JP5062069B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.

内燃機関の排気系に設けられた触媒を昇温する技術として、排気系への燃料添加又は副噴射の実施によって未燃燃料(炭化水素、以下HC)を触媒に供給し、HCが触媒において酸化反応する際の反応熱を利用する技術がある。ここで、HCが酸化反応することが困難なほどに触媒温度が低い場合には、触媒にHCを供給してもHCの酸化反応熱による触媒の昇温効果が得られないばかりか、未反応のHCが触媒をすり抜けて白煙などの形で大気に排出されてしまうという問題がある。これに対し、HCが酸化困難なほど触媒温度が低い場合には、触媒へのHCの供給を行わないようにする技術が提案されている(特許文献1)。
特開2006−274907号公報 特開2001−164928号公報 特開2004−346877号公報 特開2003−172185号公報
As a technique for raising the temperature of a catalyst provided in an exhaust system of an internal combustion engine, unburned fuel (hydrocarbon, hereinafter referred to as HC) is supplied to the catalyst by adding fuel to the exhaust system or performing sub-injection, and HC is oxidized in the catalyst. There is a technology that uses reaction heat at the time of reaction. Here, when the catalyst temperature is so low that it is difficult for HC to undergo an oxidation reaction, even if HC is supplied to the catalyst, an effect of raising the temperature of the catalyst due to the heat of oxidation reaction of HC is not obtained, but also the unreacted HC passes through the catalyst and is discharged into the atmosphere in the form of white smoke. On the other hand, when the catalyst temperature is so low that it is difficult to oxidize HC, a technique is proposed in which HC is not supplied to the catalyst (Patent Document 1).
JP 2006-274907 A JP 2001-164928 A JP 2004-346877 A JP 2003-172185 A

この従来技術では、HCが酸化困難なほど触媒温度が低い場合には、触媒の昇温処理を行うことができない。そのため、PMを捕集するフィルタの再生処理や吸蔵還元型NOx触媒の硫黄被毒回復処理などの、事前の触媒昇温処理を必要とする制御を開始できないという問題があった。   In this prior art, when the catalyst temperature is so low that it is difficult to oxidize HC, the temperature raising process of the catalyst cannot be performed. For this reason, there is a problem that it is not possible to start control that requires prior catalyst temperature raising processing, such as regeneration processing of a filter that collects PM and sulfur poisoning recovery processing of the NOx storage reduction catalyst.

また、フィルタの再生処理やNOx触媒の硫黄被毒回復処理の実行中には、大量のHCを触媒に供給する必要がある。ここで、触媒に供給されたHCが反応するためには、HCが触媒の活性点に吸着し、気化する必要がある。しかしながら、触媒に大量のHCが供給されると、HCの吸着及び気化のプロセスの進行速度より新たなHCが供給される速度が上回り、触媒の活性点が未反応のHCによって被覆されてしまう場合がある。そうすると、HCが酸化可能なほど触媒温度が高い場合であっても、触媒の活性が失われ、HCの酸化反応が進まなくなり、フィルタ再生処理や硫黄被毒回復処理を適切に実行できなくなる虞があった。   Further, a large amount of HC needs to be supplied to the catalyst during the regeneration process of the filter and the sulfur poisoning recovery process of the NOx catalyst. Here, in order for HC supplied to the catalyst to react, HC needs to be adsorbed on the active site of the catalyst and vaporized. However, when a large amount of HC is supplied to the catalyst, the rate at which new HC is supplied exceeds the progress rate of the HC adsorption and vaporization process, and the active sites of the catalyst are covered with unreacted HC. There is. As a result, even when the catalyst temperature is high enough to oxidize HC, the activity of the catalyst is lost, the oxidation reaction of HC does not progress, and the filter regeneration process and the sulfur poisoning recovery process may not be performed properly. there were.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、HCが酸化困難なほど触媒温度が低い状態においても触媒の昇温を可能とする技術を提供することを目的とする。また、フィルタ再生処理や硫黄被毒回復処理の実行中に触媒の活性が失われることを抑制可能な技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a technique that enables the temperature of a catalyst to be increased even when the catalyst temperature is low as HC is difficult to oxidize. It is another object of the present invention to provide a technique capable of suppressing the loss of catalyst activity during the execution of filter regeneration processing and sulfur poisoning recovery processing.

上記目的を達成するため、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に配置された酸化能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気中にHCを供給するHC供給手段と、
前記触媒に流入する排気中にCOを供給するCO供給手段と、
前記触媒の温度を取得する温度取得手段と、
前記HC供給手段によってHCを供給及び/又は前記CO供給手段によってCOを供給することにより前記触媒の温度を上昇させる触媒昇温制御を行う触媒昇温制御手段と、
を備え、
前記触媒昇温制御手段は、前記触媒昇温制御の実行条件が成立した場合に、
前記触媒の温度が所定の第1基準温度より低いときは、前記触媒昇温制御を実行せず、
前記触媒の温度が前記第1基準温度以上で且つ所定の第2基準温度より低いときは、前記CO供給手段によってCOを供給することにより前記触媒昇温制御を実行し、
前記触媒の温度が前記第2基準温度以上で且つ所定の第3基準温度より低いときは、前記CO供給手段によってCOを供給及び前記HC供給手段によってHCを供給することにより前記触媒昇温制御を実行し、
前記触媒の温度が前記第3基準温度以上のときは、前記HC供給手段によってHCを供給することにより前記触媒昇温制御を実行する
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an exhaust emission control device for an internal combustion engine of the present invention comprises:
A catalyst having oxidation ability disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine;
HC supply means for supplying HC into the exhaust gas flowing into the catalyst;
CO supply means for supplying CO into the exhaust gas flowing into the catalyst;
Temperature acquisition means for acquiring the temperature of the catalyst;
Catalyst temperature increase control means for performing catalyst temperature increase control for increasing the temperature of the catalyst by supplying HC by the HC supply means and / or supplying CO by the CO supply means;
With
When the catalyst temperature increase control execution condition is satisfied, the catalyst temperature increase control means
When the temperature of the catalyst is lower than a predetermined first reference temperature, the catalyst temperature increase control is not executed,
When the temperature of the catalyst is equal to or higher than the first reference temperature and lower than a predetermined second reference temperature, the catalyst temperature increase control is executed by supplying CO by the CO supply means,
When the temperature of the catalyst is equal to or higher than the second reference temperature and lower than a predetermined third reference temperature, the catalyst temperature increase control is performed by supplying CO by the CO supply means and supplying HC by the HC supply means. Run,
When the temperature of the catalyst is equal to or higher than the third reference temperature, the catalyst temperature increase control is executed by supplying HC by the HC supply means.

本発明は、触媒においてCOが酸化反応可能な温度は、触媒においてHCが酸化反応可能な温度より低いことに着目して成された。COが酸化反応可能な温度及びHCが酸化反応可能な温度は、排気の空燃比や排気の流量、内燃機関の運転状態等によって変化するが、概ね、COが酸化反応可能な温度はHCが酸化反応可能な温度より50℃程低い。従って、HCが酸化反応することが困難なほど触媒温度が低い場合であっても、COの酸化反応は可能である場合がある。そのような場合には、触媒にCOを供給することによって、当該COを触媒において酸化反応させ、その反応熱によって触媒を昇温することができる。   The present invention has been made paying attention to the fact that the temperature at which CO can be oxidized in the catalyst is lower than the temperature at which HC can be oxidized in the catalyst. The temperature at which CO can undergo an oxidation reaction and the temperature at which HC can undergo an oxidation reaction vary depending on the air-fuel ratio of the exhaust, the flow rate of the exhaust, the operating state of the internal combustion engine, etc. It is about 50 ° C. lower than the reaction temperature. Therefore, even when the catalyst temperature is so low that it is difficult for HC to undergo an oxidation reaction, the oxidation reaction of CO may be possible. In such a case, by supplying CO to the catalyst, the CO can be oxidized in the catalyst, and the temperature of the catalyst can be raised by the reaction heat.

本発明において、第1基準温度とは、触媒におけるCOの酸化反応熱によって触媒を昇温することが可能な温度の下限値に基づいて定められる温度である。第1基準温度は、触媒におけるCOの酸化反応可能性、触媒を通過する排気による熱の持ち去り、触媒に流入する排気の空燃比、排気の流量、内燃機関の運転条件等の種々の条件に基づいて定めることができる。第1基準温度はこのような種々の条件によって異なり得るが、概ね150℃前後の温度である。   In the present invention, the first reference temperature is a temperature determined based on the lower limit value of the temperature at which the catalyst can be heated by the heat of CO oxidation reaction in the catalyst. The first reference temperature depends on various conditions such as the possibility of CO oxidation reaction in the catalyst, the removal of heat by exhaust passing through the catalyst, the air-fuel ratio of exhaust flowing into the catalyst, the flow rate of exhaust, and the operating conditions of the internal combustion engine. Can be determined based on. The first reference temperature may vary depending on such various conditions, but is approximately 150 ° C.

触媒の温度がこの第1基準温度より低い場合には、COの酸化反応熱によっても、HCの酸化反応熱によっても、触媒を昇温することは困難であるので、触媒昇温制御手段による触媒昇温制御は実行しない。他の手段による触媒昇温が可能な構成を有する場合にそれを用いて触媒を昇温することは妨げないが、少なくともCO供給手段によるCOの供給又はHC供給手段によるHCの供給を行っての触媒の昇温は実施しない。   When the temperature of the catalyst is lower than the first reference temperature, it is difficult to raise the temperature of the catalyst by the heat of oxidation reaction of CO or the heat of oxidation reaction of HC. Temperature increase control is not executed. In the case where the temperature of the catalyst can be raised by other means, it is not hindered to raise the temperature of the catalyst using that, but at least the supply of CO by the CO supply means or the supply of HC by the HC supply means The temperature of the catalyst is not increased.

COが反応困難なほど触媒温度が低い場合に触媒にCOが供給されると、COは気体として触媒に供給されるので、供給されたCOは触媒をすり抜けてそのまま大気に排出されてしまう。COは毒性を有するので、大気への排出はできるだけ抑制することが好ましい。本発明によれば、COの酸化反応も困難なほど触媒温度が低い場合には、COの供給もHCの供給も行われないので、有毒のCOや未燃HCの白煙が大気に排出されるのを抑制することができる。   When CO is supplied to the catalyst when the catalyst temperature is so low that the reaction of CO is difficult, the CO is supplied as a gas to the catalyst, so that the supplied CO passes through the catalyst and is discharged to the atmosphere as it is. Since CO has toxicity, it is preferable to suppress emission to the atmosphere as much as possible. According to the present invention, when the catalyst temperature is so low that the oxidation reaction of CO is difficult, neither CO nor HC is supplied. Therefore, toxic CO and unburned HC white smoke are discharged to the atmosphere. Can be suppressed.

本発明において、第2基準温度とは、触媒においてHCが酸化反応可能な温度の下限値に基づいて定められる触媒の温度である。第2基準温度は、排気の空燃比、排気の流量、内燃機関の運転条件等の種々の条件に基づいて定められる。第2基準温度はこのような種々の条件によって異なり得るが、触媒においてCOが酸化可能な温度より50℃程度高い温度であり、概ね200℃前後の温度である。   In the present invention, the second reference temperature is a temperature of the catalyst determined based on a lower limit value of a temperature at which HC can undergo an oxidation reaction in the catalyst. The second reference temperature is determined based on various conditions such as the air-fuel ratio of the exhaust, the flow rate of the exhaust, and the operating conditions of the internal combustion engine. The second reference temperature may vary depending on such various conditions, but is approximately 50 ° C. higher than the temperature at which CO can be oxidized in the catalyst, and is approximately 200 ° C. or so.

触媒の温度が第1基準温度以上第2基準温度未満の場合には、COの酸化反応熱によって触媒を昇温することは可能だが、触媒におけるHCの酸化反応は困難であるので、CO供給手段によって触媒にCOを供給することによって触媒昇温制御を実施する。これによ
り、HCの酸化反応が困難なほど触媒が低温の状態においても、COの供給によって触媒を昇温することができる。従って、フィルタの再生処理やNOx触媒の硫黄被毒回復処理などの、事前の触媒昇温が要求される処理をより広範な運転条件下で実行することが可能となる。
When the temperature of the catalyst is equal to or higher than the first reference temperature and lower than the second reference temperature, the temperature of the catalyst can be raised by the heat of the oxidation reaction of CO, but the oxidation reaction of HC in the catalyst is difficult. The catalyst temperature increase control is performed by supplying CO to the catalyst. Thus, even when the catalyst is at a low temperature so that the oxidation reaction of HC is difficult, the temperature of the catalyst can be raised by supplying CO. Therefore, it is possible to perform processing requiring a prior catalyst temperature rise, such as filter regeneration processing and sulfur poisoning recovery processing of the NOx catalyst, under a wider range of operating conditions.

本発明において、第3基準温度とは、触媒におけるHCの酸化反応熱によって触媒を昇温することが可能な温度の下限値に基づいて定められる触媒の温度である。第3基準温度は、触媒へのHCの供給量、供給速度、触媒に吸着したHCの気化速度、それらに影響を与える種々の因子、例えば排気の空燃比、排気の流量、内燃機関の運転条件等の種々の条件に基づいて定めることができる。第3基準温度はこのような種々の条件によって異なり得るが、概ね300℃〜330℃の温度である。   In the present invention, the third reference temperature is a temperature of the catalyst determined based on a lower limit value of the temperature at which the catalyst can be heated by the heat of HC oxidation reaction in the catalyst. The third reference temperature is the amount of HC supplied to the catalyst, the supply speed, the vaporization rate of HC adsorbed on the catalyst, and various factors that affect them, such as the air-fuel ratio of exhaust, the flow rate of exhaust, the operating conditions of the internal combustion engine It can be determined based on various conditions such as. The third reference temperature may vary depending on such various conditions, but is generally a temperature of 300 ° C to 330 ° C.

触媒の温度が第2基準温度以上第3基準温度未満の場合には、触媒においてCO及びHCがともに酸化反応可能であるが、HCの供給のみによって触媒を昇温しようとすると、上述したように、HCの気化速度やHCの供給速度、HCの供給量、排気流量、排気空燃比、内燃機関の運転条件等の条件によっては、未反応HCによる触媒の被毒及び失活の可能性がある。そこで、このような温度条件の場合には、COの酸化反応熱及びHCの酸化反応熱の両方を利用して触媒を昇温する。これにより、未反応HCの大量吸着によって触媒が失活することを抑制しつつ、好適に触媒を昇温することが可能となる。   When the temperature of the catalyst is equal to or higher than the second reference temperature and lower than the third reference temperature, both CO and HC can be oxidized in the catalyst. However, if the temperature of the catalyst is increased only by supplying HC, as described above, Depending on conditions such as HC vaporization rate, HC supply rate, HC supply amount, exhaust flow rate, exhaust air-fuel ratio, operating conditions of internal combustion engine, etc., there is a possibility of catalyst poisoning and deactivation by unreacted HC . Therefore, in such a temperature condition, the temperature of the catalyst is raised using both the heat of oxidation reaction of CO and the heat of oxidation reaction of HC. As a result, it is possible to suitably raise the temperature of the catalyst while suppressing the deactivation of the catalyst due to mass adsorption of unreacted HC.

この温度条件では、触媒に供給されるCOの量とHCの量とを一定値に固定しても良いし、触媒の温度に応じて変化させてもよい。例えば、触媒の温度が高くなるほど、HCの気化速度が速くなるので、触媒の温度が高くなるほど、HCの供給量を増加させるようにしても良い。その際、HCの供給量の増加とともにCOの供給量を減少させても良いし、第3基準温度に達するまで所定量のCOの供給を継続するようにしても良い。HCの供給量やCOの供給量の変化のさせ方は、連続的であっても良いし、段階的であっても良い。HCの気化速度には排気の流量も関係しているので、吸入空気量やエンジン回転数を考慮してCOの供給量及びHCの供給量を変化させても良い。   Under this temperature condition, the amount of CO and the amount of HC supplied to the catalyst may be fixed to a constant value, or may be changed according to the temperature of the catalyst. For example, the higher the temperature of the catalyst, the higher the HC vaporization rate. Therefore, the higher the temperature of the catalyst, the higher the supply amount of HC. At this time, the supply amount of CO may be decreased as the supply amount of HC increases, or the supply of a predetermined amount of CO may be continued until the third reference temperature is reached. The method of changing the supply amount of HC and the supply amount of CO may be continuous or stepwise. Since the exhaust gas flow rate is also related to the HC vaporization speed, the CO supply amount and the HC supply amount may be changed in consideration of the intake air amount and the engine speed.

触媒の温度が第3基準温度以上の場合には、HCの供給及びCOの供給のいずれによっても触媒を昇温することが可能だが、大量のCOを触媒に供給することは困難な場合がある。触媒により多くのCOを供給するためには、上述したように、吸気絞りやEGRガス導入によって不完全燃焼の割合を増加させたり、燃料噴射量を多くして空燃比を低下させたりする必要があり、要求CO供給量が増大すると、PMの発生量の増加、オイル希釈、燃費悪化などの問題が起こる可能性がある。COの供給によって触媒を昇温する場合には、触媒を昇温可能な触媒温度の下限値が、HCの供給によって触媒を昇温する場合と比較して低い、というメリットがあると同時に、大量のCOの供給にはこのような背反があるため、本発明では、触媒の温度が第3基準温度以上の場合には、HCの供給によって触媒昇温を行うようにした。これにより、PM発生量の増加、オイル希釈、燃費の悪化などの問題の発生を抑制しつつ、触媒を昇温することが可能になる。   When the temperature of the catalyst is equal to or higher than the third reference temperature, it is possible to raise the temperature of the catalyst by both supply of HC and supply of CO, but it may be difficult to supply a large amount of CO to the catalyst. . In order to supply more CO to the catalyst, as described above, it is necessary to increase the ratio of incomplete combustion by intake throttle or EGR gas introduction, or to increase the fuel injection amount to lower the air-fuel ratio. If the required CO supply amount increases, problems such as an increase in the amount of PM generated, oil dilution, and fuel consumption deterioration may occur. When the temperature of the catalyst is raised by supplying CO, there is a merit that the lower limit of the catalyst temperature at which the temperature of the catalyst can be raised is lower than that when raising the temperature of the catalyst by supplying HC. In the present invention, when the temperature of the catalyst is equal to or higher than the third reference temperature, the temperature of the catalyst is increased by supplying HC. This makes it possible to raise the temperature of the catalyst while suppressing the occurrence of problems such as an increase in the amount of PM generated, oil dilution, and deterioration in fuel consumption.

本発明によれば、HCの酸化反応が困難なほど触媒温度が低い時には主にCOを供給することによって触媒を昇温し、HCの酸化反応が可能なほど触媒温度が高い時にHCを供給することによって触媒を昇温するようにした触媒昇温制御によって、より広範な運転条件下において好適に触媒を昇温することが可能となる。従って、フィルタの再生処理や吸蔵還元型のNOx触媒の硫黄被毒回復処理など、フィルタやNOx触媒を高温の目標温度まで事前に昇温することが要求される処理を、より広範な運転条件下において実施することが可能となる。   According to the present invention, when the catalyst temperature is so low that the HC oxidation reaction is difficult, the temperature of the catalyst is raised mainly by supplying CO, and when the catalyst temperature is high enough to enable the HC oxidation reaction, HC is supplied. Thus, it is possible to suitably raise the temperature of the catalyst under a wider range of operating conditions by controlling the temperature of the catalyst to raise the temperature of the catalyst. Therefore, processes that require the filter and NOx catalyst to be heated to a high target temperature in advance, such as filter regeneration and sulfur poisoning recovery of the NOx storage reduction catalyst, can be performed under a wider range of operating conditions. It becomes possible to implement in.

ところで、HCが触媒において酸化反応する際には、供給されたHCが触媒の活性点に
吸着した後、気化するプロセスを経るため、触媒におけるHCの反応速度はCOの反応速度と比較すると遅い。そのため、HCの酸化反応が可能なほど触媒温度が高い場合であっても、触媒に供給されるHCの酸化反応の速度を超えて大量のHCが短時間に触媒に供給されると、未反応のHCが触媒の活性点に大量に吸着し、触媒がHCによって被毒された状態となり、触媒の活性が失われる可能性がある。その場合、触媒におけるHCの酸化反応が好適に進行しなくなるため、触媒温度が低下する虞もある。
By the way, when HC undergoes an oxidation reaction in the catalyst, the supplied HC is adsorbed on the active site of the catalyst and then vaporizes, so that the reaction rate of HC in the catalyst is slower than the reaction rate of CO. Therefore, even if the catalyst temperature is high enough to allow HC oxidation reaction, if a large amount of HC is supplied to the catalyst in a short time exceeding the rate of HC oxidation reaction supplied to the catalyst, unreacted There is a possibility that a large amount of HC is adsorbed on the active site of the catalyst, the catalyst is poisoned by HC, and the activity of the catalyst is lost. In that case, since the oxidation reaction of HC in the catalyst does not proceed appropriately, the catalyst temperature may be lowered.

このように、大量のHCを供給することが要求される触媒温度制御を行う場合には、HC又はCOのいずれを触媒に供給するかの選択を、触媒温度のみに応じて行うことは、触媒を目標温度まで効率的に昇温したり、昇温した触媒の温度を目標温度に好適に維持したりするうえで、十分ではない。   In this way, when performing catalyst temperature control that requires supplying a large amount of HC, it is possible to select whether to supply HC or CO to the catalyst according to only the catalyst temperature. It is not sufficient to efficiently raise the temperature of the catalyst to the target temperature or to suitably maintain the temperature of the raised catalyst at the target temperature.

そこで、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に配置された酸化能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気中にHCを供給するHC供給手段と、
前記触媒に流入する排気中にCOを供給するCO供給手段と、
前記触媒の温度を取得する温度取得手段と、
前記HC供給手段によるHCの供給及び/又は前記CO供給手段によるCOの供給により前記触媒の温度を所定の目標温度に制御する触媒温度制御を行う触媒温度制御手段と、を備え、
前記触媒温度制御手段は、前記温度取得手段により取得される前記触媒の温度と前記目標温度との差に応じて、前記HC供給手段によるHCの供給量及び前記CO供給手段によるCOの供給量を制御することを特徴とする。
Accordingly, an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to the present invention is:
A catalyst having oxidation ability disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine;
HC supply means for supplying HC into the exhaust gas flowing into the catalyst;
CO supply means for supplying CO into the exhaust gas flowing into the catalyst;
Temperature acquisition means for acquiring the temperature of the catalyst;
Catalyst temperature control means for performing catalyst temperature control for controlling the temperature of the catalyst to a predetermined target temperature by supply of HC by the HC supply means and / or supply of CO by the CO supply means,
The catalyst temperature control means adjusts the supply amount of HC by the HC supply means and the supply amount of CO by the CO supply means according to the difference between the temperature of the catalyst acquired by the temperature acquisition means and the target temperature. It is characterized by controlling.

この発明によれば、触媒温度制御における触媒へのHCの供給量及びCOの供給量が、実際の触媒温度と目標温度との差に応じて制御される。例えば、触媒温度をある目標温度に維持する触媒温度制御を行う場合、目標温度と触媒温度との温度差の大きさに応じてCOの供給量及びHCの供給量を制御することができる。これにより、触媒温度の目標温度からの乖離を検知し、それに基づいて触媒の活性状態を判断し、必要に応じてCOの供給による触媒の昇温や失活状態の解消を行うことができる。   According to this invention, the supply amount of HC and the supply amount of CO to the catalyst in the catalyst temperature control are controlled according to the difference between the actual catalyst temperature and the target temperature. For example, when performing catalyst temperature control for maintaining the catalyst temperature at a certain target temperature, the CO supply amount and the HC supply amount can be controlled in accordance with the magnitude of the temperature difference between the target temperature and the catalyst temperature. Thereby, the deviation of the catalyst temperature from the target temperature can be detected, and based on this, the active state of the catalyst can be determined, and if necessary, the temperature of the catalyst can be raised or the deactivated state can be eliminated by supplying CO.

また、触媒温度をある目標温度に向けて昇温する触媒温度制御を行う場合、目標温度と触媒温度との温度差の変化傾向に応じてCOの供給量及びHCの供給量を制御することができる。触媒温度を目標温度に向けて昇温する場合、触媒が活性化していれば温度差は縮まっていくが、触媒が失活している場合、温度差の変化速度(減少速度)の大きさが小さくなったり、温度差の変化速度が正(温度差が広がる方向に変化する)になったりするので、これを検知し、必要に応じてCOの供給による触媒の昇温や失活状態の解消を行うことができる。   In addition, when performing catalyst temperature control in which the catalyst temperature is raised toward a certain target temperature, the supply amount of CO and the supply amount of HC may be controlled according to the changing tendency of the temperature difference between the target temperature and the catalyst temperature. it can. When the catalyst temperature is raised toward the target temperature, the temperature difference is reduced if the catalyst is activated, but when the catalyst is deactivated, the rate of change (decrease rate) of the temperature difference is large. Since it becomes smaller and the change speed of the temperature difference becomes positive (changes in the direction in which the temperature difference widens), this is detected, and if necessary, the temperature rise or deactivation of the catalyst by supplying CO is eliminated. It can be performed.

上述のように、COは気体分子の状態で触媒に流入するので、HCのように触媒への吸着及び気化というプロセスを経る必要が無く、触媒の活性点に到着した時点ですぐに酸化反応する。そのため、応答性良く触媒の温度を上げることができる。これにより、触媒温度が目標温度から大きく乖離することを抑制することができるとともに、触媒温度が目標温度から乖離した場合でも、素早く触媒温度を目標温度に戻すことができる。また、触媒を昇温する場合に、触媒温度が好適に上昇しなくなったり触媒温度が低下し始めたりした場合でも、素早く好適に触媒温度が上昇する状態に戻すことができる。   As described above, since CO flows into the catalyst in the state of gas molecules, there is no need to go through the process of adsorption and vaporization on the catalyst as in HC, and it immediately oxidizes when it reaches the active point of the catalyst. . Therefore, the temperature of the catalyst can be raised with good responsiveness. As a result, the catalyst temperature can be prevented from greatly deviating from the target temperature, and the catalyst temperature can be quickly returned to the target temperature even when the catalyst temperature deviates from the target temperature. Further, when the temperature of the catalyst is raised, even when the catalyst temperature does not rise favorably or the catalyst temperature starts to fall, it can be quickly and suitably returned to the state where the catalyst temperature rises.

ここで、CO供給手段によるCOの供給量は、触媒温度と目標温度との温度差が大きいほど増大させても良い。こうすることで、触媒温度と目標温度との乖離が大きい場合でも、触媒温度を早期に目標温度に一致させることができる。この場合、COの供給量を、触
媒温度及び目標温度の温度差に対して、連続的に変化させても良いし、段階的に変化させても良い。
Here, the amount of CO supplied by the CO supply means may be increased as the temperature difference between the catalyst temperature and the target temperature increases. By doing so, even when the difference between the catalyst temperature and the target temperature is large, the catalyst temperature can be matched with the target temperature at an early stage. In this case, the supply amount of CO may be continuously changed with respect to the temperature difference between the catalyst temperature and the target temperature, or may be changed stepwise.

また、触媒温度と目標温度との温度差が所定の第1の基準値より大きくなったことを条件に、CO供給手段によるCOの供給を開始するようにしても良い。この場合、COの供給開始とともに触媒温度と目標温度との温度差が縮まり、温度差が所定の第2の基準値より小さくなったことを条件に、CO供給手段によるCOの供給を停止するようにしても良い。例えば、CO供給手段によるCOの供給を開始してから、触媒温度が目標温度にほぼ一致したと判断可能な程度まで温度差が小さくなるまで、COの供給を継続するようにしても良い。この時、CO供給手段によるCOの供給量は、一定量としても良いし、温度差の縮小に応じてCOの供給量を減らすようにしても良い。   Further, the supply of CO by the CO supply means may be started on the condition that the temperature difference between the catalyst temperature and the target temperature has become larger than a predetermined first reference value. In this case, the supply of CO by the CO supply means is stopped on the condition that the temperature difference between the catalyst temperature and the target temperature is reduced as the CO supply starts and the temperature difference becomes smaller than a predetermined second reference value. Anyway. For example, the supply of CO may be continued after the start of the supply of CO by the CO supply means until the temperature difference becomes small enough to determine that the catalyst temperature substantially matches the target temperature. At this time, the CO supply amount by the CO supply means may be a constant amount, or the CO supply amount may be reduced in accordance with the reduction of the temperature difference.

また、CO供給手段によるCOの供給が開始された場合に、HC供給手段によるHCの供給量をCOの供給量に応じて調節するようにしても良い。例えば、COの供給前後でHCの供給量を同一量にしても良いし、COの供給量が多くなるほどHCの供給量を減らすようにしても良い。或いは、CO供給手段によるCOの供給を行っている時には、HC供給手段によるHCの供給を停止するようにしても良い。   Further, when the supply of CO by the CO supply unit is started, the supply amount of HC by the HC supply unit may be adjusted according to the supply amount of CO. For example, the supply amount of HC may be the same before and after the supply of CO, or the supply amount of HC may be reduced as the supply amount of CO increases. Alternatively, the supply of HC by the HC supply unit may be stopped when CO is supplied by the CO supply unit.

本発明によれば、HCが酸化可能なほど触媒温度が高い(例えば上述した第3基準温度よりも高い)場合であっても、触媒温度と目標温度との間に差が生じた場合にはCO供給手段によってCOが供給される。従って、大量の還元剤を供給することが要求される触媒温度制御において、大量のHCの供給によって触媒が失活した場合においても、素早く触媒の活性状態を回復させすることを抑制できる。また、触媒が失活した場合であっても、早期に活性状態を回復させ、触媒温度を目標温度に一致させることができる。   According to the present invention, even when the catalyst temperature is high enough to oxidize HC (for example, higher than the third reference temperature described above), if there is a difference between the catalyst temperature and the target temperature, CO is supplied by the CO supply means. Therefore, in the catalyst temperature control that requires supplying a large amount of reducing agent, even when the catalyst is deactivated by supplying a large amount of HC, it is possible to suppress the rapid recovery of the active state of the catalyst. Further, even when the catalyst is deactivated, the activated state can be recovered early, and the catalyst temperature can be matched with the target temperature.

本発明により、HCが酸化困難なほど触媒温度が低い状態においても触媒を昇温することが可能になる。また、触媒を昇温する制御や、触媒温度を目標温度に維持する制御や、フィルタ再生処理や硫黄被毒回復処理等の大量の還元剤の供給が要求される制御の実施中に、触媒が失活することを抑制できる。   The present invention makes it possible to raise the temperature of the catalyst even when the catalyst temperature is so low that HC is difficult to oxidize. In addition, during the execution of control that increases the temperature of the catalyst, control that maintains the catalyst temperature at the target temperature, or control that requires supply of a large amount of reducing agent, such as filter regeneration processing or sulfur poisoning recovery processing, Inactivation can be suppressed.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

図1は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸気系及び排気系の概略構成を模式的に示す概念図である。内燃機関1は4つの気筒49を備えたディーゼルエンジンである。各気筒49には筒内に燃料を噴射供給するインジェクタ29が備えられている。各気筒49は不図示の吸気ポートを介して吸気マニホールド17に連通している。吸気マニホールド17には吸気通路42が接続されている。また、各気筒49は不図示の排気ポートを介して排気マニホールド18に連通している。排気マニホールド18には排気通路43が接続されている。排気マニホールド18には、排気中に燃料を添加する燃料添加弁19が設けられている。   FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing the schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment is applied, and its intake system and exhaust system. The internal combustion engine 1 is a diesel engine having four cylinders 49. Each cylinder 49 is provided with an injector 29 for injecting and supplying fuel into the cylinder. Each cylinder 49 communicates with the intake manifold 17 via an intake port (not shown). An intake passage 42 is connected to the intake manifold 17. Each cylinder 49 communicates with the exhaust manifold 18 through an exhaust port (not shown). An exhaust passage 43 is connected to the exhaust manifold 18. The exhaust manifold 18 is provided with a fuel addition valve 19 that adds fuel to the exhaust.

排気通路43と吸気通路42とはEGR通路15によって連通している。EGR通路15を介して内燃機関1からの排気の一部がEGRガスとして吸気通路42に流入する。EGR通路15にはEGRガス量を調節するEGR弁14が配置されている。吸気通路42には吸入空気量を調節する吸気絞り弁22及び吸入空気量を測定するエアフローメータ7
が設けられている。また、排気通路43には吸蔵還元型のNOx触媒41が設けられている。NOx触媒41は、流入する排気の空燃比がリーンの時に排気中のNOxを吸蔵し、流入する排気の空燃比がストイキ又はリッチの時にNOxを放出する。その時、NOx触媒周囲に還元剤が存在すれば、放出したNOxをNに還元浄化する。本実施例のNOx触媒41が、本発明における触媒に相当する。NOx触媒41の下流側の排気通路43には、NOx触媒41から流出する排気の温度を測定する排気温度センサ50が設けられている。
The exhaust passage 43 and the intake passage 42 communicate with each other through the EGR passage 15. A part of the exhaust gas from the internal combustion engine 1 flows into the intake passage 42 as EGR gas via the EGR passage 15. An EGR valve 14 that adjusts the amount of EGR gas is disposed in the EGR passage 15. The intake passage 42 has an intake throttle valve 22 for adjusting the intake air amount and an air flow meter 7 for measuring the intake air amount.
Is provided. The exhaust passage 43 is provided with a NOx storage reduction catalyst 41. The NOx catalyst 41 occludes NOx in the exhaust when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust is lean, and releases NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust is stoichiometric or rich. Then, if there is a reducing agent around the NOx catalyst to reduce and purify the released was NOx to N 2. The NOx catalyst 41 of this embodiment corresponds to the catalyst in the present invention. An exhaust gas temperature sensor 50 that measures the temperature of the exhaust gas flowing out from the NOx catalyst 41 is provided in the exhaust passage 43 on the downstream side of the NOx catalyst 41.

内燃機関1には内燃機関1の動作を制御するコンピュータであるECU26が併設されている。ECU26にはエアフローメータ7、排気温度センサ50の他、クランク角度センサやアクセル開度センサ等のセンサ類が接続され、それら各センサの測定データが入力される。また、ECU26にはインジェクタ29、燃料添加弁19、吸気絞り弁22、EGR弁14その他の機器類が接続され、それら各機器の動作を制御する制御信号がECU26から出力される。   The internal combustion engine 1 is provided with an ECU 26 that is a computer that controls the operation of the internal combustion engine 1. In addition to the air flow meter 7 and the exhaust gas temperature sensor 50, sensors such as a crank angle sensor and an accelerator opening sensor are connected to the ECU 26, and measurement data of each sensor is input. The ECU 26 is connected to an injector 29, a fuel addition valve 19, an intake throttle valve 22, an EGR valve 14 and other devices, and a control signal for controlling the operation of each device is output from the ECU 26.

NOx触媒41は排気中のSOxも吸蔵し、SOxの吸蔵量の増大とともにそのNOx浄化能力が低下する。そのため、NOx触媒41に吸蔵されたSOxをNOx触媒41から脱離させる硫黄被毒回復処理を定期的に実施することによって、NOx触媒41のNOx浄化能力を回復させる必要がある。   The NOx catalyst 41 also stores SOx in the exhaust gas, and the NOx purification capacity decreases as the SOx storage amount increases. Therefore, it is necessary to recover the NOx purification ability of the NOx catalyst 41 by periodically performing a sulfur poisoning recovery process for desorbing the SOx stored in the NOx catalyst 41 from the NOx catalyst 41.

硫黄被毒回復処理では、まずNOx触媒41の温度を所定の目標温度以上の温度まで上昇させ、その後NOx触媒41の温度を当該目標温度に維持しつつNOx触媒41に流入する排気の空燃比をリッチ化することによって、NOx触媒41に吸蔵されたSOxをNOx触媒41から脱離させる。ここで、目標温度は、NOx触媒41からSOxを脱離させることが可能な触媒温度の下限値に基づいて定められる温度(700℃前後)であり、排気温度より大幅に高い温度までNOx触媒41を昇温する必要がある。   In the sulfur poisoning recovery process, the temperature of the NOx catalyst 41 is first raised to a temperature equal to or higher than a predetermined target temperature, and then the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 41 is maintained while maintaining the temperature of the NOx catalyst 41 at the target temperature. By enriching, the SOx stored in the NOx catalyst 41 is desorbed from the NOx catalyst 41. Here, the target temperature is a temperature (around 700 ° C.) determined based on the lower limit value of the catalyst temperature at which SOx can be desorbed from the NOx catalyst 41, and the NOx catalyst 41 reaches a temperature significantly higher than the exhaust temperature. It is necessary to raise the temperature.

NOx触媒41の昇温は、NOx触媒41の上流側から還元剤としてHCを供給することによって行うことができる。NOx触媒41にHCを供給する手段として、本実施例では、燃料添加弁19による排気中への燃料添加、又は、インジェクタ29により圧縮上死点後の比較的遅い時期(例えば100°ATDC)に微少量の燃料を副噴射するポスト噴射を行う。このようにしてNOx触媒41に供給されたHCは、NOx触媒41において酸化反応し、その際に発生する反応熱によってNOx触媒41の温度が上昇する。本実施例において燃料添加弁19又はポスト噴射を行うインジェクタ29が、本発明におけるHC供給手段に相当する。   The temperature of the NOx catalyst 41 can be increased by supplying HC as a reducing agent from the upstream side of the NOx catalyst 41. In the present embodiment, as means for supplying HC to the NOx catalyst 41, fuel is added to the exhaust gas by the fuel addition valve 19, or at a relatively late time (for example, 100 ° ATDC) after compression top dead center by the injector 29. Post-injection with sub-injection of a small amount of fuel. The HC supplied to the NOx catalyst 41 in this way undergoes an oxidation reaction in the NOx catalyst 41, and the temperature of the NOx catalyst 41 rises due to the reaction heat generated at that time. In this embodiment, the fuel addition valve 19 or the injector 29 that performs post injection corresponds to the HC supply means in the present invention.

また、NOx触媒41の昇温は、NOx触媒41の上流側から還元剤としてCOを供給することによっても行うことができる。NOx触媒41にCOを供給する手段として、本実施例では、インジェクタ29により圧縮上死点後の比較的早い時期(例えば40°ATDC)に微少量の燃料を副噴射するアフター噴射、排気上死点近傍に微少量の燃料を副噴射するビゴム噴射、EGR弁14を開弁してEGRガスを大量に導入することによって実現される低温燃焼、吸気絞り弁22を絞ることによる吸入空気量の低減、燃料噴射量を増量することによる空燃比のリッチ化を行う。このようにしてNOx触媒41に供給されたCOは、NOx触媒41において酸化反応し、その際に発生する反応熱によってNOx触媒41の温度が上昇する。本実施例において、アフター噴射を行うインジェクタ29、ビゴム噴射を行うインジェクタ29、EGR弁14を開弁して低温燃焼制御を行うECU26、吸気絞り弁22を絞って吸入空気量低減制御を行うECU26、空燃比のリッチ化制御を行うECU26が、本発明におけるCO供給手段に相当する。   The temperature rise of the NOx catalyst 41 can also be performed by supplying CO as a reducing agent from the upstream side of the NOx catalyst 41. As a means for supplying CO to the NOx catalyst 41, in this embodiment, after-injection, exhaust top dead, in which a small amount of fuel is sub-injected by the injector 29 at a relatively early time after compression top dead center (eg, 40 ° ATDC). Vibra rubber injection that sub-injects a small amount of fuel in the vicinity of the point, low-temperature combustion realized by opening the EGR valve 14 and introducing a large amount of EGR gas, and reducing the intake air amount by restricting the intake throttle valve 22 Then, the air-fuel ratio is enriched by increasing the fuel injection amount. The CO supplied to the NOx catalyst 41 in this way undergoes an oxidation reaction in the NOx catalyst 41, and the temperature of the NOx catalyst 41 rises due to the reaction heat generated at that time. In this embodiment, an injector 29 that performs after-injection, an injector 29 that performs bi-rubber injection, an ECU 26 that performs low-temperature combustion control by opening the EGR valve 14, an ECU 26 that performs intake air amount reduction control by restricting the intake throttle valve 22, The ECU 26 that performs air-fuel ratio enrichment control corresponds to the CO supply means in the present invention.

そして、NOx触媒41の触媒温度が目標温度以上まで昇温されたら、NOx触媒41
の触媒温度を当該目標温度に維持しつつ、NOx触媒41に流入する排気の空燃比をリッチ化する。これにより、NOx触媒41に吸蔵されたSOxがNOx触媒41から脱離する。本実施例では、NOx触媒41の上流側から還元剤としてHC及び/又はCOを供給することによって、NOx触媒41の温度を維持するとともに、NOx触媒41に流入する排気の空燃比をリッチ化することにより、SOx脱離処理を行う。
When the catalyst temperature of the NOx catalyst 41 is raised to a target temperature or higher, the NOx catalyst 41
While maintaining the catalyst temperature at the target temperature, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 41 is enriched. As a result, the SOx stored in the NOx catalyst 41 is desorbed from the NOx catalyst 41. In this embodiment, by supplying HC and / or CO as a reducing agent from the upstream side of the NOx catalyst 41, the temperature of the NOx catalyst 41 is maintained and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 41 is enriched. Thus, the SOx desorption process is performed.

ここで、HCがNOx触媒41において酸化反応する場合には、まずNOx触媒41の酸化反応の活性点にHCが吸着し、吸着したHCが気化し、気化したHCが酸化反応する、というプロセスを経る。そのため、NOx触媒41におけるHCの酸化反応の速度は比較的遅く、特にHCが気化しにくい低温状態ではその傾向が顕著である。また、HCが活性点に吸着してから酸化反応してその活性点が開放されるまでに遅れがあるため、NOx触媒41へのHCの供給速度が速かったり、大量のHCが供給されたりすると、NOx触媒41の酸化反応の活性点が未反応のHCの吸着によって被覆されてしまい、NOx触媒41が失活してしまう場合がある。HCが酸化反応可能なほどNOx触媒41の温度が十分高い場合においても、HCの供給速度や供給量によっては、このようにしてNOx触媒41が失活する可能性がある。逆に、NOx触媒41の温度がHCが酸化反応可能なほど十分に高くない場合には、NOx触媒41に供給されたHCはNOx触媒41に吸着するので、未反応のHCが大量に大気に排出される虞は少ない。   Here, when HC undergoes an oxidation reaction in the NOx catalyst 41, a process in which HC is first adsorbed to the active point of the oxidation reaction of the NOx catalyst 41, the adsorbed HC is vaporized, and the vaporized HC undergoes an oxidation reaction. It passes. For this reason, the rate of the oxidation reaction of HC in the NOx catalyst 41 is relatively slow, and this tendency is particularly remarkable in a low temperature state where HC is hard to vaporize. In addition, since there is a delay from the time when HC is adsorbed to the active point until the active point is released by the oxidation reaction, the supply rate of HC to the NOx catalyst 41 is high or a large amount of HC is supplied. In some cases, the active point of the oxidation reaction of the NOx catalyst 41 is covered by the adsorption of unreacted HC, and the NOx catalyst 41 is deactivated. Even when the temperature of the NOx catalyst 41 is sufficiently high so that HC can undergo an oxidation reaction, the NOx catalyst 41 may be deactivated in this manner depending on the supply speed and supply amount of HC. On the contrary, when the temperature of the NOx catalyst 41 is not high enough to oxidize HC, the HC supplied to the NOx catalyst 41 is adsorbed by the NOx catalyst 41, and a large amount of unreacted HC enters the atmosphere. There is little risk of being discharged.

一方、COがNOx触媒41において酸化反応する場合には、COは気体の状態でNOx触媒41に供給されるので、NOx触媒41の酸化反応の活性点にCOが到着した時点ですぐに酸化反応する。そのため、NOx触媒41におけるCOの酸化反応の速度は比較的速く、HCが酸化反応困難なほどNOx触媒41が低温の状態であっても、COは酸化反応可能な場合もある。NOx触媒41においてCOが酸化反応可能な温度は、NOx触媒41においてHCが酸化反応可能な温度と比較して、概ね50℃程低い。また、HCの場合のようにNOx触媒41の酸化反応の活性点が被覆されることが無いため、大量のCOを供給してもそれによってNOx触媒41が失活してしまう可能性は少ない。逆に、NOx触媒41の温度がCOが酸化反応可能なほど十分に高くない場合には、NOx触媒41に供給されたCOはNOx触媒41で反応することなくそのままNOx触媒41をすり抜けて大気に排出される。この場合、有毒のCOのエミッションが増加することになり、好ましくない。   On the other hand, when CO undergoes an oxidation reaction in the NOx catalyst 41, since CO is supplied to the NOx catalyst 41 in a gaseous state, the oxidation reaction occurs immediately when CO arrives at the active point of the oxidation reaction of the NOx catalyst 41. To do. For this reason, the rate of the oxidation reaction of CO in the NOx catalyst 41 is relatively fast, and even if the NOx catalyst 41 is at a low temperature so that the oxidation reaction of HC is difficult, the CO may be capable of an oxidation reaction. The temperature at which CO can be oxidized in the NOx catalyst 41 is approximately 50 ° C. lower than the temperature at which HC can be oxidized in the NOx catalyst 41. Further, since the active sites of the oxidation reaction of the NOx catalyst 41 are not covered as in the case of HC, there is little possibility that the NOx catalyst 41 is deactivated by supplying a large amount of CO. On the other hand, when the temperature of the NOx catalyst 41 is not high enough for CO to undergo an oxidation reaction, the CO supplied to the NOx catalyst 41 passes through the NOx catalyst 41 as it is without reacting with the NOx catalyst 41 and enters the atmosphere. Discharged. In this case, the emission of toxic CO increases, which is not preferable.

本実施例の硫黄被毒回復処理では、NOx触媒41においてHC又はCOが酸化反応する際の上記のような性質の相違に着目して、NOx触媒41の昇温制御及び昇温後のNOx触媒41に流入する排気のリッチ化制御を行うようにした。以下、本実施例の硫黄被毒回復処理について説明する。図2は、本実施例の硫黄被毒回復処理におけるNOx触媒41の昇温制御ルーチンを表すフローチャートである。このルーチンは内燃機関1の運転中、ECU26によって定期的に実行される。   In the sulfur poisoning recovery process of this embodiment, paying attention to the difference in properties as described above when HC or CO undergoes an oxidation reaction in the NOx catalyst 41, the temperature increase control of the NOx catalyst 41 and the NOx catalyst after the temperature increase are performed. The exhaust gas flowing into the engine 41 is controlled to be enriched. Hereinafter, the sulfur poisoning recovery process of the present embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a temperature increase control routine of the NOx catalyst 41 in the sulfur poisoning recovery process of this embodiment. This routine is periodically executed by the ECU 26 during operation of the internal combustion engine 1.

ステップS101において、ECU26は、硫黄被毒回復処理の実行条件の成立の有無を判定する。本実施例では、前回の硫黄被毒回復処理の実行からの燃料噴射量の積算値が所定の基準値を超えている場合に、硫黄被毒回復処理の実行条件が成立したと判定する。ステップS101において硫黄被毒回復処理の実行条件が成立したと判定した場合(Yes)、ECU26はステップS102に進む。ステップS101において硫黄被毒回復処理の実行条件が成立していないと判定した場合(No)、ECU26は本ルーチンを一旦抜ける。   In step S101, the ECU 26 determines whether or not an execution condition for the sulfur poisoning recovery process is satisfied. In the present embodiment, when the integrated value of the fuel injection amount from the previous execution of the sulfur poisoning recovery process exceeds a predetermined reference value, it is determined that the execution condition for the sulfur poisoning recovery process is satisfied. If it is determined in step S101 that the execution condition for the sulfur poisoning recovery process is satisfied (Yes), the ECU 26 proceeds to step S102. If it is determined in step S101 that the execution condition for the sulfur poisoning recovery process is not satisfied (No), the ECU 26 once exits this routine.

ステップS102において、ECU26は、NOx触媒41の触媒温度Tcatを取得する。本実施例では、排気温度センサ50によって測定したNOx触媒41の出ガス温度に基づいてNOx触媒41の触媒温度を推定する。本実施例においてステップS102を
実行して触媒温度Tcatを取得するECU26が、本発明における温度取得手段に相当する。
In step S102, the ECU 26 acquires the catalyst temperature Tcat of the NOx catalyst 41. In this embodiment, the catalyst temperature of the NOx catalyst 41 is estimated based on the output gas temperature of the NOx catalyst 41 measured by the exhaust temperature sensor 50. In this embodiment, the ECU 26 that executes step S102 to acquire the catalyst temperature Tcat corresponds to the temperature acquisition means in the present invention.

ステップS103〜ステップS106において、ECU26は、ステップS102で取得した触媒温度Tcatと予め定められた基準温度との比較を行い、その比較結果に基づいて、NOx触媒41の昇温制御を行う。基準温度としては、本実施例では、第1基準温度T1、第2基準温度T2及び第3基準温度T3の3つの基準温度を定めた。   In step S103 to step S106, the ECU 26 compares the catalyst temperature Tcat acquired in step S102 with a predetermined reference temperature, and performs temperature increase control of the NOx catalyst 41 based on the comparison result. In this embodiment, three reference temperatures, ie, a first reference temperature T1, a second reference temperature T2, and a third reference temperature T3, are defined as the reference temperatures.

第1基準温度T1は、NOx触媒41にCOを供給することによってNOx触媒41を昇温することが可能な触媒温度の下限値に基づいて定める。第1基準温度として、単にNOx触媒41においてCOが酸化反応可能な温度を用いることもできるが、NOx触媒41においてCOの酸化反応自体は可能であっても、その反応熱によってNOx触媒41を昇温することができるか否かは、NOx触媒41を通過する排気による熱の持ち去り等も影響すると考えられる。従って、本実施例では、排気の流量、排気の空燃比、内燃機関1の運転状態に応じた可変値として第1基準温度を定めることとした。第1基準温度T1は概ね150℃前後の温度である。   The first reference temperature T1 is determined based on the lower limit value of the catalyst temperature at which the NOx catalyst 41 can be heated by supplying CO to the NOx catalyst 41. As the first reference temperature, a temperature at which CO can be oxidized in the NOx catalyst 41 can be used. However, even if the NOx catalyst 41 can perform the CO oxidation reaction itself, the NOx catalyst 41 is raised by the reaction heat. Whether or not the temperature can be increased is considered to be affected by the removal of heat caused by the exhaust gas passing through the NOx catalyst 41. Therefore, in the present embodiment, the first reference temperature is determined as a variable value corresponding to the exhaust gas flow rate, the exhaust air-fuel ratio, and the operating state of the internal combustion engine 1. The first reference temperature T1 is a temperature around 150 ° C.

第2基準温度T2は、NOx触媒41においてHCが酸化反応可能な触媒温度の下限値に基づいて定める。NOx触媒41におけるHCの酸化反応には、上記のようにHCの吸着及び気化のプロセスが含まれるので、例えば排気の流量が多ければよりHCが気化し易くなる等、第2基準温度も第1基準温度と同様に種々の条件に応じた可変値として定めることとした。第2基準温度T2は第1基準温度T1より概ね50℃程高く、200℃前後の温度である。   The second reference temperature T2 is determined based on the lower limit value of the catalyst temperature at which HC can oxidize in the NOx catalyst 41. Since the HC oxidation reaction in the NOx catalyst 41 includes the HC adsorption and vaporization process as described above, the second reference temperature is also the first, for example, the HC is more easily vaporized when the flow rate of the exhaust gas is larger. As with the reference temperature, the variable value is determined according to various conditions. The second reference temperature T2 is approximately 50 ° C. higher than the first reference temperature T1, and is a temperature around 200 ° C.

第3基準温度T3は、NOx触媒41にHCを供給することによってNOx触媒41を昇温することが可能な触媒温度の下限値に基づいて定める。上述のように、HCが酸化反応可能なほどNOx触媒41の温度が高くても、大量のHCが供給されたり、HCの供給速度に対してHCの吸着・気化・酸化のプロセスの速度が追いつかなかったりした場合には、NOx触媒41の活性点が未反応のHCによって被毒された状態となり、NOx触媒41が失活する可能性がある。そのような場合には、HCのみの供給によってNOx触媒41を好適に昇温することは難しい。このような事情を考慮して、本実施例では、第3基準温度を第2基準温度より高い温度に設定した。第3基準温度T3は概ね300〜330℃前後の温度である。   The third reference temperature T3 is determined based on the lower limit value of the catalyst temperature at which the NOx catalyst 41 can be heated by supplying HC to the NOx catalyst 41. As described above, even if the temperature of the NOx catalyst 41 is so high that HC can undergo an oxidation reaction, a large amount of HC is supplied, or the HC adsorption / vaporization / oxidation process speed catches up with the HC supply speed. If not, the active point of the NOx catalyst 41 is poisoned by unreacted HC, and the NOx catalyst 41 may be deactivated. In such a case, it is difficult to suitably raise the temperature of the NOx catalyst 41 by supplying only HC. In consideration of such circumstances, in this embodiment, the third reference temperature is set to a temperature higher than the second reference temperature. The third reference temperature T3 is about 300 to 330 ° C.

ステップS103において、触媒温度Tcatが第1基準温度T1より低い場合(Tcat<T1)、ECU26は本ルーチンの実行を一旦抜ける。すなわち、この場合NOx触媒41の昇温制御は行わず、従って硫黄被毒回復処理もこの時点で一旦中止する。触媒温度が第1基準温度より低い場合には、NOx触媒41においてCOの酸化反応は好適に進行しない。上記のように、このような温度条件下でNOx触媒41にCOを供給すると、未反応のCOがNOx触媒41をすり抜けてそのまま大気に放出される可能性があり、好ましくない。従って、少なくともCOの供給又はHCの供給による触媒昇温は行わないこととした。これにより、COによる昇温もHCによる昇温も見込めない低温状態においてCOの供給が行われてエミッションが悪化する事態を回避できる。なお、本実施例では、この場合触媒昇温も硫黄被毒回復処理も行わないこととしたが、これはあくまでCOの供給又はHCの供給による触媒昇温を行わないということであり、何らかのNOx触媒41を昇温する手段を有するなら、その手段によって触媒昇温を行うことを何ら妨げない。その場合、当該昇温手段によってNOx触媒41を目標温度まで昇温し、硫黄被毒回復処理を継続しても良い。また、本ステップにおいて本ルーチンから一旦抜けた場合であっても、本ルーチンは定期的に繰り返し実行される。そして、例えば内燃機関1が高負荷運転をするなどにより触媒温度Tcatが第1基準温度以上となれば、ステップS104〜ス
テップS106の昇温制御が実行されることになる。
In step S103, when the catalyst temperature Tcat is lower than the first reference temperature T1 (Tcat <T1), the ECU 26 temporarily exits from the execution of this routine. That is, in this case, the temperature increase control of the NOx catalyst 41 is not performed, and therefore the sulfur poisoning recovery process is temporarily stopped at this point. When the catalyst temperature is lower than the first reference temperature, the CO oxidation reaction does not proceed favorably in the NOx catalyst 41. As described above, supplying CO to the NOx catalyst 41 under such temperature conditions is not preferable because unreacted CO may pass through the NOx catalyst 41 and be released to the atmosphere as it is. Therefore, the temperature of the catalyst is not increased by at least CO supply or HC supply. As a result, it is possible to avoid a situation in which emissions are deteriorated due to the supply of CO in a low temperature state where neither a temperature increase due to CO nor a temperature increase due to HC can be expected. In this embodiment, neither the catalyst temperature rise nor the sulfur poisoning recovery process is performed in this case, but this means that the catalyst temperature rise by the supply of CO or the supply of HC is not performed. If a means for raising the temperature of the catalyst 41 is provided, it does not prevent the temperature of the catalyst from being raised by that means. In that case, the NOx catalyst 41 may be heated to the target temperature by the temperature raising means, and the sulfur poisoning recovery process may be continued. Even if the routine once exits from this routine, this routine is repeatedly executed periodically. If the catalyst temperature Tcat becomes equal to or higher than the first reference temperature, for example, when the internal combustion engine 1 is operated at a high load, the temperature increase control in steps S104 to S106 is executed.

ステップS103において、触媒温度Tcatが第1基準温度T1以上で且つ第2基準温度T2より低い場合(T1≦Tcat<T2)、ECU26はステップS104に進み、NOx触媒41にCOを供給することによってNOx触媒41の昇温を行う。この温度領域では、COの酸化反応熱によってNOx触媒41を昇温することは可能だが、HCの酸化反応は困難なため、COのみを供給して触媒昇温を行う。これにより、HCの酸化反応が困難なほどNOx触媒41が低温の状態においても、COの供給によって触媒を昇温することができる。ステップS104を実行後、ECU26はステップS102に戻る。   In step S103, if the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than the first reference temperature T1 and lower than the second reference temperature T2 (T1 ≦ Tcat <T2), the ECU 26 proceeds to step S104 and supplies NOx to the NOx catalyst 41 by supplying CO. The catalyst 41 is heated. In this temperature region, it is possible to raise the temperature of the NOx catalyst 41 by the heat of oxidation reaction of CO, but since the oxidation reaction of HC is difficult, the temperature of the catalyst is raised by supplying only CO. As a result, even when the NOx catalyst 41 is so cold that the HC oxidation reaction is difficult, the temperature of the catalyst can be raised by supplying CO. After executing step S104, the ECU 26 returns to step S102.

ステップS102において、触媒温度Tcatが第2基準温度T2以上で且つ第3基準温度T3より低い場合(T2≦Tcat<T3)、ECU26はステップS105に進み、NOx触媒41にCO及びHCを供給することによってNOx触媒41の昇温を行う。この温度領域では、NOx触媒41においてCOもHCも両方とも酸化反応可能だが、HCの供給のみによって触媒を昇温しようとすると、上述したように、HCの気化速度やHCの供給速度、HCの供給量、排気流量、排気空燃比、内燃機関1の運転条件等によっては、未反応のHCによるNOx触媒41の被毒及び失活の可能性がある。HCの供給速度を遅くすれば、HCのみを供給し且つNOx触媒41が失活しないようにしてNOx触媒41を昇温することも不可能ではないが、そうすると昇温速度が遅くなる。硫黄被毒回復処理におけるNOx触媒41の昇温はできるだけ早期に完了することが好ましいので、本実施例では、この温度領域においてCOとHCとを併用してNOx触媒41を昇温するようにした。これにより、NOx触媒41の失活を抑制しつつ、急速にNOx触媒41を昇温することができる。なお、ステップS105において、NOx触媒41に供給するCOの量及びHCの量は、又は、NOx触媒41に供給すべき全還元成分量のうちのCOとHCとの比率は、ある一定値としても良いし、NOx触媒41の温度に応じた可変値としても良い。例えば、NOx触媒41の温度が高くなるほど、COの供給量を減らすとともにHCの供給量を増やしても良い。この場合のCOやHCの供給量の変化のさせ方は、NOx触媒41の温度に関して連続的なものとしても良いし、段階的なものとしても良い。また、NOx触媒41の温度上昇とともにHCの供給量を増加させつつ、COの供給量は維持するようにしても良い。ステップS105を実行後、ECU26はステップS102に戻る。   In step S102, when the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than the second reference temperature T2 and lower than the third reference temperature T3 (T2 ≦ Tcat <T3), the ECU 26 proceeds to step S105 and supplies CO and HC to the NOx catalyst 41. To raise the temperature of the NOx catalyst 41. In this temperature range, both CO and HC can be oxidized in the NOx catalyst 41. However, if the temperature of the catalyst is increased only by supplying HC, as described above, the HC vaporization rate, HC supply rate, HC Depending on the supply amount, exhaust flow rate, exhaust air-fuel ratio, operating conditions of the internal combustion engine 1, etc., there is a possibility that the NOx catalyst 41 is poisoned and deactivated by unreacted HC. If the supply rate of HC is slowed, it is not impossible to raise the temperature of the NOx catalyst 41 by supplying only HC and preventing the NOx catalyst 41 from being deactivated. Since it is preferable to complete the temperature increase of the NOx catalyst 41 in the sulfur poisoning recovery process as early as possible, in this embodiment, the temperature of the NOx catalyst 41 is increased by using both CO and HC in this temperature range. . Thereby, the temperature of the NOx catalyst 41 can be rapidly raised while suppressing the deactivation of the NOx catalyst 41. In step S105, the amount of CO and the amount of HC supplied to the NOx catalyst 41 or the ratio of CO and HC in the total amount of reducing components to be supplied to the NOx catalyst 41 may be a certain constant value. It is good also as a variable value according to the temperature of the NOx catalyst 41. For example, as the temperature of the NOx catalyst 41 increases, the CO supply amount may be reduced and the HC supply amount may be increased. In this case, how to change the supply amount of CO and HC may be continuous with respect to the temperature of the NOx catalyst 41 or may be stepwise. Further, the CO supply amount may be maintained while increasing the HC supply amount as the temperature of the NOx catalyst 41 rises. After executing step S105, the ECU 26 returns to step S102.

ステップS103において、触媒温度Tcatが第3基準温度T3以上で且つ目標温度Ttrgより低い場合(T3≦Tcat<Ttrg)、ECU26はステップS106に進み、NOx触媒41にHCを供給することによってNOx触媒41の昇温を行う。この温度領域では、COの酸化反応及びHCの酸化反応のいずれによってもNOx触媒41を昇温させることが可能である。しかしながら、ディーゼルエンジンの場合、大量のCOを発生させることには背反がある。すなわち、NOx触媒41にCOを供給する場合、吸入空気量を減らしたりEGRガス量を増やしたりすることによって不完全燃焼の割合を増加させたり、燃料噴射量を増やして空燃比をリッチ化させたりする必要があるため、大量のCOを発生させようとすると、PMの発生量の増加、オイル希釈、燃費悪化等の問題が生じる可能性がある。これに対して、HCを供給する場合は、このような問題を生じることなく、比較的多くの量をNOx触媒41に供給できるというメリットがある。従って、NOx触媒41に大量のHCを供給しても未反応HCによるNOx触媒41の被毒及び失活の虞のないこの温度領域においては、HCの供給のみによってNOx触媒41の昇温を行うこととした。ステップS106を実行後、ECU26はステップS102に戻る。   In step S103, when the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than the third reference temperature T3 and lower than the target temperature Ttrg (T3 ≦ Tcat <Ttrg), the ECU 26 proceeds to step S106 and supplies the HC to the NOx catalyst 41, thereby supplying the NOx catalyst 41. The temperature is increased. In this temperature region, it is possible to raise the temperature of the NOx catalyst 41 by both the CO oxidation reaction and the HC oxidation reaction. However, in the case of a diesel engine, there is a tradeoff in generating a large amount of CO. That is, when CO is supplied to the NOx catalyst 41, the ratio of incomplete combustion is increased by decreasing the intake air amount or increasing the EGR gas amount, or the fuel injection amount is increased to enrich the air-fuel ratio. Therefore, if a large amount of CO is generated, problems such as an increase in the amount of PM generated, oil dilution, and deterioration in fuel efficiency may occur. On the other hand, when HC is supplied, there is an advantage that a relatively large amount can be supplied to the NOx catalyst 41 without causing such a problem. Therefore, even if a large amount of HC is supplied to the NOx catalyst 41, the temperature of the NOx catalyst 41 is increased only by supplying HC in this temperature range where there is no possibility of poisoning and deactivation of the NOx catalyst 41 by unreacted HC. It was decided. After executing step S106, the ECU 26 returns to step S102.

ステップS103において、触媒温度Tcatが目標温度Ttrg以上の場合(Ttrg≦Tcat)、ECU26は昇温制御が完了したと判断し、硫黄被毒回復処理における触媒昇温後の処理、すなわち図3のステップS201以降の処理に移行する。   In step S103, when the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than the target temperature Ttrg (Ttrg ≦ Tcat), the ECU 26 determines that the temperature increase control is completed, and the process after the catalyst temperature increase in the sulfur poisoning recovery process, that is, the step of FIG. The process proceeds to S201 and subsequent steps.

本実施例においてステップS104〜106を実行するECU26が、本発明における触媒昇温制御手段に相当する。   In this embodiment, the ECU 26 that executes steps S104 to S106 corresponds to the catalyst temperature increase control means in the present invention.

以上説明した昇温制御を実行した時のNOx触媒41の触媒昇温Tcat、CO供給量、及び、HC供給量の時間変化の一例を図3に示す。   FIG. 3 shows an example of temporal changes in the catalyst temperature increase Tcat, the CO supply amount, and the HC supply amount of the NOx catalyst 41 when the temperature increase control described above is executed.

図3の例では、時刻t0において硫黄被毒回復処理の実行条件が成立したと判定されたとする。この時、図3(A)に示すように、触媒温度Tcatは第1基準温度T1より低かったとする。この場合、COの供給によってもHCの供給によっても好適にNOx触媒41を昇温することができないので、図3(B)及び図3(C)に示すように、COの供給もHCの供給も行われない。従って、CO又はHCの供給によるNOx触媒41の昇温は、この時点では行われない。ここでは、その他の要因、例えば、内燃機関1が高負荷運転する等によって排気の温度が高まり、それによって触媒温度が徐々に上昇し、時刻t1において触媒温度Tcatが第1基準温度T1に達したとする。   In the example of FIG. 3, it is assumed that it is determined that the execution condition of the sulfur poisoning recovery process is satisfied at time t0. At this time, it is assumed that the catalyst temperature Tcat is lower than the first reference temperature T1, as shown in FIG. In this case, since the temperature of the NOx catalyst 41 cannot be suitably raised by either CO supply or HC supply, as shown in FIGS. 3B and 3C, CO supply and HC supply are also possible. Also not done. Therefore, the temperature rise of the NOx catalyst 41 by supplying CO or HC is not performed at this time. Here, the exhaust gas temperature increases due to other factors such as the internal combustion engine 1 operating at a high load, and as a result, the catalyst temperature gradually rises, and the catalyst temperature Tcat reaches the first reference temperature T1 at time t1. And

触媒温度Tcatが第1基準温度T1に達すると、図3(B)に示すようにCOの供給が開始される。この温度ではまだHCがNOx触媒41において酸化反応困難であるので、図3(C)に示すように、HCの供給は行われない。これにより、HCの酸化反応熱によってNOx触媒41を昇温することが困難な低温状態においても、図3(A)に示すように、NOx触媒41を昇温することができる。   When the catalyst temperature Tcat reaches the first reference temperature T1, the supply of CO is started as shown in FIG. At this temperature, since HC is still difficult to oxidize in the NOx catalyst 41, as shown in FIG. 3C, HC is not supplied. Thus, even in a low temperature state where it is difficult to raise the temperature of the NOx catalyst 41 by the heat of oxidation reaction of HC, the temperature of the NOx catalyst 41 can be raised as shown in FIG.

そして、時刻t2において触媒温度Tcatが第2基準温度T2に達すると、NOx触媒41においてHCが酸化反応可能になるので、図3(B)及び図3(C)に示すように、HCの供給が開始され、触媒温度Tcatの上昇とともにHCの供給量が増加させていく。この温度では、要求される還元剤量の全てをHCによって供給しようとすると、未反応HCによるNOx触媒41の被毒及び失活の可能性があるため、COの供給も継続するが、HCの供給量の増加に応じてCOの供給量を減少させていく。   When the catalyst temperature Tcat reaches the second reference temperature T2 at the time t2, the HC can be oxidized in the NOx catalyst 41. Therefore, as shown in FIGS. 3B and 3C, the supply of HC Is started, and the supply amount of HC increases as the catalyst temperature Tcat rises. At this temperature, if all the required amount of reducing agent is supplied by HC, there is a possibility of poisoning and deactivation of the NOx catalyst 41 by unreacted HC. The supply amount of CO is decreased as the supply amount increases.

そして、時刻t3において触媒温度Tcatが第3基準温度T3に達すると、触媒昇温のために要求される全還元剤量をHCによって供給してもNOx触媒41が失活する虞が少なくなるので、図3(B)に示すようにCOの供給を停止し、HCのみをNOx触媒41に供給することにより、目標温度Ttrgまで触媒温度を上昇させていく。   When the catalyst temperature Tcat reaches the third reference temperature T3 at time t3, the NOx catalyst 41 is less likely to be deactivated even if the total amount of reducing agent required for raising the catalyst temperature is supplied by HC. As shown in FIG. 3B, the supply of CO is stopped, and only HC is supplied to the NOx catalyst 41, whereby the catalyst temperature is raised to the target temperature Ttrg.

ここで、図3では、HC及びCOの両方を供給してNOx触媒41を昇温する場合に、触媒温度Tcatに応じて徐々にHC供給量を増加させるとともに徐々にCO供給量を減少させる例を示したが、図4に示すように、触媒温度Tcatが第3基準温度に達するまでの期間、CO及びHCをそれぞれ一定量ずつ供給するようにしても良い。要は、急速な触媒昇温のために要求される全還元剤量をHCによって供給するとNOx触媒41が失活する可能性のある温度領域において、酸化反応速度が速くNOx触媒41の失活の原因となりにくいCOと、スモークや燃費の面でCOより有利なHCと、を組み合わせてNOx触媒41に供給するようにすれば、本発明の効果が得られる。   Here, in FIG. 3, when both the HC and the CO are supplied and the NOx catalyst 41 is heated, the HC supply amount is gradually increased and the CO supply amount is gradually decreased according to the catalyst temperature Tcat. However, as shown in FIG. 4, during the period until the catalyst temperature Tcat reaches the third reference temperature, CO and HC may be supplied by a certain amount. In short, in the temperature range where the NOx catalyst 41 may be deactivated when the total amount of reducing agent required for rapid catalyst temperature rise is supplied by HC, the oxidation reaction rate is high and the deactivation of the NOx catalyst 41 is performed. The effect of the present invention can be obtained by supplying the NOx catalyst 41 with a combination of CO that is less likely to cause and HC that is more advantageous than CO in terms of smoke and fuel consumption.

次に、本実施例の硫黄被毒回復処理における、NOx触媒41に流入する排気の空燃比をリッチ化する制御について説明する。NOx触媒41の昇温完了後の硫黄被毒回復処理においては、NOx触媒41を目標温度Ttrgに維持しつつ、NOx触媒41に流入する排気の空燃比をSOx脱離可能なリッチ空燃比にする必要がある。このような触媒昇温後のSOx脱離処理においては、大量の還元成分をNOx触媒41に供給する必要がある。大量のHCが供給されると、上述したようにNOx触媒41の活性点が未反応のHCによって被毒されて失活してしまう可能性がある。この場合、NOx触媒41の触媒温度が
第3基準温度以上であっても、NOx触媒41においてHCの酸化反応が好適に進行しにくい状態となるため、NOx触媒41の温度が低下し、触媒温度を目標温度に維持することができなくなる虞がある。
Next, control for enriching the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 41 in the sulfur poisoning recovery process of this embodiment will be described. In the sulfur poisoning recovery process after the temperature increase of the NOx catalyst 41 is completed, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 41 is changed to a rich air-fuel ratio capable of SOx desorption while maintaining the NOx catalyst 41 at the target temperature Ttrg. There is a need. In such SOx desorption processing after the catalyst temperature rise, it is necessary to supply a large amount of reducing components to the NOx catalyst 41. When a large amount of HC is supplied, the active sites of the NOx catalyst 41 may be poisoned by unreacted HC and deactivated as described above. In this case, even if the catalyst temperature of the NOx catalyst 41 is equal to or higher than the third reference temperature, the NOx catalyst 41 is in a state in which the oxidation reaction of HC does not proceed appropriately, so that the temperature of the NOx catalyst 41 decreases and the catalyst temperature May not be maintained at the target temperature.

そこで、本実施例のSOx脱離処理においては、NOx触媒41の温度Tcatと目標温度Ttrgとの温度差ΔTに着目した。すなわち、昇温処理完了後のSOx脱離処理において温度差ΔTが所定の基準温度差を越えて拡がった場合、上記のようにNOx触媒41が失活状態となっていると判断し、SOx脱離処理においてNOx触媒41にCOの供給を行うこととした。   Therefore, in the SOx desorption process of this embodiment, attention is paid to the temperature difference ΔT between the temperature Tcat of the NOx catalyst 41 and the target temperature Ttrg. That is, when the temperature difference ΔT spreads beyond the predetermined reference temperature difference in the SOx desorption process after the temperature raising process is completed, it is determined that the NOx catalyst 41 is deactivated as described above, and the SOx desorption is performed. In the separation process, CO was supplied to the NOx catalyst 41.

上述のように、COはNOx触媒41に吸着することなく酸化反応するので、未反応のHCによってNOx触媒41の活性点の多くが被覆されている状況であっても酸化反応可能であり、その反応熱によって低下したNOx触媒41の温度を再び上昇させることができる。そして、NOx触媒41の温度上昇とともにNOx触媒41に吸着している未反応のHCの気化及び酸化反応が促進され、NOx触媒41を再び活性化させることができる。そして、NOx触媒41の温度Tcatと目標温度Ttrgとの温度差ΔTが十分小さくなったら、COの供給を停止して、再びHCのみの供給によるSOx脱離処理に復帰する。   As described above, CO undergoes an oxidation reaction without being adsorbed to the NOx catalyst 41. Therefore, even in a situation where many of the active sites of the NOx catalyst 41 are covered with unreacted HC, an oxidation reaction is possible. The temperature of the NOx catalyst 41 that has decreased due to the heat of reaction can be increased again. As the temperature of the NOx catalyst 41 rises, the vaporization and oxidation reaction of unreacted HC adsorbed on the NOx catalyst 41 is promoted, and the NOx catalyst 41 can be activated again. When the temperature difference ΔT between the temperature Tcat of the NOx catalyst 41 and the target temperature Ttrg becomes sufficiently small, the supply of CO is stopped and the SOx desorption process by supplying only HC is resumed.

このように、SOx脱離処理において、NOx触媒41の温度だけでなく、NOx触媒41の温度と目標温度との温度差に基づいて、NOx触媒41に還元剤としてCOを供給することにより、SOx脱離処理においてNOx触媒41が失活することを抑制することができ、より好適に硫黄被毒回復処理を実施することが可能となる。   Thus, in the SOx desorption process, by supplying CO as a reducing agent to the NOx catalyst 41 based on not only the temperature of the NOx catalyst 41 but also the temperature difference between the temperature of the NOx catalyst 41 and the target temperature, SOx It is possible to suppress the deactivation of the NOx catalyst 41 in the desorption process, and it is possible to more appropriately perform the sulfur poisoning recovery process.

図5は、本実施例の硫黄被毒回復処理におけるSOx脱離処理の制御ルーチンを表すフローチャートである。このルーチンは、図2のフローのステップS103において触媒温度Tcatが目標温度Ttrg以上であると判定された場合に実行される。   FIG. 5 is a flowchart showing a control routine of the SOx desorption process in the sulfur poisoning recovery process of the present embodiment. This routine is executed when it is determined in step S103 in the flow of FIG. 2 that the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than the target temperature Ttrg.

ステップS201において、ECU26は、硫黄被毒回復処理の終了条件の成立の有無を判定する。本実施例では、NOx触媒41の昇温処理完了後のSOx脱離処理の実施時間が所定時間を経過した場合に、硫黄被毒回復処理の終了条件が成立したと判定する。この所定時間は、NOx触媒41に吸蔵されたSOxがほぼ脱離し切ったと判断可能な時間であり、予め実験により求めておく。なお、硫黄被毒回復処理の終了判定はその他の方法により行っても良い。ステップS201において硫黄被毒回復処理終了条件が成立したと判定された場合(Yes)、ECU26は本ルーチンを一旦抜ける。一方、硫黄被毒回復処理終了条件が成立していないと判定された場合(No)、ECU26はステップS202に進む。   In step S201, the ECU 26 determines whether or not an end condition for the sulfur poisoning recovery process is satisfied. In this embodiment, when the execution time of the SOx desorption process after the completion of the temperature raising process of the NOx catalyst 41 has passed a predetermined time, it is determined that the end condition for the sulfur poisoning recovery process is satisfied. This predetermined time is a time during which it can be determined that the SOx occluded in the NOx catalyst 41 has almost completely desorbed, and is obtained in advance by experiments. Note that the end of the sulfur poisoning recovery process may be determined by other methods. If it is determined in step S201 that the sulfur poisoning recovery process end condition is satisfied (Yes), the ECU 26 once exits this routine. On the other hand, when it is determined that the sulfur poisoning recovery process termination condition is not satisfied (No), the ECU 26 proceeds to step S202.

ステップS202において、ECU26は、NOx触媒41へHCを供給する。HCの供給量は、NOx触媒41の温度Tcatを目標温度Ttrgに維持しつつ、NOx触媒41に流入する排気の空燃比がSOx脱離可能なリッチ空燃比となるように定められる。   In step S202, the ECU 26 supplies HC to the NOx catalyst 41. The supply amount of HC is determined so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 41 becomes a rich air-fuel ratio capable of SOx desorption while maintaining the temperature Tcat of the NOx catalyst 41 at the target temperature Ttrg.

ステップS203において、ECU26は、NOx触媒41の温度Tcatを取得する。   In step S203, the ECU 26 acquires the temperature Tcat of the NOx catalyst 41.

ステップS204において、ECU26は、ステップS203で取得した触媒温度Tcatと目標温度Ttrgとの温度差ΔTを算出する。   In step S204, the ECU 26 calculates a temperature difference ΔT between the catalyst temperature Tcat acquired in step S203 and the target temperature Ttrg.

ステップS205において、ECU26は、ステップS204で算出した温度差ΔTが所定の基準温度差ΔTcを越えているか否かを判定する。ここで、基準温度差ΔTcは、
未反応のHCによってNOx触媒41の酸化活性が失活していると判断可能な温度差の基準値である。ステップS205で温度差ΔTが基準温度差ΔTc以下の場合(No)、ECU26はNOx触媒41は失活していないと判断し、ステップS201に戻る。一方、ステップS205で温度差ΔTが基準温度差ΔTcを越えている場合(Yes)、ECU26はNOx触媒41が未反応HCによって失活していると判断し、ステップS206に進む。
In step S205, the ECU 26 determines whether or not the temperature difference ΔT calculated in step S204 exceeds a predetermined reference temperature difference ΔTc. Here, the reference temperature difference ΔTc is
This is the reference value of the temperature difference that can be determined that the oxidation activity of the NOx catalyst 41 is deactivated by unreacted HC. If the temperature difference ΔT is equal to or smaller than the reference temperature difference ΔTc in step S205 (No), the ECU 26 determines that the NOx catalyst 41 is not deactivated, and returns to step S201. On the other hand, if the temperature difference ΔT exceeds the reference temperature difference ΔTc in step S205 (Yes), the ECU 26 determines that the NOx catalyst 41 is deactivated by unreacted HC, and proceeds to step S206.

ステップS206において、ECU26は、NOx触媒41へのHCの供給量を低減するとともにCOの供給を開始する。これにより、上述したように、反応速度の速いCOの酸化反応がNOx触媒41において進行し、その反応熱によってNOx触媒41の温度が上昇する。   In step S206, the ECU 26 reduces the amount of HC supplied to the NOx catalyst 41 and starts supplying CO. As a result, as described above, the oxidation reaction of CO having a high reaction rate proceeds in the NOx catalyst 41, and the temperature of the NOx catalyst 41 rises due to the heat of reaction.

ステップS207において、ECU26は、NOx触媒41の温度Tcatを取得する。   In step S207, the ECU 26 acquires the temperature Tcat of the NOx catalyst 41.

ステップS208において、ECU26は、ステップS207で取得した触媒温度Tcatと目標温度Ttrgとの温度差ΔTを算出する。   In step S208, the ECU 26 calculates a temperature difference ΔT between the catalyst temperature Tcat acquired in step S207 and the target temperature Ttrg.

ステップS209において、ECU26は、ステップS208で算出した温度差ΔTが所定の基準温度差ΔT0以下になったか否かを判定する。ここで、基準温度差ΔT0は、未反応HCの被毒によるNOx触媒41の失活状態が解消されたと判断可能な温度差の基準値である。より簡単には、ステップS209において、触媒温度Tcatが目標温度Ttrgに達したか否か(ΔT≒0)を判定するようにしても良い。ステップS209で温度差ΔTが基準温度差ΔT0より大きい場合(No)、ECU26はステップS207に戻る。一方、ステップS209で温度差ΔTが基準温度差ΔT0以下の場合(Yes)、ECU26はステップS210に進む。   In step S209, the ECU 26 determines whether or not the temperature difference ΔT calculated in step S208 has become equal to or smaller than a predetermined reference temperature difference ΔT0. Here, the reference temperature difference ΔT0 is a reference value of a temperature difference that can be determined that the deactivated state of the NOx catalyst 41 due to poisoning of unreacted HC has been eliminated. More simply, in step S209, it may be determined whether or not the catalyst temperature Tcat has reached the target temperature Ttrg (ΔT≈0). If the temperature difference ΔT is larger than the reference temperature difference ΔT0 in step S209 (No), the ECU 26 returns to step S207. On the other hand, if the temperature difference ΔT is equal to or smaller than the reference temperature difference ΔT0 in step S209 (Yes), the ECU 26 proceeds to step S210.

ステップS210において、ECU26は、NOx触媒41へのCOの供給を停止するとともに、還元剤としてHCのみの供給によりNOx触媒41の温度維持及びリッチ化可能な量までHCの供給量を増加させる。   In step S210, the ECU 26 stops the supply of CO to the NOx catalyst 41, and increases the supply amount of HC to an amount capable of maintaining and enriching the temperature of the NOx catalyst 41 by supplying only HC as a reducing agent.

以上説明したSOx脱離処理を実行した時のNOx触媒41の触媒温度Tcat、CO供給量、及び、HC供給量の時間変化の一例を図6に示す。   FIG. 6 shows an example of temporal changes in the catalyst temperature Tcat, the CO supply amount, and the HC supply amount of the NOx catalyst 41 when the SOx desorption process described above is executed.

図6の例では、NOx触媒41の昇温処理完了後、SOx脱離処理の実行中の時刻t1において、NOx触媒41の温度Tcatが低下し始めたとする。この時、NOx触媒41の温度を目標温度Ttrgに保つとともに、NOx触媒41からSOxが脱離可能なリッチ雰囲気を作り出すべく、NOx触媒41にはHCが供給されている。   In the example of FIG. 6, it is assumed that the temperature Tcat of the NOx catalyst 41 starts to decrease at the time t1 during execution of the SOx desorption process after the temperature increase process of the NOx catalyst 41 is completed. At this time, HC is supplied to the NOx catalyst 41 in order to maintain the temperature of the NOx catalyst 41 at the target temperature Ttrg and create a rich atmosphere in which SOx can be desorbed from the NOx catalyst 41.

触媒温度Tcatが徐々に低下し、時刻t2において触媒温度Tcatと目標温度Ttrgとの温度差ΔTが基準温度差ΔTcを越えたとする。そうすると、NOx触媒41が未反応HCによって被毒し、失活状態になっていると判断され、図6(B)及び図6(C)に示すように、COの供給が開始されるとともにHCの供給が停止される。これにより、NOx触媒41には反応速度の速いCOが供給され、図6(A)に示すように、COの酸化反応熱によりNOx触媒41の温度が上昇し始める。   It is assumed that the catalyst temperature Tcat gradually decreases and the temperature difference ΔT between the catalyst temperature Tcat and the target temperature Ttrg exceeds the reference temperature difference ΔTc at time t2. Then, it is determined that the NOx catalyst 41 is poisoned by the unreacted HC and is in an inactivated state, and as shown in FIGS. 6B and 6C, the supply of CO is started and the HC is started. Is stopped. Thereby, CO having a high reaction rate is supplied to the NOx catalyst 41, and the temperature of the NOx catalyst 41 starts to rise due to the oxidation reaction heat of CO, as shown in FIG.

そして、時刻t3において温度差ΔTが基準温度差ΔT0に達した時点で、NOx触媒41の失活状態が解消されたと判断され、再びHCの供給が開始されるとともにCOの供給が停止される。   Then, when the temperature difference ΔT reaches the reference temperature difference ΔT0 at time t3, it is determined that the deactivated state of the NOx catalyst 41 has been eliminated, and the supply of HC is started again and the supply of CO is stopped.

ここで、図6では、温度差ΔTが基準温度差ΔTcを越えてから基準温度差ΔT0に達するまでの期間、HCの供給を停止する例を示したが、この間HCの供給を継続しても良い。また、図6では、当該期間において、COの供給量及びHCの供給量を一定値(HCの供給量は一定値0)にする例を示したが、図7(B)及び図7(C)に示すように、当該期間において、温度差ΔTの縮小に応じてCOの供給量を減少させるとともに、HCの供給量を増加させるようにしても良い。この場合、図7(B)及び図7(C)ではHC供給量及びCO供給量を連続的に変化させる例について示したが、段階的に変化させても良い。また、当該期間においてHC供給量は変化させず、CO供給量のみ温度差ΔTに応じて変化させるようにしても良い。要は、SOx脱離処理の途中に、NOx触媒41の触媒温度Tcatが十分高いにもかかわらずNOx触媒41が失活状態と判断された場合にCOを供給するようにすれば、本発明の効果を得られる。   Here, FIG. 6 shows an example in which the supply of HC is stopped during the period from when the temperature difference ΔT exceeds the reference temperature difference ΔTc until it reaches the reference temperature difference ΔT0. good. 6 shows an example in which the supply amount of CO and the supply amount of HC are constant values (the supply amount of HC is a constant value 0) in the period, but FIG. 7B and FIG. As shown in (), during the period, the supply amount of CO may be decreased and the supply amount of HC may be increased in accordance with the reduction of the temperature difference ΔT. In this case, although FIGS. 7B and 7C show an example in which the HC supply amount and the CO supply amount are continuously changed, they may be changed stepwise. In addition, the HC supply amount may not be changed during the period, but only the CO supply amount may be changed according to the temperature difference ΔT. In short, during the SOx desorption process, if CO is supplied when the NOx catalyst 41 is determined to be in an inactive state even though the catalyst temperature Tcat of the NOx catalyst 41 is sufficiently high, the present invention can be used. The effect can be obtained.

実施例1では、硫黄被毒回復処理のSOx脱離処理において、NOx触媒41の温度を目標温度に維持する触媒温度制御を行っている時に、触媒温度と目標温度との温度差の大きさに応じてCOの供給を行う制御について説明した。詳細には、実施例1では、触媒温度Tcatが第3基準温度T3以上であっても、温度差ΔTが基準温度差ΔTcを越えてから一定期間はCOの供給を行うことによって、NOx触媒41の失活状態を解消する。   In Example 1, in the SOx desorption process of the sulfur poisoning recovery process, when the catalyst temperature control is performed to maintain the temperature of the NOx catalyst 41 at the target temperature, the temperature difference between the catalyst temperature and the target temperature is increased. The control for supplying CO in response to this has been described. Specifically, in Example 1, even if the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than the third reference temperature T3, the NOx catalyst 41 is supplied by supplying CO for a certain period after the temperature difference ΔT exceeds the reference temperature difference ΔTc. Eliminate the inactive state.

本実施例では、硫黄被毒回復処理の触媒昇温処理において、NOx触媒41の温度を目標温度に向けて昇温する触媒温度制御を行っている時に、触媒温度と目標温度との温度差の変化速度に応じてCOの供給を行う制御について説明する。   In this embodiment, in the catalyst temperature increase process of the sulfur poisoning recovery process, when the catalyst temperature control is performed to increase the temperature of the NOx catalyst 41 toward the target temperature, the temperature difference between the catalyst temperature and the target temperature is changed. Control for supplying CO in accordance with the changing speed will be described.

本実施例では、実施例1の図2のフローにおいて、ステップS103で触媒温度Tcatが第3基準温度以上目標温度Ttrg未満と判定され、HCを供給することによりNOx触媒41の昇温を行っている時に、触媒温度Tcatと目標温度Ttrgとの温度差ΔTを算出する。そして、算出された温度差ΔTと、それ以前に算出した温度差ΔTと、に基づいて、温度差ΔTの現状の変化速度(dΔT/dt)を算出する。そして、算出された変化速度が負の値で且つその大きさが所定の目標値を下回っていた場合、又は、算出された速度が正の値の場合、NOx触媒41が失活状態であると判断して、COの供給を開始する。ここで、変化速度の目標値とは、NOx触媒41が正常の活性状態にある場合に、HCの供給量や内燃機関の運転条件等から想定される変化速度である。   In the present embodiment, in the flow of FIG. 2 of the first embodiment, it is determined in step S103 that the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than the third reference temperature and lower than the target temperature Ttrg, and the NOx catalyst 41 is heated by supplying HC. The temperature difference ΔT between the catalyst temperature Tcat and the target temperature Ttrg is calculated. Based on the calculated temperature difference ΔT and the previously calculated temperature difference ΔT, a current change rate (dΔT / dt) of the temperature difference ΔT is calculated. When the calculated change speed is a negative value and the magnitude thereof is lower than a predetermined target value, or when the calculated speed is a positive value, the NOx catalyst 41 is in a deactivated state. Judgment is made and the supply of CO is started. Here, the target value of the change rate is a change rate assumed from the supply amount of HC, the operating condition of the internal combustion engine, and the like when the NOx catalyst 41 is in a normal active state.

算出された変化速度が負の値で且つその大きさが目標値を下回っている場合は、触媒温度Tcatは上昇はしているものの、その上昇速度が鈍化していることを意味する。また、算出された変化速度が正の値の場合、本来上昇しているべき触媒温度が低下していることを意味する。このような場合、本実施例では、NOx触媒41に供給されたHCによってNOx触媒41が被毒され失活状態にあると判断し、触媒温度Tcatが第3基準値以上の温度領域に属している場合であっても、COの供給を行う。このCOの供給は、変化速度が負の値で且つその大きさが目標値以上になるまで継続する。   When the calculated change rate is a negative value and its magnitude is lower than the target value, it means that the catalyst temperature Tcat is rising, but the rate of increase is slowing down. Further, when the calculated change rate is a positive value, it means that the catalyst temperature that should have been increased is decreased. In such a case, in this embodiment, it is determined that the NOx catalyst 41 is poisoned and deactivated by the HC supplied to the NOx catalyst 41, and the catalyst temperature Tcat belongs to a temperature range equal to or higher than the third reference value. Even if it is, CO is supplied. This supply of CO continues until the rate of change is a negative value and the magnitude thereof exceeds a target value.

こうして、NOx触媒41にCOが供給されることにより、COが速やかに酸化反応し、その反応熱によってNOx触媒41の昇温速度が回復し、NOx触媒41の温度上昇とともに失活状態が解消される。従って、NOx触媒41の失活によって触媒昇温処理の効率が低下することを抑制できる。   Thus, when CO is supplied to the NOx catalyst 41, the CO rapidly undergoes an oxidation reaction, and the temperature rise rate of the NOx catalyst 41 is recovered by the reaction heat, and the deactivated state is canceled as the temperature of the NOx catalyst 41 rises. The Therefore, it is possible to suppress a decrease in the efficiency of the catalyst temperature increasing process due to the deactivation of the NOx catalyst 41.

図8は、以上説明した本実施例における昇温制御を実行した時のNOx触媒41の触媒昇温Tcat、CO供給量、及び、HC供給量の時間変化の一例を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of temporal changes in the catalyst temperature increase Tcat, the CO supply amount, and the HC supply amount of the NOx catalyst 41 when the temperature increase control in the present embodiment described above is executed.

図8において、触媒温度Tcatが第3基準温度T3以上になったと判定されるまでは
実施例1の図3と同様であるので、説明を省略する。図8(A)に示すように、触媒温度Tcatが第3基準温度T3以上になったと判定された後の時刻taにおいて、触媒温度Tcatと目標温度Ttrgとの温度差ΔTの変化速度dΔT/dtが負の値で且つその大きさが目標値を下回り、その後正の値になったとする(すなわち、触媒温度Tcatの上昇速度が鈍化し、次いで温度低下に転じる)。
8, since it is the same as that of FIG. 3 of Example 1 until it determines with the catalyst temperature Tcat becoming more than 3rd reference temperature T3, description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 8 (A), at time ta after it is determined that the catalyst temperature Tcat has become equal to or higher than the third reference temperature T3, the rate of change dΔT / dt of the temperature difference ΔT between the catalyst temperature Tcat and the target temperature Ttrg. Is a negative value and its magnitude falls below the target value, and then becomes a positive value (that is, the rate of increase of the catalyst temperature Tcat slows down, and then starts to decrease).

すると、図8(B)に示すように、それまで停止されていたCOの供給が開始される。この時、図8(C)に示すように、HCの供給量は変化させなくても良いし、COの供給開始に応じてHCの供給量を減少させても良い。いずれにしても、NOx触媒41にCOが供給されることで、COの酸化反応熱によってNOx触媒41の温度低下が抑制されるとともにNOx触媒41の活性状態が回復し始める。   Then, as shown in FIG. 8B, the supply of CO that has been stopped is started. At this time, as shown in FIG. 8C, the supply amount of HC may not be changed, or the supply amount of HC may be decreased in accordance with the start of supply of CO. In any case, when CO is supplied to the NOx catalyst 41, the temperature reduction of the NOx catalyst 41 is suppressed by the oxidation reaction heat of CO, and the active state of the NOx catalyst 41 starts to recover.

これにより、図8(A)に示すように温度差ΔTの変化速度が正の値から負の値に転じ、時刻tbにおいて負の値で且つその大きさが目標値以上であるような変化速度になる。すると、NOx触媒41の失活状態が解消されたと判断され、図8(B)に示すように、COの供給が停止される。時刻tb以降においては、図8(A)に示すように、HC供給量及び内燃機関1の運転条件等から想定される目標値以上の減少速度でΔTが減少し、触媒温度Tcatが目標温度Ttrgに向かって好適に上昇していく。   As a result, as shown in FIG. 8A, the change rate of the temperature difference ΔT changes from a positive value to a negative value, and the change rate is a negative value at time tb and the magnitude thereof is equal to or greater than the target value. become. Then, it is determined that the deactivated state of the NOx catalyst 41 has been eliminated, and the supply of CO is stopped as shown in FIG. After time tb, as shown in FIG. 8 (A), ΔT decreases at a reduction rate that is equal to or higher than the target value assumed from the HC supply amount and the operating conditions of the internal combustion engine 1, and the catalyst temperature Tcat becomes the target temperature Ttrg. It rises favorably toward.

以上説明したように、触媒昇温処理においても、NOx触媒41の触媒温度のみならず、触媒温度と目標温度との温度差も考慮してHCの供給量及びCOの供給量を制御することにより、より確実にNOx触媒41を昇温させることができる。   As described above, also in the catalyst temperature increasing process, by controlling not only the catalyst temperature of the NOx catalyst 41 but also the temperature difference between the catalyst temperature and the target temperature, the HC supply amount and the CO supply amount are controlled. Thus, the temperature of the NOx catalyst 41 can be raised more reliably.

なお、以上述べた実施例は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施例には種々の変更を加え得る。例えば、上記各実施例では、NOx触媒の酸化能によってCO及びHCを酸化反応させてNOx触媒を昇温するように構成されたシステムに本発明を適用した場合について説明したが、NOx触媒の上流側に酸化触媒を配置し、当該酸化触媒にCO及びHCを供給することによって触媒を昇温するように構成されたシステムに本発明を適用することもできる。また、NOx触媒の硫黄被毒回復処理に伴う触媒昇温やリッチ制御だけでなく、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタの再生処理に伴う触媒昇温にも本発明を適用することができる。   The above-described embodiment is an example for explaining the present invention, and various modifications can be made to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention. For example, in each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a system configured to raise the temperature of the NOx catalyst by oxidizing CO and HC by the oxidation ability of the NOx catalyst has been described. The present invention can also be applied to a system configured to arrange an oxidation catalyst on the side and to raise the temperature of the catalyst by supplying CO and HC to the oxidation catalyst. Further, the present invention can be applied not only to the catalyst temperature rise and rich control accompanying the sulfur poisoning recovery process of the NOx catalyst, but also to the catalyst temperature rise accompanying the regeneration process of the filter that collects particulate matter in the exhaust gas. .

実施例に係る排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine to which the exhaust gas purification apparatus which concerns on an Example, its intake system, and an exhaust system is applied. 実施例1の硫黄被毒回復処理におけるNOx触媒の昇温制御ルーチンを表すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a temperature increase control routine for a NOx catalyst in the sulfur poisoning recovery process of the first embodiment. 実施例1の硫黄被毒回復処理におけるNOx触媒の昇温制御を実行した時のNOx触媒の触媒温度、CO供給量、及び、HC供給量の時間変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change of the catalyst temperature of NOx catalyst, CO supply amount, and HC supply amount at the time of performing temperature rising control of the NOx catalyst in the sulfur poisoning recovery process of Example 1. 実施例1の硫黄被毒回復処理におけるNOx触媒の昇温制御を実行した時のNOx触媒の触媒温度、CO供給量、及び、HC供給量の時間変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change of the catalyst temperature of NOx catalyst, CO supply amount, and HC supply amount at the time of performing temperature rising control of the NOx catalyst in the sulfur poisoning recovery process of Example 1. 実施例1の硫黄被毒回復処理におけるSOx脱離処理の制御ルーチンを表すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a control routine for SOx desorption processing in the sulfur poisoning recovery processing according to the first embodiment. 実施例1の硫黄被毒回復処理におけるSOx脱離処理を実行した時のNOx触媒の触媒温度、CO供給量、及び、HC供給量の時間変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change of the catalyst temperature of NOx catalyst, CO supply amount, and HC supply amount at the time of performing SOx desorption process in the sulfur poisoning recovery process of Example 1. 実施例1の硫黄被毒回復処理におけるSOx脱離処理を実行した時のNOx触媒の触媒温度、CO供給量、及び、HC供給量の時間変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change of the catalyst temperature of NOx catalyst, CO supply amount, and HC supply amount at the time of performing SOx desorption process in the sulfur poisoning recovery process of Example 1. 実施例2の硫黄被毒回復処理におけるNOx触媒の昇温制御を実行した時のNOx触媒の触媒温度、CO供給量、及び、HC供給量の時間変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change of the catalyst temperature of NOx catalyst, CO supply amount, and HC supply amount at the time of performing temperature rising control of NOx catalyst in the sulfur poisoning recovery process of Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
7 エアフローメータ
14 EGR弁
15 EGR通路
17 吸気マニホールド
18 排気マニホールド
19 燃料添加弁
22 吸気絞り弁
26 ECU
29 インジェクタ
41 NOx触媒
42 吸気通路
43 排気通路
49 気筒
50 排気温度センサ
1 Internal combustion engine 7 Air flow meter 14 EGR valve 15 EGR passage 17 Intake manifold 18 Exhaust manifold 19 Fuel addition valve 22 Inlet throttle valve 26 ECU
29 Injector 41 NOx catalyst 42 Intake passage 43 Exhaust passage 49 Cylinder 50 Exhaust temperature sensor

Claims (5)

内燃機関の排気通路に配置された酸化能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気中にHCを供給するHC供給手段と、
前記触媒に流入する排気中にCOを供給するCO供給手段と、
前記触媒の温度を取得する温度取得手段と、
前記HC供給手段によってHCを供給及び/又は前記CO供給手段によってCOを供給することにより前記触媒の温度を上昇させる触媒昇温制御を行う触媒昇温制御手段と、
を備え、
前記触媒昇温制御手段は、前記触媒昇温制御の実行条件が成立した場合に、
前記触媒の温度が所定の第1基準温度より低いときは、前記触媒昇温制御を実行せず、
前記触媒の温度が前記第1基準温度以上で且つ所定の第2基準温度より低いときは、前記CO供給手段によってCOを供給することにより前記触媒昇温制御を実行し、
前記触媒の温度が前記第2基準温度以上で且つ所定の第3基準温度より低いときは、前記CO供給手段によってCOを供給及び前記HC供給手段によってHCを供給することにより前記触媒昇温制御を実行し、
前記触媒の温度が前記第3基準温度以上のときは、前記HC供給手段によってHCを供給することにより前記触媒昇温制御を実行することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
A catalyst having oxidation ability disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine;
HC supply means for supplying HC into the exhaust gas flowing into the catalyst;
CO supply means for supplying CO into the exhaust gas flowing into the catalyst;
Temperature acquisition means for acquiring the temperature of the catalyst;
Catalyst temperature increase control means for performing catalyst temperature increase control for increasing the temperature of the catalyst by supplying HC by the HC supply means and / or supplying CO by the CO supply means;
With
When the catalyst temperature increase control execution condition is satisfied, the catalyst temperature increase control means
When the temperature of the catalyst is lower than a predetermined first reference temperature, the catalyst temperature increase control is not executed,
When the temperature of the catalyst is equal to or higher than the first reference temperature and lower than a predetermined second reference temperature, the catalyst temperature increase control is executed by supplying CO by the CO supply means,
When the temperature of the catalyst is equal to or higher than the second reference temperature and lower than a predetermined third reference temperature, the catalyst temperature increase control is performed by supplying CO by the CO supply means and supplying HC by the HC supply means. Run,
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein when the temperature of the catalyst is equal to or higher than the third reference temperature, the catalyst temperature increase control is executed by supplying HC by the HC supply means.
請求項1において、
前記触媒昇温制御手段は、前記温度取得手段により取得される前記触媒の温度が、前記第2基準温度以上で且つ前記第3基準温度より低いときに行う触媒昇温制御において、当該触媒の温度が高いほど、前記HC供給手段によるHCの供給量を多くするとともに、前記CO供給手段によるCOの供給量を少なくすることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
In claim 1,
In the catalyst temperature increase control performed when the temperature of the catalyst acquired by the temperature acquisition means is equal to or higher than the second reference temperature and lower than the third reference temperature, the catalyst temperature increase control means The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, characterized by increasing the amount of HC supplied by the HC supply means and decreasing the amount of CO supplied by the CO supply means as the value of the HC supply means increases.
内燃機関の排気通路に配置された酸化能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気中にHCを供給するHC供給手段と、
前記触媒に流入する排気中にCOを供給するCO供給手段と、
前記触媒の温度を取得する温度取得手段と、
前記HC供給手段によるHCの供給及び/又は前記CO供給手段によるCOの供給によ
り前記触媒の温度を所定の目標温度に制御する触媒温度制御を行う触媒温度制御手段と、を備え、
前記触媒温度制御手段は、前記温度取得手段により取得される前記触媒の温度と前記目標温度との差に応じて、当該差が大きいほど前記CO供給手段によるCOの供給量を多くするように前記HC供給手段によるHCの供給量及び前記CO供給手段によるCOの供給量を制御することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
A catalyst having oxidation ability disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine;
HC supply means for supplying HC into the exhaust gas flowing into the catalyst;
CO supply means for supplying CO into the exhaust gas flowing into the catalyst;
Temperature acquisition means for acquiring the temperature of the catalyst;
Catalyst temperature control means for performing catalyst temperature control for controlling the temperature of the catalyst to a predetermined target temperature by supply of HC by the HC supply means and / or supply of CO by the CO supply means,
In accordance with the difference between the temperature of the catalyst acquired by the temperature acquisition unit and the target temperature, the catalyst temperature control unit increases the amount of CO supplied by the CO supply unit as the difference increases. An exhaust emission control device for an internal combustion engine, which controls an HC supply amount by an HC supply means and a CO supply amount by the CO supply means.
請求項3において、
前記触媒温度制御手段は、前記温度差が所定の第1の基準値より大きくなったことを条件に前記CO供給手段によるCOの供給を開始し、その後前記温度差が所定の第2の基準値より小さくなったことを条件に前記CO供給手段によるCOの供給を停止することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
In claim 3,
The catalyst temperature control means starts the supply of CO by the CO supply means on the condition that the temperature difference becomes larger than a predetermined first reference value, and then the temperature difference becomes a predetermined second reference value. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the supply of CO by the CO supply means is stopped on the condition that it becomes smaller.
請求項において、
前記触媒温度制御手段は、前記CO供給手段によるCOの供給を行う時は、COの供給量に応じて、前記HC供給手段によるHCの供給を調節することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
In claim 4 ,
The catalyst temperature control means adjusts the supply of HC by the HC supply means according to the supply amount of CO when the CO supply by the CO supply means is performed. .
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