触媒のNOx吸蔵能力の回復が図られる。そして、NOx触媒におけるSOxの吸蔵量であるS被毒量Sが上述した所定値まで低下すると、S放出制御(S被毒回復制御)が終了させられる。   Thus, the addition period A and the rest period B are repeated, and during the addition period A, the release and reduction of SOx from the NOx catalyst are promoted, so that the storage amount of SOx in the NOx catalyst is reduced and the NOx is reduced. Recovery of the NOx storage capacity of the catalyst is achieved. When the S poison amount S, which is the amount of SOx stored in the NOx catalyst, decreases to the above-described predetermined value, the S release control (S poison recovery control) is terminated.

次に、S被毒量Sの詳細な算出手順について、S被毒量算出ルーチンを示す図4のフローチャートを参照して説明する。このS被毒量算出ルーチンは、電子制御装置50を通じて、例えばインジェクタ40からの燃料噴射毎に実行される。   Next, the detailed calculation procedure of the S poison amount S will be described with reference to the flowchart of FIG. 4 showing the S poison amount calculation routine. This S poison amount calculation routine is executed through the electronic control unit 50 for each fuel injection from the injector 40, for example.

S被毒量算出ルーチンにおいては、まず前回の燃料噴射から今回の燃料噴射までにNOx触媒に吸蔵されたSOxの量であるS流入量SUが算出される(S101)。具体的には、インジェクタ40からの燃料噴射前に算出される燃料噴射量の指令値Qfin 、すなわち一回の燃料噴射で噴射される燃料量の指令値に対し、予め定められた値である燃料中の硫黄濃度Nを「100」で除算した値(N/100)が乗算される。その結果として得られる値(Qfin ・(N/100))は、インジェクタ40からの一回の燃料噴射で噴射される燃料に含まれる硫黄量に対応した値となる。この値(Qfin ・(N/100))に対し硫黄量というパラメータをS被毒量というパラメータに変換するための係数Kを乗算することで、上記S流入量SUが求められる。なお、上記係数Kは、空燃比センサ31,32によって検出される空燃比と、触媒床温とに基づきマップを参照して求められるものであって、上記空燃比が理論空燃比(ここでは14.5)またはリッチであるときには「0」となり、上記空燃比が理論空燃比よりもリーン側の値であるときにはリーンになるほど且つ触媒床温が高くなるほど大きくなる。   In the S poison amount calculation routine, first, the S inflow amount SU, which is the amount of SOx stored in the NOx catalyst from the previous fuel injection to the current fuel injection, is calculated (S101). More specifically, a fuel value that is a predetermined value with respect to the command value Qfin of the fuel injection amount calculated before fuel injection from the injector 40, that is, the command value of the fuel amount injected in one fuel injection. A value (N / 100) obtained by dividing the sulfur concentration N therein by “100” is multiplied. A value (Qfin · (N / 100)) obtained as a result is a value corresponding to the amount of sulfur contained in the fuel injected by one fuel injection from the injector 40. By multiplying this value (Qfin · (N / 100)) by a coefficient K for converting a parameter of sulfur amount into a parameter of S poison amount, the S inflow amount SU is obtained. The coefficient K is obtained by referring to a map based on the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensors 31 and 32 and the catalyst bed temperature, and the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio (14 in this case). .5) or “0” when the air-fuel ratio is rich, and when the air-fuel ratio is on the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio becomes leaner and becomes larger as the catalyst bed temperature becomes higher.

続いて、前回の燃料噴射から今回の燃料噴射までにNOx触媒から放出されたSOxの量であるS放出量SDが算出される(S102)。S放出量SDは、上記空燃比及びNOx触媒の触媒床温に基づき求められ、その空燃比及び触媒床温であるときのNOx触媒でのS被毒量の減少分を表している。そして、S放出量SDは、上記空燃比が理論空燃比(ここでは14.5)よりもリッチ側の値であるときには触媒床温が高く且つリッチになるほど「0」よりも大きい値になり、空燃比が理論空燃比よりもリーン側の値であるときには「0」に維持される。   Subsequently, the S release amount SD, which is the amount of SOx released from the NOx catalyst from the previous fuel injection to the current fuel injection, is calculated (S102). The S release amount SD is obtained based on the air-fuel ratio and the catalyst bed temperature of the NOx catalyst, and represents the amount of decrease in the S poison amount at the NOx catalyst when the air-fuel ratio and the catalyst bed temperature are the same. The S release amount SD becomes a value larger than “0” as the catalyst bed temperature becomes higher and richer when the air-fuel ratio is richer than the theoretical air-fuel ratio (here 14.5). When the air-fuel ratio is a value leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, it is maintained at “0”.

そして、上記S流入量SU及びS放出量SDに基づき、次の式「Si =Si-1 +SU−SD …(3)」を用いて変動被毒量Si が算出される(S103)。この式(3)における「Si-1 」という項は、前回算出時の変動被毒量を表しており、初回の変動被毒量Si の算出時には「0」に設定されるものである。こうして算出された変動被毒量Si は、通常の機関運転時には燃料の消費に伴い上記S流入量SUの分だけ徐々に増加してゆき、S被毒回復制御中(特にS放出制御中)には上記S放出量SDの分だけ減少してゆく。従って、変動被毒量Si は、通常の機関運転での燃料消費に伴うNOx触媒へのSOxの流入、及びS被毒回復制御中でのNOx触媒からのSOxの放出に伴い、増減する値ということになる。   Then, based on the S inflow amount SU and the S release amount SD, the variable poisoning amount Si is calculated using the following equation “Si = Si−1 + SU−SD (3)” (S103). The term “Si−1” in the equation (3) represents the variable poisoning amount at the time of the previous calculation, and is set to “0” when the first variable poisoning amount Si is calculated. The variable poisoning amount Si thus calculated gradually increases by the amount of the S inflow amount SU as fuel is consumed during normal engine operation, and during the S poisoning recovery control (particularly during the S release control). Decreases by the amount of S released SD. Therefore, the variable poisoning amount Si is a value that increases or decreases with the inflow of SOx into the NOx catalyst accompanying fuel consumption in normal engine operation and the release of SOx from the NOx catalyst during the S poisoning recovery control. It will be.

ここで、ステップS101〜S103の処理を通じて算出される変動被毒量Si を、仮にそのままNOx触媒でのSOxの吸蔵量であるS被毒量Sとして用いると、算出されたS被毒量Sが実際のS被毒量よりも少なくなる。これは、S放出量SDに含まれるSOxのうち、実際にはS被毒回復制御ではNOx触媒から放出させることができずに同触媒に残留した状態になるSOxが存在するにもかかわらず、変動被毒量Si の算出では式(3)から明らかなように上記SOxを考慮していないためである。なお、NOx触媒に常に残留した状態になるSOxが存在するのは、[発明が解決しようとする課題]の欄に記載した[1]及び[2]の理由による。   Here, if the variable poisoning amount Si calculated through the processing of steps S101 to S103 is used as it is as the S poisoning amount S that is the storage amount of SOx in the NOx catalyst, the calculated S poisoning amount S is obtained. It becomes less than the actual S poisoning amount. This is because, among the SOx contained in the S release amount SD, in reality, there is SOx that cannot be released from the NOx catalyst in the S poison recovery control and remains in the catalyst. This is because the calculation of the variable poisoning amount Si does not take into account the SOx as apparent from the equation (3). Note that the SOx that always remains in the NOx catalyst exists because of the reasons [1] and [2] described in the [Problems to be solved by the invention] column.

しかしながら、算出されたS被毒量Sが実際のS被毒量よりも小さくなった状態では、S被毒回復制御の開始後、図5に示されるように、算出されたS被毒量S(実線)及び実際のS被毒量(二点鎖線)が図示のごとく減少する。この算出されたS被毒量Sが上記許容値よりも小さい所定値(例えば「0」)まで減少してS被毒回復制御が終了したとき、二点鎖線で示される実際のS被毒量は上記所定値まで減少しておらず、NOx触媒にSOxがある程度残ったままになる。そして、NOx触媒の使用期間が長くなって同触媒に常に残留した状態になるSOxが多くなるほど、算出されるS被毒量Sと実際のS被毒量とのずれが広がってゆき、S被毒回復制御の終了時にNOx触媒に残ったままになるSOxの量が増えてゆく。このような状況のもとでは、算出されるS被毒量Sは許容値未満であるのに実際のS被毒量は許容値以上になっているという現象が生じる可能性が高くなり、それに起因して内燃機関10のNOxエミッションが悪化するおそれがある。   However, when the calculated S poisoning amount S is smaller than the actual S poisoning amount, the calculated S poisoning amount S is shown in FIG. 5 after the start of the S poisoning recovery control. (Solid line) and actual S poisoning amount (two-dot chain line) decrease as shown in the figure. When the calculated S poisoning amount S decreases to a predetermined value (for example, “0”) smaller than the allowable value and the S poisoning recovery control is finished, the actual S poisoning amount indicated by a two-dot chain line Does not decrease to the predetermined value, and SOx remains in the NOx catalyst to some extent. Then, as the use period of the NOx catalyst becomes longer and the amount of SOx that always remains in the catalyst increases, the difference between the calculated S poisoning amount S and the actual S poisoning amount increases. The amount of SOx that remains in the NOx catalyst at the end of the poison recovery control increases. Under such circumstances, there is a high possibility that the calculated S poisoning amount S is less than the allowable value, but the actual S poisoning amount is not less than the allowable value. As a result, the NOx emission of the internal combustion engine 10 may be deteriorated.

そこで、この実施形態では、S被毒回復制御では放出させることができずに同触媒に残留した状態になるSOxの量であるS残留量SZを変動被毒量Si の算出タイミングと同じタイミングで算出し、変動被毒量Si に上記S残留量SZを加えた値をS被毒量Sとする。このようにS被毒量Sを変動被毒量Si だけでなくS残留量SZも含めて算出することにより、算出されるS被毒量SがS残留量SZの分だけ実際のS残留量よりも少なくなって両者間にずれが生じることを抑制できる。従って、上述したような内燃機関10のNOxエミッションの悪化を抑制できるようになる。なお、上記S残留量SZは、NOx触媒の触媒表面における貴金属類から離れた位置に付着して常に残留した状態となるSOxの量に対応した固定値S1と、NOx触媒が担持されるNOx触媒コンバータ25及びPMフィルタ26の外周面付近に付着して常に残留した状態となるSOxの量に対応した変動値S2とを加算することによって算出される。   Therefore, in this embodiment, the S residual amount SZ, which is the amount of SOx that cannot be released in the S poison recovery control and remains in the catalyst, is calculated at the same timing as the calculation timing of the variable poisoning amount Si. The value obtained by calculating and adding the S residual amount SZ to the variable poisoning amount Si is defined as the S poisoning amount S. In this way, by calculating the S poison amount S including not only the variable poison amount Si but also the S residual amount SZ, the calculated S poison amount S is the actual S residual amount by the amount of the S residual amount SZ. It is possible to suppress the occurrence of a shift between the two. Therefore, the deterioration of the NOx emission of the internal combustion engine 10 as described above can be suppressed. Note that the S residual amount SZ is a fixed value S1 corresponding to the amount of SOx that is attached to a position away from noble metals on the catalyst surface of the NOx catalyst and always remains, and the NOx catalyst on which the NOx catalyst is supported. It is calculated by adding the fluctuation value S2 corresponding to the amount of SOx that is attached to the vicinity of the outer peripheral surfaces of the converter 25 and the PM filter 26 and always remains.

図4のS被毒量算出ルーチンにおいては、ステップS104〜S107の処理で上記変動値S2の算出を行っている。具体的には、バッテリ交換後の初回のS残留量SZの算出時でないことを条件に(S104:NO)、排気の空燃比及びNOx触媒の触媒床温に基づき、変動値S2がNOx触媒コンバータ25及びPMフィルタ26の外周面付近に付着して常に残留した状態となるSOxの量に対応した値となるよう更新される(S105)。なお、上記SOxの量に関しては、排気空燃比及び触媒床温に応じて変動するものであり、排気空燃比がリーンになるほど多くなるとともに、触媒床温が低くなるほど多くなる。こうした変動に対応して上記変動値S2が変化するよう、ステップ105での変動値S2の更新量等が排気空燃比及び触媒床温に基づき変化させられる。すなわち、排気空燃比がリーンになるほど、また触媒床温が低くなるほど上記変動値S2が多くなるよう、そのS被毒量Sの更新量等が変化させられる。また、このときの排気空燃比及び触媒床温の変化に基づく上記更新量等の変化の大きさは予め実験によって定められている。   In the S poisoning amount calculation routine of FIG. 4, the fluctuation value S2 is calculated in the processes of steps S104 to S107. Specifically, on the condition that the first S residual amount SZ after the battery replacement is not calculated (S104: NO), the fluctuation value S2 is calculated based on the exhaust air-fuel ratio and the catalyst bed temperature of the NOx catalyst. 25 and the PM filter 26 are updated so as to have a value corresponding to the amount of SOx that is attached to the vicinity of the outer peripheral surface and always remains (S105). The amount of SOx varies according to the exhaust air / fuel ratio and the catalyst bed temperature, and increases as the exhaust air / fuel ratio becomes leaner and increases as the catalyst bed temperature decreases. The update amount of the fluctuation value S2 in step 105 is changed based on the exhaust air-fuel ratio and the catalyst bed temperature so that the fluctuation value S2 changes corresponding to such fluctuation. That is, the renewal amount or the like of the S poison amount S is changed so that the fluctuation value S2 increases as the exhaust air-fuel ratio becomes leaner or the catalyst bed temperature decreases. Further, the magnitude of the change such as the renewal amount based on the changes in the exhaust air-fuel ratio and the catalyst bed temperature at this time is determined in advance by experiments.

そして、上記のように更新された変動値S2は、電子制御装置50に設けられた不揮発性メモリ56(図1)に記憶される(S106)。こうして更新毎に不揮発性メモリ56に記憶された変動値S2は、ステップS104で肯定判定がなされたとき、すなわちバッテリ交換後の初回のS残留量SZの算出時であるときに取得され(S107)、S残留量SZを算出するための変動値S2として用いられる。   Then, the fluctuation value S2 updated as described above is stored in the nonvolatile memory 56 (FIG. 1) provided in the electronic control unit 50 (S106). Thus, the fluctuation value S2 stored in the nonvolatile memory 56 for each update is acquired when an affirmative determination is made in step S104, that is, when the first S residual amount SZ after the battery replacement is calculated (S107). , And is used as a fluctuation value S2 for calculating the S residual amount SZ.

ステップS104〜S107の処理による変動値S2の算出が行われた後、その変動値S2及び固定値S1に基づき、式「SZ=S1+S2 …(4)」を用いてS残留量SZが算出される(S108)。この式(4)の固定値S1は、NOx触媒の触媒表面における貴金属類から離れた位置に付着して常に残留した状態となるSOxの量に対応した値に設定されている。なお、上記SOxの量はNOx触媒コンバータ25及びPMフィルタ26の諸元によって定まるものであることから、上記固定値S1は予め求められて固定されている。そして、上記S残留量SZ及び変動被毒量Si に基づき、式「S=Si +SZ…(5)」を用いてS被毒量Sが算出される(S109)。   After the fluctuation value S2 is calculated by the processing of steps S104 to S107, the S residual amount SZ is calculated using the equation “SZ = S1 + S2 (4)” based on the fluctuation value S2 and the fixed value S1. (S108). The fixed value S1 of the equation (4) is set to a value corresponding to the amount of SOx that is attached to a position away from the noble metals on the catalyst surface of the NOx catalyst and always remains. Since the amount of SOx is determined by the specifications of the NOx catalytic converter 25 and the PM filter 26, the fixed value S1 is obtained and fixed in advance. Then, based on the S residual amount SZ and the variable poisoning amount Si, the S poisoning amount S is calculated using the formula “S = Si + SZ (5)” (S109).

次に、S被毒回復制御の詳しい実行手順について、S被毒回復ルーチンを示す図6のフローチャートを参照して説明する。このS被毒回復ルーチンは、電子制御装置50を通じて、16ms毎などの所定時間毎に実行される。   Next, a detailed execution procedure of the S poison recovery control will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 showing the S poison recovery routine. This S poison recovery routine is executed through the electronic control unit 50 at predetermined time intervals such as every 16 ms.

S被毒回復ルーチンにおいては、NOx触媒に吸蔵されたSOxを放出させるためのS被毒回復制御を行うとともに、同制御の実行中にS残留量SZが多くなってS被毒量Sが多くなるような場合には、NOx触媒からのSOxの放出をより強く行うための強制被毒回復処理を行うようにしている。仮に、こうした強制被毒回復処理を行わないとすると、S残留量SZが多くなってゆくことになる。そして、このS残留量SZの多い状態では、S被毒回復制御を実行してもS被毒量Sがあまり減少しなくなるため、NOx触媒の良好なS被毒回復が望めなくなる。しかし、上記強制被毒回復処理の実行によりS残留量SZを少なくすることができ、S被毒回復制御による良好なNOx触媒のS被毒回復制御を確保することができるようになる。   In the S poison recovery routine, S poison recovery control for releasing SOx occluded in the NOx catalyst is performed, and the S residual amount SZ increases and the S poison amount S increases during the execution of the control. In such a case, a forced poisoning recovery process is performed to release SOx more strongly from the NOx catalyst. If the forced poisoning recovery process is not performed, the S residual amount SZ increases. In a state where the S residual amount SZ is large, even if the S poison recovery control is executed, the S poison amount S does not decrease so much, so that it is impossible to expect a good S poison recovery of the NOx catalyst. However, the S residual amount SZ can be reduced by executing the forced poisoning recovery process, and good S poison recovery control of the NOx catalyst by the S poison recovery control can be secured.

S被毒回復ルーチンにおいて、ステップS201の処理で上記強制被毒回復処理の実行中であるか否かを判断するための強制被毒回復フラグF1が「0(停止中)」である旨判断されると、S被毒回復制御を開始するためのステップS202〜S204の処理が実行される。すなわち、S被毒量Sが許容値以上であるか否かが判断され(S202)、ここで肯定判定であればS被毒回復制御の実行条件が成立しているか否かが判断される(S203)。   In the S poison recovery routine, it is determined in step S201 that the forced poisoning recovery flag F1 for determining whether or not the forced poisoning recovery process is being executed is “0 (stopped)”. Then, the process of step S202-S204 for starting S poison recovery control is performed. That is, it is determined whether or not the S poisoning amount S is greater than or equal to an allowable value (S202). If the determination is affirmative, it is determined whether or not the execution condition for the S poisoning recovery control is satisfied (S202). S203).

ちなみに本実施形態では、上記S被毒回復制御の実行条件の成立は、以下に示される各条件すべての成立をもって確定される。
・添加弁46、入ガス温度センサ28、出ガス温度センサ29、及び空燃比センサ31,32等に異常が発生していない。
Incidentally, in the present embodiment, the establishment of the execution condition of the S poison recovery control is determined when all of the following conditions are established.
No abnormality has occurred in the addition valve 46, the inlet gas temperature sensor 28, the outlet gas temperature sensor 29, the air-fuel ratio sensors 31, 32, and the like.

・上記入ガス温度センサ28の検出値(入ガス温度thci)がS被毒回復制御での触媒昇温可能な下限温度(例えば150℃)以上である。また機関運転状態の履歴、入ガス温度センサ28の検出値、及び、出ガス温度センサ29の検出値から推定されるNOx触媒での触媒床温が、S被毒回復制御での触媒昇温可能な下限温度以上である。これら下限温度には、未燃燃料成分の供給に伴って触媒床温を上昇させられるだけの酸化反応を生じさせることのできる排気温度及び触媒床温の下限値がそれぞれ設定されている。   The detection value (input gas temperature thci) of the input gas temperature sensor 28 is equal to or higher than the lower limit temperature (for example, 150 ° C.) at which the catalyst temperature can be raised in the S poison recovery control. Further, the catalyst bed temperature in the NOx catalyst estimated from the history of the engine operation state, the detected value of the inlet gas temperature sensor 28, and the detected value of the outlet gas temperature sensor 29 can be increased in the S poison recovery control. Above the minimum temperature limit. These lower limit temperatures are respectively set to an exhaust temperature and a lower limit value of the catalyst bed temperature that can cause an oxidation reaction sufficient to raise the catalyst bed temperature with the supply of the unburned fuel component.

・入ガス温度センサ28の検出値が、S被毒回復制御に伴う発熱による触媒の過昇温を回避し得る温度範囲の上限値未満である。
・出ガス温度センサ29の検出値が、同じくS被毒回復制御に伴う発熱による触媒の過昇温を回避し得る温度範囲の上限値未満である。
The detection value of the inlet gas temperature sensor 28 is less than the upper limit value of the temperature range in which overheating of the catalyst due to heat generation due to S poison recovery control can be avoided.
The detection value of the outgas temperature sensor 29 is less than the upper limit value of the temperature range in which overheating of the catalyst due to heat generation accompanying the S poison recovery control can be avoided.

・排気に対する未燃燃料成分の供給が許可されている。すなわち、触媒への未燃燃料成分の供給を許容できる機関運転状態にある。この内燃機関10では、エンジンストール中でなく、気筒判別が終了しており、且つアクセル開度の制限がなされていないのであれば、触媒への未燃燃料成分の供給が許可されるようになっている。   • Supply of unburned fuel components to the exhaust is permitted. That is, the engine is in an operating state that allows the supply of unburned fuel components to the catalyst. In the internal combustion engine 10, if the engine is not stalled, the cylinder discrimination is completed, and the accelerator opening is not limited, the supply of the unburned fuel component to the catalyst is permitted. ing.

そして、S被毒量Sが許容値以上になり、かつS被毒回復制御の実行条件が成立した状態にあっては、S被毒回復制御が開始されて上述した昇温制御及びS放出制御が順に行われることとなる(S204)。   When the S poisoning amount S is equal to or larger than the allowable value and the execution condition of the S poisoning recovery control is satisfied, the S poisoning recovery control is started and the above-described temperature increase control and S release control are performed. Are performed in order (S204).

S被毒回復ルーチンにおけるステップS205〜S211の処理は、上記強制被毒回復処理を実行するためのものである。すなわち、S放出制御中であり(S205:YES)、かつS被毒量Sが上記許容値よりも大きい閾値sk1以上であり(S206:YES)、かつNOx触媒新品時からの走行距離が5000km以上であること(S207:YES)を条件に、強制被毒回復処理が実行される(S208)。   The processes in steps S205 to S211 in the S poison recovery routine are for executing the forced poison recovery process. That is, S release control is being performed (S205: YES), the S poison amount S is greater than or equal to the threshold value sk1 (S206: YES), and the travel distance from when the NOx catalyst is new is 5000 km or more. On the condition that it is (S207: YES), the forced poisoning recovery process is executed (S208).

この強制被毒回復処理として、具体的には、図3(c)に示されるS放出制御中の目標床温Ttを所定量Xだけ上昇側に変更すること、及び、図3(a)に示されるS放出制御中の目標空燃比AFtを所定量Yだけリッチ側に変更することが行われる。   Specifically, as the forced poisoning recovery process, the target bed temperature Tt during the S release control shown in FIG. 3C is changed to the rising side by a predetermined amount X, and the process shown in FIG. The target air-fuel ratio AFt during the S release control shown is changed to the rich side by a predetermined amount Y.

S放出制御中の目標床温Ttが上昇側に変更されると、触媒床温Tが目標床温Ttよりも小となっている期間が長くなり、その期間中の両者の温度差ΔTに基づき変化する16ms要求燃料量Qrが大となる。その結果、16ms要求燃料量Qrに基づき、上記式(2)を用いて算出される要求燃料量積算値ΣQrの増加が速くなり、要求燃料量積算値ΣQrが発熱燃料量積算値ΣQ以上になって添加許可フラグFが「1(許可)」へと変化するタイミング、すなわち休止期間Bの終了タイミングが早くなる。そして、休止期間Bの終了タイミングが早くなって同休止期間Bが短くなると、触媒床温Tの高温化が図られ、同触媒床温Tの変動中心が上記所定量Xだけ上昇側に変化させられた目標床温Ttに制御される。   When the target bed temperature Tt during the S release control is changed to the rising side, the period during which the catalyst bed temperature T is lower than the target bed temperature Tt becomes longer, and based on the temperature difference ΔT between the two during that period. The changing 16 ms required fuel amount Qr becomes large. As a result, based on the 16 ms required fuel amount Qr, the increase in the required fuel amount integrated value ΣQr calculated using the above equation (2) becomes faster, and the required fuel amount integrated value ΣQr becomes equal to or greater than the exothermic fuel amount integrated value ΣQ. Thus, the timing when the addition permission flag F changes to “1 (permission)”, that is, the end timing of the suspension period B is advanced. Then, when the end timing of the suspension period B is advanced and the suspension period B is shortened, the catalyst bed temperature T is increased, and the fluctuation center of the catalyst bed temperature T is changed to the rising side by the predetermined amount X. The target bed temperature Tt is controlled.

また、S放出制御中の目標空燃比AFtがリッチ側に変更されると、添加期間A中における添加弁46からの燃料の添加時間aが長くされるとともに、燃料添加の休止時間bが短くされ、更には燃料の添加回数が多くされて添加期間Aが長くされる。これにより、空燃比センサ31,32によって検出される空燃比が、上記所定量Yだけリッチ側に変更させられた目標空燃比AFtに近づくよう調整される。   When the target air-fuel ratio AFt during the S release control is changed to the rich side, the fuel addition time a from the addition valve 46 during the addition period A is lengthened and the fuel addition pause time b is shortened. Furthermore, the number of times of fuel addition is increased and the addition period A is lengthened. As a result, the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensors 31 and 32 is adjusted to approach the target air-fuel ratio AFt that has been changed to the rich side by the predetermined amount Y.

以上のように、強制被毒回復処理を行って、NOx触媒の触媒床温を更に上昇させるとともに、排気の空燃比を更にリッチ側に変化させることで、NOx触媒からのより強力なSOxの放出が図られ、NOx触媒コンバータ25及びPMフィルタ26の外周面付近に付着して常に残留した状態となっているSOxの放出が行われる。上記触媒床温の上昇量に相当する所定値X、及び上記排気の空燃比のリッチ側への変化量に相当する所定量Yに関しては、予め実験によって求められた最適な値に設定される。また、強制被毒回復処理の実行中において、上記外周面付近に付着したSOxの量を表す変動値S2は、触媒床温の上昇及び排気の空燃比のリッチ化に伴いの空燃比に基づき小とされるため、当該変動値S2等に基づき算出されるS残留量SZが上記SOxの放出に応じて少なくされ、その結果としてS被毒量Sが少なくされる。   As described above, the forced poisoning recovery process is performed to further increase the catalyst bed temperature of the NOx catalyst and change the exhaust air-fuel ratio to a richer side, thereby releasing more powerful SOx from the NOx catalyst. In this way, the SOx that adheres to the vicinity of the outer peripheral surfaces of the NOx catalytic converter 25 and the PM filter 26 and remains in a constant state is released. The predetermined value X corresponding to the amount of increase in the catalyst bed temperature and the predetermined amount Y corresponding to the change amount of the exhaust air-fuel ratio to the rich side are set to optimum values obtained in advance by experiments. Further, during the execution of the forced poisoning recovery process, the fluctuation value S2 indicating the amount of SOx adhering to the vicinity of the outer peripheral surface is small based on the air-fuel ratio accompanying the increase in the catalyst bed temperature and the richness of the exhaust air-fuel ratio. Therefore, the S residual amount SZ calculated based on the fluctuation value S2 and the like is reduced according to the release of the SOx, and as a result, the S poisoning amount S is reduced.

なお、強制被毒回復処理を実行したときには、NOx触媒の触媒床温が上昇することから、当該NOx触媒の熱劣化が生じることは避けられない。図7は、NOx触媒の新品時からの走行距離の変化に対するNOx触媒の劣化度合いの変化を示したグラフである。同図から分かるように、上記走行距離が短くてNOx触媒があまり劣化していないときには、走行距離の増加に対するNOx触媒の熱劣化の進行が顕著になる。このようなときに強制被毒回復処理の実行を通じて触媒床温が上昇させられると、NOx触媒の熱劣化が急速に進行することから、その触媒床温の上昇に対するNOx触媒の熱劣化度合いが大となる。   Note that, when the forced poisoning recovery process is executed, the catalyst bed temperature of the NOx catalyst rises, so it is inevitable that the NOx catalyst is thermally deteriorated. FIG. 7 is a graph showing changes in the degree of deterioration of the NOx catalyst with respect to changes in the travel distance from when the NOx catalyst is new. As can be seen from the figure, when the travel distance is short and the NOx catalyst is not deteriorated so much, the progress of thermal deterioration of the NOx catalyst with respect to the increase of the travel distance becomes remarkable. In such a case, if the catalyst bed temperature is raised through the execution of the forced poisoning recovery process, the thermal degradation of the NOx catalyst proceeds rapidly, so the degree of thermal degradation of the NOx catalyst with respect to the rise of the catalyst bed temperature is large. It becomes.

このため、強制被毒回復処理の実行に伴うNOx触媒の熱劣化を小さく抑えつつ、その強制被毒回復処理の実行によりS残留量SZを減らすことができるよう、強制被毒回復処理においては、上記ステップS207で肯定判定がなされたときに限って実行するようにしている。従って、このステップS207でのNOx触媒の新品時からの走行距離が5000km以上である旨の判断とは、NOx触媒がある程度熱劣化した状態に変化している旨の判断を意味しており、より詳しくは触媒床温の上昇に伴う熱劣化の進行が顕著にならない程度にNOx触媒が熱劣化した状態に変化している旨の判断を意味している。なお、上記走行距離「5000km」という値は、触媒床温の上昇に伴う熱劣化の進行が顕著にならない程度にNOx触媒が熱劣化した状態に変化しているか否かを判断するための値であり、NOx触媒の諸元に応じて適宜変更することが可能である。   Therefore, in the forced poisoning recovery process, the S residual amount SZ can be reduced by executing the forced poisoning recovery process while suppressing the thermal deterioration of the NOx catalyst accompanying the execution of the forced poisoning recovery process. Only when an affirmative determination is made in step S207, it is executed. Therefore, the determination that the travel distance from the new NOx catalyst in this step S207 is 5000 km or more means the determination that the NOx catalyst has changed to a state in which the NOx catalyst has been thermally degraded to some extent. Specifically, this means that the NOx catalyst has been changed to a state in which the thermal degradation is not significant to the extent that the thermal degradation accompanying the increase in the catalyst bed temperature is not significant. The travel distance “5000 km” is a value for determining whether or not the NOx catalyst has changed to a state in which the thermal degradation has not become noticeable as the catalyst bed temperature increases. Yes, it can be appropriately changed according to the specifications of the NOx catalyst.

上述した強制被毒回復処理が実行されているときには、強制被毒回復フラグF1が「1(実行中)」とされる(S209)。このため、強制被毒回復処理の開始後には、ステップS201で否定判定がなされ、ステップS202〜S207の処理をスキップしてステップS208の処理が実行される。そして、強制被毒回復処理の実行により、S被毒量Sが少なくされて閾値sk1から所定値hを減算した値(「sk1−h」)以下になると(S210:YES)、強制被毒回復フラグF1が「0(停止中)」とされる(S211)。更に、S被毒量Sが許容値よりも小さい所定値、例えば上記固定値S1よりも所定値Hだけ小さい値(「S1−H」)になると(S212:YES)、S被毒回復制御が終了される(S213)。   When the above-described forced poisoning recovery process is being executed, the forced poisoning recovery flag F1 is set to “1 (running)” (S209). For this reason, after the forced poisoning recovery process is started, a negative determination is made in step S201, and the process of step S208 is executed by skipping the processes of steps S202 to S207. When the S poisoning amount S is reduced by the execution of the forced poisoning recovery process and becomes equal to or less than the value obtained by subtracting the predetermined value h from the threshold value sk1 (“sk1-h”) (S210: YES), the forced poisoning recovery is performed. The flag F1 is set to “0 (stopped)” (S211). Further, when the S poison amount S becomes a predetermined value smaller than the allowable value, for example, a value (“S1-H”) smaller than the fixed value S1 by the predetermined value H (S212: YES), the S poison recovery control is performed. The process is terminated (S213).

S被毒回復ルーチンにおいて、ステップS203で否定判定がなされた場合、すなわち上述したS被毒回復制御の実行条件が成立していない旨判断されており、S被毒回復制御が実行されていない場合には、S被毒量Sが上記閾値sk1よりも大きい別の閾値である閾値sk2以上であるか否かが判断される(S214)。ここで肯定判定がなされるということは、S被毒回復制御の実行することのできない状態でS残留量SZの増加に伴いS被毒量Sが大きくなっており、それに起因してNOx触媒へのNOxの吸蔵に支障を来すという異常が発生していることを意味する。従って、ステップS214で肯定判定がなされると、異常発生の旨判断され、異常フラグF2が「1(異常)」に設定される(S215)、続いて自動車の運転席に設けられた警告ランプが点灯される(S216)。   In the S poison recovery routine, when a negative determination is made in step S203, that is, it is determined that the execution condition of the S poison recovery control described above is not satisfied, and the S poison recovery control is not executed. In step S214, it is determined whether or not the S poison amount S is equal to or greater than a threshold sk2, which is another threshold larger than the threshold sk1. Here, the affirmative determination means that the S poison amount S increases as the S residual amount SZ increases in a state in which the S poison recovery control cannot be executed, and the NOx catalyst is caused accordingly. This means that an abnormality has occurred that interferes with NOx storage. Therefore, if an affirmative determination is made in step S214, it is determined that an abnormality has occurred, the abnormality flag F2 is set to “1 (abnormal)” (S215), and then a warning lamp provided in the driver's seat of the automobile is displayed. Lights up (S216).

次に、S被毒回復制御の無駄な実行を禁止する手順について、S被毒回復禁止ルーチンを示す図8のフローチャートを参照して説明する。このS被毒回復禁止ルーチンは、電子制御装置50を通じて、16ms毎などの所定時間毎に実行される。   Next, the procedure for prohibiting the wasteful execution of the S poison recovery control will be described with reference to the flowchart of FIG. 8 showing the S poison recovery prohibit routine. This S poison recovery prohibition routine is executed at predetermined time intervals such as every 16 ms through the electronic control unit 50.

NOx触媒の新品状態での機関運転時には、NOx触媒の触媒表面における貴金属類から離れた部分や、NOx触媒コンバータ25及びPMフィルタ26の外周面付近のNOx触媒など、常にSOxが残留した状態となる部分にSOxが付着してゆく可能性が高い。このようなときに仮にS被毒回復制御を実行したとしても、NOx触媒からSOxを効果的に放出させることはできず、無駄にS被毒回復制御が実行されて、それに伴う内燃機関10の燃費悪化が生じることは避けられない。   When the engine is operated in a new state of the NOx catalyst, SOx always remains in a state where the NOx catalyst is separated from noble metals on the catalyst surface, or in the vicinity of the outer peripheral surfaces of the NOx catalyst converter 25 and the PM filter 26. There is a high possibility that SOx will adhere to the portion. Even if the S poison recovery control is executed in such a case, SOx cannot be effectively released from the NOx catalyst, and the S poison recovery control is executed unnecessarily. It is inevitable that fuel consumption will deteriorate.

S被毒回復禁止ルーチンにおいては、上述した不具合を回避することを目的として、NOx触媒が新品状態であるか否かを判断するための新触フラグF3が「1(新触)」であること(S301:YES)を条件に、S被毒回復制御の実行を禁止するためのステップS302〜S304の処理が実行される。上記新触フラグF3は、自動車における初めての走行前やNOx触媒(NOx触媒コンバータ25及びPMフィルタ26)の交換後になされる異常診断時に、「1(新触)」に設定されるものである。   In the S poisoning recovery prohibition routine, the new touch flag F3 for determining whether or not the NOx catalyst is in a new state is “1 (new touch)” for the purpose of avoiding the above-described problems. On the condition of (S301: YES), the processing of steps S302 to S304 for prohibiting the execution of the S poison recovery control is executed. The new touch flag F3 is set to “1 (new touch)” when an abnormality diagnosis is made before the first running in the automobile or after replacement of the NOx catalyst (NOx catalytic converter 25 and PM filter 26).

S被毒回復制御の実行を禁止するためのステップS302〜S305の一連の処理においては、まずS流入量SUを前回算出されたトータルS流入量ΣSUに加算することで、S流入量SUの累積値であるトータルS流入量ΣSUが算出される(S302)。そして、NOx触媒の新品状態からの機関運転時であって、トータルS流入量ΣSUが固定値S1に達するまでの間は(S303:YES)、S被毒回復処理の実行が禁止される(S304)。   In a series of processes of steps S302 to S305 for prohibiting the execution of S poison recovery control, first, the S inflow amount SU is added to the previously calculated total S inflow amount ΣSU, thereby accumulating the S inflow amount SU. A total S inflow amount ΣSU, which is a value, is calculated (S302). Then, during the engine operation from the new state of the NOx catalyst and until the total S inflow amount ΣSU reaches the fixed value S1 (S303: YES), the execution of the S poison recovery process is prohibited (S304). ).

また、上記ステップS303でトータルS流入量ΣSUが固定値S1以上である旨判断された場合には、S被毒回復処理の実行が禁止されることはなく、新触フラグF3が「0(新触でない)」に設定される(S305)。続いてトータルS流入量ΣSUが「0」にリセットされる(S206)。   If it is determined in step S303 that the total S inflow amount ΣSU is greater than or equal to the fixed value S1, the execution of the S poison recovery process is not prohibited, and the new touch flag F3 is set to “0 (new Is not touched ”(S305). Subsequently, the total S inflow amount ΣSU is reset to “0” (S206).

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)S被毒量Sは、排気の空燃比やNOx触媒の触媒床温に応じて変化する変動被毒量Si だけでなく、NOx触媒に常に残留した状態になるSOxの量であるS残留量SZも含めて算出される。このため、算出されるS被毒量SがS残留量SZの分だけ実際のS残留量よりも少なくなって両者間にずれが生じることを抑制できる。従って、算出されるS被毒量Sは許容値未満であるのに実際のS被毒量は許容値以上になっているという現象が生じることを抑制でき、その現象に起因して内燃機関10のNOxエミッションが悪化することも抑制できるようになる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) The S poison amount S is not only the variable poison amount Si that changes according to the air-fuel ratio of the exhaust gas and the catalyst bed temperature of the NOx catalyst, but also the amount of SOx that always remains in the NOx catalyst. It is calculated including the residual amount SZ. For this reason, it is possible to prevent the calculated S poisoning amount S from being smaller than the actual S residual amount by the amount of the S residual amount SZ and causing a shift between the two. Therefore, it is possible to suppress the phenomenon that the calculated S poisoning amount S is less than the allowable value but the actual S poisoning amount is not less than the allowable value, and the internal combustion engine 10 is caused by the phenomenon. It is possible to suppress the deterioration of NOx emissions.

(2)NOx触媒に常に残留した状態となるSOxとしては、NOx触媒の触媒表面における貴金属類から離れた位置に付着したSOxや、NOx触媒が担持されるNOx触媒コンバータ25及びPMフィルタ26の外周面付近に付着したSOxがあげられる。そして、S残留量SZの算出に用いられる固定値S1は、NOx触媒の触媒表面における貴金属類から離れた位置に付着して常に残留した状態となるSOxの量に対応した値に設定されている。また、同じくS残留量SZの算出に用いられる変動値S2は、NOx触媒コンバータ25及びPMフィルタ26の外周面付近に付着して常に残留した状態となるSOxの量に対応した値となるよう、排気の空燃比及びNOx触媒の触媒床温に応じて更新される。従って、これら固定値S1及び変動値S2に基づき算出されるS残留量SZを正確な値とすることができる。   (2) The SOx that always remains in the NOx catalyst includes SOx adhering to a position away from the precious metals on the catalyst surface of the NOx catalyst, and the outer periphery of the NOx catalyst converter 25 and the PM filter 26 on which the NOx catalyst is supported. SOx adhering to the vicinity of the surface can be used. The fixed value S1 used for the calculation of the S residual amount SZ is set to a value corresponding to the amount of SOx that is attached to a position away from the noble metals on the catalyst surface of the NOx catalyst and always remains. . Similarly, the fluctuation value S2 used for calculating the S residual amount SZ is a value corresponding to the amount of SOx that is attached to the vicinity of the outer peripheral surfaces of the NOx catalytic converter 25 and the PM filter 26 and always remains. It is updated according to the air-fuel ratio of the exhaust and the catalyst bed temperature of the NOx catalyst. Accordingly, the S residual amount SZ calculated based on the fixed value S1 and the fluctuation value S2 can be an accurate value.

(3)変動値S2は更新毎に不揮発性メモリ56に記憶され、バッテリ交換後の初回のS残留量SZの算出時には不揮発性メモリ56に記憶された変動値S2がS残留量SZの算出に用いられる。従って、バッテリ交換によって変動値S2が初期値(例えば「0」)に戻され、それによってバッテリ交換後の初回に算出されるS残留量SZが不正確になることを回避できる。   (3) The fluctuation value S2 is stored in the non-volatile memory 56 for each update, and the fluctuation value S2 stored in the non-volatile memory 56 is used to calculate the S residual quantity SZ when calculating the first S residual quantity SZ after battery replacement. Used. Therefore, it can be avoided that the fluctuation value S2 is returned to the initial value (for example, “0”) by the battery replacement, and the S residual amount SZ calculated at the first time after the battery replacement becomes inaccurate.

(4)NOx触媒でのS残留量SZが多くなると、S被毒回復制御(S放出制御)を実行してもS被毒回復量があまり減少しなくなる。こうした状況下において、S放出制御中にS被毒量Sが許容値よりも大きい閾値sk1以上になると、強制被毒回復処理の実行を通じてNOx触媒からのより強力なSOxの放出が図られる。これにより、NOx触媒でのS残留量SZを少なくし、S被毒回復制御での良好なS被毒回復を確保することができる。   (4) When the S residual amount SZ in the NOx catalyst increases, the S poison recovery amount does not decrease so much even if the S poison recovery control (S release control) is executed. Under these circumstances, when the S poison amount S becomes greater than the threshold value sk1 during the S release control, more powerful SOx is released from the NOx catalyst through the execution of the forced poisoning recovery process. As a result, the S residual amount SZ in the NOx catalyst can be reduced, and good S poison recovery in the S poison recovery control can be ensured.

(5)強制被毒回復処理では、S放出制御中の目標床温Ttの上昇側への変化及び目標空燃比AFtのリッチ側への変化により、触媒床温Tが高くされるとともに排気の空燃比がリッチ化される。これにより、NOx触媒からのSOxのより強力な放出を的確に行うことができるようになる。   (5) In the forced poisoning recovery process, the catalyst bed temperature T is raised and the air-fuel ratio of the exhaust gas is increased by the change of the target bed temperature Tt during the S release control to the increase side and the change of the target air-fuel ratio AFt to the rich side. Is enriched. Thereby, more powerful release of SOx from the NOx catalyst can be accurately performed.

(6)強制被毒回復処理の実行によってNOx触媒の触媒床温が上昇すると、それに伴い多かれ少なかれNOx触媒の熱劣化を招くことになる。こうした触媒床温の上昇に伴うNOx触媒の熱劣化度合いは、同触媒が新品であるときからある程度熱劣化するまでの間は大となる。このため、上記強制被毒回復処理に関しては、NOx触媒がある程度劣化した旨判断されたときに限って、すなわちNOx触媒の新品時からの走行距離が5000km以上になったときに限って行われる。従って、強制被毒回復処理を実行する際、NOx触媒の熱劣化を小さく抑えつつ、NOx触媒でのS残留量SZを減らすことができる。   (6) When the catalyst bed temperature of the NOx catalyst rises due to the execution of the forced poisoning recovery process, the thermal degradation of the NOx catalyst is caused more or less accordingly. The degree of thermal deterioration of the NOx catalyst accompanying such increase in the catalyst bed temperature becomes large from when the catalyst is new to when it is thermally degraded to some extent. Therefore, the forced poisoning recovery process is performed only when it is determined that the NOx catalyst has deteriorated to some extent, that is, only when the travel distance from a new NOx catalyst is 5000 km or more. Accordingly, when the forced poisoning recovery process is executed, the S residual amount SZ in the NOx catalyst can be reduced while suppressing the thermal deterioration of the NOx catalyst.

(7)S残留量SZが多くなっているときにS被毒回復制御の実行条件が成立せず、同制御の実行頻度が低くなると、NOx触媒へのNOxの吸蔵に支障を来すおそれがあり、NOx触媒の交換を行うことや、内燃機関10を強制的にS被毒回復制御の実行可能な機関運転状態とすることなど、何らかの対策を高じる必要がある。ここで、S被毒回復制御が実行されておらず、かつS被毒量Sが閾値sk1よりも大きい別の閾値である閾値sk2以上であるときには、S被毒回復制御の実行することのできない状態でS残留量SZの増加に伴いS被毒量Sが大きくなっており、それに起因してNOx触媒へのNOxの吸蔵に支障を来すという異常が発生している旨判断される。これにより、上記異常が発生している旨の判断を的確に行うことができ、その異常への対策を講じることができる。   (7) If the S poison recovery control execution condition is not satisfied when the S residual amount SZ is large and the execution frequency of the control is low, there is a risk of hindering NOx storage in the NOx catalyst. Yes, it is necessary to increase some countermeasures such as exchanging the NOx catalyst or forcibly setting the internal combustion engine 10 to an engine operating state in which S poison recovery control can be executed. Here, when the S poisoning recovery control is not executed and the S poisoning amount S is equal to or larger than the threshold value sk2, which is another threshold value larger than the threshold value sk1, the S poisoning recovery control cannot be executed. In this state, the S poison amount S increases as the S residual amount SZ increases, and it is determined that an abnormality has occurred that hinders NOx storage in the NOx catalyst. This makes it possible to accurately determine that the abnormality has occurred and to take measures against the abnormality.

(8)NOx触媒の新品状態からの機関運転時、より詳しくはトータルS流入量ΣSUが固定値S1に達するまでの間は、NOx触媒の触媒表面における貴金属類から離れた部分や、NOx触媒コンバータ25及びPMフィルタ26の外周面付近のNOx触媒など、常にSOxが残留した状態となる部分にSOxが付着してゆく可能性が高くなる。このときには、仮にS被毒回復制御を実行したとしても、NOx触媒からSOxを効果的に放出させることはできない。しかし、このようなときにはS被毒回復制御の実行が禁止されるため、同制御が無駄に実行されることに伴う内燃機関10の燃費悪化を避けることができる。   (8) At the time of engine operation from a new state of the NOx catalyst, more specifically, until the total S inflow amount ΣSU reaches the fixed value S1, the portion of the NOx catalyst on the catalyst surface away from noble metals, the NOx catalytic converter 25 and the NOx catalyst in the vicinity of the outer peripheral surface of the PM filter 26 and the like, there is a high possibility that SOx adheres to a portion where SOx always remains. At this time, even if the S poison recovery control is executed, SOx cannot be effectively released from the NOx catalyst. However, since the execution of the S poison recovery control is prohibited in such a case, it is possible to avoid a deterioration in fuel consumption of the internal combustion engine 10 due to the wasteful execution of the control.

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・NOx触媒の新品状態からの機関運転時であって、トータルS流入量ΣSUが固定値S1に達するまでの間、S被毒回復制御の実行を禁止することを必ずしも行う必要はない。
In addition, the said embodiment can also be changed as follows, for example.
It is not always necessary to prohibit the execution of the S poison recovery control during the engine operation from a new NOx catalyst state until the total S inflow amount ΣSU reaches the fixed value S1.

・S被毒回復制御を実行することのできない状態でS残留量SZの増加に伴いS被毒量Sが大きくなっているか否かの判断、言い換えれば図6のS被毒回復ルーチンにおけるステップS214〜S216の処理については必ずしも実行する必要はない。   Judgment as to whether or not the S poisoning amount S increases as the S residual amount SZ increases in a state where the S poisoning recovery control cannot be executed, in other words, step S214 in the S poisoning recovery routine of FIG. It is not always necessary to execute the processes of .about.S216.

・強制被毒回復処理に関しては、NOx触媒がある程度劣化した旨判断されたとき、すなわち図6のS被毒回復ルーチンにおけるステップ207で肯定判定がなされたときに限って行われるようにしたが、こうしたステップS207の処理を必ずしも行う必要はない。   The forced poisoning recovery process is performed only when it is determined that the NOx catalyst has deteriorated to some extent, that is, when an affirmative determination is made in step 207 in the S poison recovery routine of FIG. It is not always necessary to perform the process in step S207.

・強制被毒回復処理としては、目標床温Ttの上昇側への変更と、目標空燃比AFtのリッチ側への変更との、いずれか一方のみを行うようにしてもよい。
・S放出制御中にS被毒量Sが閾値sk1以上になったとき、強制被毒回復処理を実行する代わりに、S被毒量Sが閾値sk1以上になった旨をランプ等により警告するようにしてもよい。
As the forced poisoning recovery process, only one of the change to the increase side of the target bed temperature Tt and the change to the rich side of the target air-fuel ratio AFt may be performed.
When the S poisoning amount S becomes greater than or equal to the threshold sk1 during the S release control, a lamp or the like warns that the S poisoning amount S has exceeded the threshold sk1 instead of executing the forced poisoning recovery process. You may do it.

・S残留量SZの算出に用いられる変動値S2の不揮発性メモリ56への記憶を必ずしも行う必要はない。   It is not always necessary to store the fluctuation value S2 used for calculating the S residual amount SZ in the nonvolatile memory 56.

本実施形態の排気浄化装置が適用される内燃機関全体を示す略図。1 is a schematic diagram showing an entire internal combustion engine to which an exhaust emission control device of an embodiment is applied. (a)〜(d)は、S被毒回復制御での昇温制御中における添加弁を駆動するための添加パルスの変化、触媒床温Tの変化、積算値ΣQr,ΣQの推移、及び、添加許可フラグFの設定態様を示すタイムチャート。(A)-(d) are the change of the addition pulse for driving the addition valve during the temperature rise control in the S poison recovery control, the change of the catalyst bed temperature T, the change of the integrated values ΣQr, ΣQ, and 4 is a time chart showing how to set an addition permission flag F. (a)〜(e)は、S被毒回復制御でのS放出制御中における添加弁を駆動するための添加パルスの変化、排気空燃比の変化、触媒床温Tの変化、積算値ΣQr,ΣQの推移、及び、添加許可フラグFの設定態様を示すタイムチャート。(A)-(e) are the change of the addition pulse for driving the addition valve during the S release control in the S poison recovery control, the change of the exhaust air-fuel ratio, the change of the catalyst bed temperature T, the integrated value ΣQr, The time chart which shows transition of (SIGMA) Q and the setting aspect of the addition permission flag F. FIG. S被毒量の算出手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the calculation procedure of S poisoning amount. S被毒回復制御時に算出されるS被毒量、及び実際のS被毒量の推移を示すタイムチャート。The time chart which shows transition of S poisoning amount calculated at the time of S poisoning recovery control, and actual S poisoning amount. S被毒回復制御の実行手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the execution procedure of S poison recovery control. NOx触媒の新品時からの走行距離の変化に対するNOx触媒の劣化度合いの変化を示したグラフ。The graph which showed the change of the deterioration degree of a NOx catalyst with respect to the change of the travel distance from the new NOx catalyst. S被毒回復制御の実行を禁止する手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure which prohibits execution of S poison recovery control.

符号の説明Explanation of symbols

10…内燃機関、12…吸気通路、13…燃焼室、14…排気通路、16…エアフローメータ、19…吸気絞り弁、25…NOx触媒コンバータ、26…PMフィルタ、27…酸化触媒コンバータ、28…入ガス温度センサ、29…出ガス温度センサ、30…差圧センサ、31,…32空燃比センサ、33…EGR通路、36…EGR弁、40…インジェクタ、41…高圧燃料供給管、42…コモンレール、43…燃料ポンプ、44…レール圧センサ、45…低圧燃料供給管、46…添加弁(制御手段、禁止手段)、50…電子制御装置(第1の算出手段、第2の算出手段、制御手段、判断手段、禁止手段)、51…NEセンサ、52…アクセルセンサ、53…絞り弁センサ、54…吸気温センサ、55…水温センサ、56…不揮発性メモリ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 12 ... Intake passage, 13 ... Combustion chamber, 14 ... Exhaust passage, 16 ... Air flow meter, 19 ... Intake throttle valve, 25 ... NOx catalytic converter, 26 ... PM filter, 27 ... Oxidation catalytic converter, 28 ... Inlet gas temperature sensor, 29 ... outlet gas temperature sensor, 30 ... differential pressure sensor, 31, ... 32 air-fuel ratio sensor, 33 ... EGR passage, 36 ... EGR valve, 40 ... injector, 41 ... high pressure fuel supply pipe, 42 ... common rail , 43 ... Fuel pump, 44 ... Rail pressure sensor, 45 ... Low pressure fuel supply pipe, 46 ... Addition valve (control means, prohibition means), 50 ... Electronic control device (first calculation means, second calculation means, control) Means, determination means, prohibition means), 51 ... NE sensor, 52 ... accelerator sensor, 53 ... throttle valve sensor, 54 ... intake air temperature sensor, 55 ... water temperature sensor, 56 ... non-volatile memory

Claims (8)

内燃機関の排気系に設けられた吸蔵還元型のNOx触媒を備え、そのNOx触媒での硫黄酸化物の吸蔵量であるS被毒量Sを算出し、そのS被毒量Sが許容値以上になったときに前記NOx触媒から硫黄酸化物を放出させるS被毒回復制御を開始し、前記S被毒量Sが前記許容値よりも小さい所定値以下に減少したときに前記S被毒回復制御を終了する内燃機関の排気浄化装置において、
前記NOx触媒での前記S被毒回復制御によって減少し得る硫黄酸化物の量である変動被毒量Si を、前回算出した変動被毒量Si-1 、前回の変動被毒量算出から今回の変動被毒量算出までに前記NOx触媒に吸蔵された硫黄酸化物の量であるS流入量SU、及び、前回の変動被毒量算出から今回の変動被毒量算出までに前記NOx触媒から放出される硫黄酸化物の量であるS放出量SDに基づき、式「Si =Si-1 +SU−SD」を用いて所定の算出周期で算出する第1の算出手段と、
前記S被毒回復制御によっては前記NOx触媒から放出させることができずに同NOx触媒に残留する硫黄酸化物の量であるS残留量SZを所定の算出周期で算出するとともに、そのS残留量SZ及び前記変動被毒量Si に基づき前記S被毒量Sを式「S=Si +SZ」を用いて算出する第2の算出手段と、
を備える内燃機関の排気浄化装置。
An NOx storage reduction catalyst provided in an exhaust system of an internal combustion engine is provided, and an S poison amount S, which is a storage amount of sulfur oxide in the NOx catalyst, is calculated, and the S poison amount S exceeds an allowable value. S poison recovery control for releasing sulfur oxide from the NOx catalyst is started, and when the S poison amount S is reduced below a predetermined value smaller than the allowable value, the S poison recovery is started. In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that ends control,
The variable poisoning amount Si, which is the amount of sulfur oxide that can be reduced by the S poison recovery control with the NOx catalyst, is calculated from the previously calculated variable poisoning amount Si-1 and the previous variable poisoning amount calculation. S inflow amount SU, which is the amount of sulfur oxide occluded in the NOx catalyst before the calculation of the variable poisoning amount, and the NOx catalyst released from the previous calculation of the variable poisoning amount to the current calculation of the variable poisoning amount First calculation means for calculating at a predetermined calculation period using the formula “Si = Si−1 + SU−SD” based on the S emission amount SD which is the amount of sulfur oxide to be produced;
The S residual amount SZ, which is the amount of sulfur oxide that cannot be released from the NOx catalyst depending on the S poison recovery control and remains in the NOx catalyst, is calculated at a predetermined calculation cycle, and the S residual amount A second calculating means for calculating the S poisoning amount S using the formula “S = Si + SZ” based on SZ and the variable poisoning amount Si;
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine.
前記第2の算出手段は、前記S残留量SZを、前記NOx触媒が担持された触媒コンバータの諸元によって定まる固定値S1と、前記NOx触媒の触媒床温及び前記排気の空燃比に応じて更新される変動値S2とに基づき算出する
請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。
The second calculation means determines the S residual amount SZ in accordance with a fixed value S1 determined by the specifications of the catalytic converter on which the NOx catalyst is supported, the catalyst bed temperature of the NOx catalyst, and the air-fuel ratio of the exhaust. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas purification device is calculated based on the updated fluctuation value S2.
前記第2の算出手段は、変動値S2を更新毎に不揮発性メモリに記憶し、バッテリ交換後の初回のS残留量SZの算出時には、前記不揮発性メモリに記憶された変動値S2を用いてS残留量SZの算出を行う
請求項1又は2記載の内燃機関の排気浄化装置。
The second calculation means stores the fluctuation value S2 in the nonvolatile memory for each update, and uses the fluctuation value S2 stored in the nonvolatile memory when calculating the first S residual amount SZ after battery replacement. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the S residual amount SZ is calculated.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記S被毒回復制御中に前記S被毒量Sが前記許容値よりも大きい値である閾値以上になったとき、前記NOx触媒からの硫黄酸化物の放出をより強力に行うための強制被毒回復処理を実行する制御手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
During the S poison recovery control, when the S poison amount S becomes equal to or greater than a threshold value that is larger than the allowable value, the forced poisoning for more powerful release of the sulfur oxide from the NOx catalyst. An exhaust purification device for an internal combustion engine, further comprising control means for executing poison recovery processing.
前記制御手段は、前記S被毒回復制御として、前記NOx触媒への燃料供給により、前記NOx触媒の触媒床温を目標床温まで高温化するとともに、排気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に設定された目標空燃比となるようにし、前記強制被毒回復処理として、前記目標床温の上昇側への変更と前記目標空燃比のリッチ側への変更との少なくとも一方を行う
請求項4記載の内燃機関の排気浄化装置。
As the S poison recovery control, the control means raises the catalyst bed temperature of the NOx catalyst to the target bed temperature by supplying fuel to the NOx catalyst, and the air-fuel ratio of the exhaust is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. The target air-fuel ratio set on the side is set, and as the forced poisoning recovery process, at least one of changing the target bed temperature to the rising side and changing the target air-fuel ratio to the rich side is performed. 5. An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to 4.
前記制御手段は、前記NOx触媒が新品状態からある程度劣化した状態へと変化している旨判断されるときに限って、前記強制被毒回復処理を実行する
請求項5記載の内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust purification of an internal combustion engine according to claim 5, wherein the control means executes the forced poisoning recovery process only when it is determined that the NOx catalyst has changed from a new state to a state that has deteriorated to some extent. apparatus.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記S被毒回復制御が実行されておらず、かつ前記S被毒量Sが前記閾値よりも大きい別の閾値以上であるとき、異常発生の旨判断する判断手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6,
When the S poisoning recovery control is not executed and the S poisoning amount S is equal to or greater than another threshold value that is larger than the threshold value, it further includes a determination unit that determines that an abnormality has occurred. An exhaust purification device for an internal combustion engine.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記第2の算出手段は、前記S残留量SZを、前記NOx触媒が担持された触媒コンバータの諸元によって定まる固定値S1と、前記NOx触媒の触媒床温及び前記排気の空燃比に応じて更新される変動値S2とに基づき算出するものであって、
NOx触媒が新品状態である旨判断され、かつ前記S流入量SUの累積値が前記固定値S1未満である間は、前記S被毒回復制御の実行を禁止する禁止手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7,
The second calculation means determines the S residual amount SZ in accordance with a fixed value S1 determined by the specifications of the catalytic converter on which the NOx catalyst is supported, the catalyst bed temperature of the NOx catalyst, and the air-fuel ratio of the exhaust. Which is calculated based on the updated variation value S2,
While the NOx catalyst is determined to be in a new state and the cumulative value of the S inflow amount SU is less than the fixed value S1, the apparatus further comprises prohibiting means for prohibiting execution of the S poison recovery control. An exhaust purification device for an internal combustion engine.
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