JP2002256858A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably regenerate a catalyst apparatus in an exhaust emission control device for an internal combustion engine. SOLUTION: An S recovery frequency expressing the degree of S generation from an S-poisoned occlusion type NOx catalyst 25 is calculated taking into consideration the remaining coefficient Rqv of sulfur component, and according to the S recovery frequency, the set temperature ZSTEMP for elevating a catalyst temperature is obtained. When the catalyst temperature Tcat becomes the ZSTEMP or above, the temperature of the occlusion type NOx catalyst 25 is elevated and further, an air/fuel ratio is enriched to release an occluded SOx and to recover an NOx occlusion ability.

Description

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

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、排気通路に吸蔵型
ＮＯｘ触媒を有する内燃機関の排気浄化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust purification device for an internal combustion engine having a storage NOx catalyst in an exhaust passage.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、内燃機関をリーン空燃比で運転し
て燃費の向上を図るようにした希薄燃焼内燃機関が実用
化されている。この希薄燃焼内燃機関では、リーン空燃
比で運転すると、三元触媒がその浄化特性から排ガス中
のＮＯｘ（窒素酸化物）を充分に浄化できないという問
題があり、最近では、リーン空燃比で運転中に排ガス中
のＮＯｘを吸蔵し、ストイキオまたはリッチ空燃比で運
転中に吸蔵されたＮＯｘを放出還元する吸蔵型ＮＯｘ触
媒が採用されてきている。2. Description of the Related Art In recent years, lean-burn internal combustion engines have been put to practical use in which the internal combustion engine is operated at a lean air-fuel ratio to improve fuel efficiency. This lean-burn internal combustion engine has a problem that, when operated at a lean air-fuel ratio, the three-way catalyst cannot sufficiently purify NOx (nitrogen oxide) in exhaust gas due to its purification characteristics. Storage NOx catalysts that store NOx in exhaust gas and release and reduce NOx stored during operation at stoichiometric or rich air-fuel ratios have been employed.

【０００３】この吸蔵型ＮＯｘ触媒は、内燃機関の酸素
の過剰状態で排ガス中のＮＯｘを硝酸塩（Ｘ−ＮＯ₃ ）
として吸蔵し、吸蔵したＮＯｘを一酸化炭素（ＣＯ）の
過剰状態で放出して窒素（Ｎ₂ ）に還元させる特性（同
時に炭酸塩Ｘ−ＣＯ₃ が生成される）を有した触媒であ
る。ところが、燃料中にはイオウ（Ｓ）成分が含まれて
おり、このＳ成分は酸素と反応して硫黄酸化物（ＳＯ
ｘ）となり、このＳＯｘがＮＯｘの代わりに硫酸塩とし
て硝酸塩の代わりに吸蔵型ＮＯｘ触媒に吸蔵されてしま
い、触媒の浄化効率が低下してしまうという問題があ
る。しかしながら、触媒に吸蔵されたＳＯｘは、空燃比
をリッチ状態にして触媒を高温状態にすることで除去
（Ｓパージ）されることがわかっており、例えば、特開
平7-217474号公報に記載されている。[0003] The occlusion-type NOx catalyst, the nitrate of the NOx in the exhaust gas in an excess oxygen state of the internal combustion engine (X-NO ₃₎
It occluded as a catalyst having an occluded NOx to be released in a state of excess carbon monoxide (CO) nitrogen (N ₂₎ properties that reduces (carbonates X-CO ₃ simultaneously generated) to. However, the fuel contains a sulfur (S) component, and the S component reacts with oxygen to cause sulfur oxide (SO).
x), and this SOx is stored in the storage NOx catalyst as sulfate instead of NOx instead of nitrate, and there is a problem that the purification efficiency of the catalyst is reduced. However, it has been known that SOx occluded in the catalyst is removed (S purge) by setting the air-fuel ratio to a rich state and bringing the catalyst to a high temperature state, and is described in, for example, JP-A-7-217474. ing.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、触媒に吸蔵
されるＳＯｘ量は、触媒温度、排気空燃比、燃料中Ｓ濃
度（燃料種別）、機関運転状態などの様々な要因によっ
て大きく変化する。そのため、実際には、触媒でのＳＯ
ｘ吸蔵量を精度良く推定するのは困難である。上述した
公報のように、触媒に吸蔵されるＳＯｘ量を燃料噴射時
間や機関回転速度などから推定し、このＳＯｘ吸蔵量に
基づいて吸蔵型ＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させる場
合、触媒でのＳＯｘ吸蔵量を精度良く推定できなかった
ときは、排ガス特性が悪化する虞がある。また、排ガス
特性が悪化しないようにＳＯｘ吸蔵量の推定誤差を見込
んで設定した場合には、ＳＯｘの放出が不要なときにＳ
Ｏｘ放出制御を実行してしまい、燃費が悪化してしまう
という問題がある。The amount of SOx stored in the catalyst varies greatly depending on various factors such as the catalyst temperature, the exhaust air-fuel ratio, the S concentration in fuel (type of fuel), and the operating state of the engine. Therefore, in practice, SO
It is difficult to accurately estimate the amount of x occlusion. As described in the above-mentioned publication, the amount of SOx stored in the catalyst is estimated from the fuel injection time, the engine rotation speed, and the like, and the SOx is released from the storage NOx catalyst based on the SOx storage amount. If the amount cannot be accurately estimated, the exhaust gas characteristics may be deteriorated. In addition, when the estimation is made in consideration of the estimation error of the SOx occlusion amount so that the exhaust gas characteristics do not deteriorate, when SOx release is unnecessary, S
There is a problem in that the Ox release control is executed and the fuel efficiency is deteriorated.

【０００５】そこで、本出願人は、吸蔵型ＮＯｘ触媒に
吸蔵されるＳＯｘの吸蔵量を正確に推定し、吸蔵された
ＳＯｘを効率よく除去可能とした内燃機関の排気浄化装
置（特開2000-51662号公報）を出願している。この装置
では、吸蔵型ＮＯｘ触媒のイオウ被毒に対する再生制御
を行うときに、排気空燃比及び触媒温度に基づいて触媒
の再生制御を行うようにしている。しかし、本出願人
は、更なる研究を行った結果、触媒からイオウを放出す
る放出特性は、排気空燃比や触媒温度の他、触媒へのイ
オウ成分残存度合に応じても大きく変化し、このイオウ
成分残存度合はイオウ成分の放出速度に大きく影響して
いることが判明した。そのため、この技術では、常時適
切な触媒再生制御を実行できるとはいえず、触媒へのイ
オウ成分残存度合によっては触媒の再生が不十分とな
り、排気ガス浄化性能が低下したり必要以上の再生制御
を行うことで燃費を低下させる要因となってしまう。Therefore, the present applicant accurately estimates the amount of SOx stored in the storage type NOx catalyst, and removes the stored SOx efficiently. No. 51662). In this device, when performing regeneration control for sulfur poisoning of the storage NOx catalyst, regeneration control of the catalyst is performed based on the exhaust air-fuel ratio and the catalyst temperature. However, as a result of further studies, the present applicant has found that the emission characteristics of releasing sulfur from the catalyst vary greatly depending on the exhaust air-fuel ratio, the catalyst temperature, and also the degree of remaining sulfur components in the catalyst. It was found that the sulfur component residual degree greatly affected the sulfur component release rate. Therefore, it cannot be said that this technology can always execute appropriate catalyst regeneration control, and the regeneration of the catalyst becomes insufficient depending on the degree of residual sulfur component in the catalyst, and the exhaust gas purification performance is reduced or the regeneration control is more than necessary. By doing so, the fuel consumption will be reduced.

【０００６】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、安定した触媒装置の再生を可能とした内燃機関
の排気浄化装置を提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine which enables stable regeneration of a catalyst device.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の内燃機関の排気浄化装置では、内
燃機関の排気経路に排気中のイオウ成分を吸蔵すると共
に吸蔵されたイオウ成分を高温且つ排気空燃比がリッチ
またはストイキのときに放出する特性を有する触媒を設
け、イオウ成分残存度合検知手段が触媒のイオウ成分残
存度合相関値を検出または推定し、再生度合算出手段が
触媒のイオウ成分残存度合相関値に基づいて再生度合を
算出し、触媒制御手段がこの再生度合算出手段の算出結
果に基づいて触媒に対する再生制御または吸蔵抑制制御
を行うようにしている。According to a first aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine which stores the sulfur component in the exhaust gas in the exhaust path of the internal combustion engine. A catalyst having a characteristic of releasing components when the temperature is high and the exhaust air-fuel ratio is rich or stoichiometric is provided, a sulfur component remaining degree detecting means detects or estimates a sulfur component remaining degree correlation value of the catalyst, and a regeneration degree calculating means is a catalyst. Is calculated based on the sulfur component residual degree correlation value, and the catalyst control means performs the regeneration control or occlusion suppression control on the catalyst based on the calculation result of the regeneration degree calculation means.

【０００８】従って、触媒のイオウ成分残存度合に応じ
てその触媒の再生度合を算出し、触媒に対する再生制御
または吸蔵抑制制御を行うため、触媒の再生度合を正確
に把握して常時適切な再生制御や吸蔵抑制制御を行うこ
とができ、その結果、再生が不十分となって排気ガス浄
化性能が低下したり、必要以上の再生制御を行うことで
燃費が低下することが防止される。Accordingly, the regeneration degree of the catalyst is calculated in accordance with the sulfur component remaining degree of the catalyst, and the regeneration control or the occlusion suppression control for the catalyst is performed. As a result, it is possible to prevent the exhaust gas purification performance from being reduced due to insufficient regeneration, and to prevent the fuel efficiency from being reduced by performing the unnecessary regeneration control.

【０００９】なお、好ましい態様として、触媒の温度を
検出または推定する手段と、排気空燃比を検出または推
定する手段を設け、再生度合算出手段がこの触媒温度と
排気空燃比とイオウ成分残存度合相関値に基づいて再生
度合を算出することで、触媒の再生度合を高精度に把握
して常時適切な再生制御または吸蔵抑制制御を行うこと
ができる。In a preferred embodiment, a means for detecting or estimating the temperature of the catalyst and a means for detecting or estimating the exhaust air-fuel ratio are provided. By calculating the regeneration degree based on the value, the regeneration degree of the catalyst can be grasped with high accuracy, and appropriate regeneration control or occlusion suppression control can always be performed.

【００１０】また、イオウ成分残存度合検知手段は、イ
オウ成分残存度合相関値として触媒に吸蔵されたイオウ
成分が放出される状態になった頻度を検出または推定
し、再生度合算出手段はこの頻度に応じて再生度合を補
正するのが好ましく、頻度から再生度合をより正確に算
出できる。また、触媒温度の違いによってイオウ成分残
存度合相関値が影響を受け、触媒の再生度合に及ぼす影
響が異なることも考慮した補正を行うことが好ましい。
一方、触媒制御手段は、再生度合算出手段の算出結果に
基づいて触媒に吸蔵されたイオウ成分が放出される状態
になった頻度を算出し、この頻度に基づいて触媒に対す
る再生制御または吸蔵抑制制御を行うことが好ましく、
イオウ成分が放出される状態になった頻度を正確に把握
でき、より適切に再生制御または吸蔵抑制制御を行うこ
とができる。The sulfur component remaining degree detecting means detects or estimates the frequency at which the sulfur component stored in the catalyst is released as a sulfur component remaining degree correlation value, and the regeneration degree calculating means detects this frequency. It is preferable to correct the reproduction degree accordingly, and the reproduction degree can be calculated more accurately from the frequency. Further, it is preferable to perform the correction in consideration of the fact that the sulfur component residual degree correlation value is affected by the difference in the catalyst temperature and the influence on the catalyst regeneration degree is different.
On the other hand, the catalyst control means calculates the frequency at which the sulfur component stored in the catalyst is released based on the calculation result of the regeneration degree calculation means, and based on this frequency, the regeneration control or the occlusion suppression control for the catalyst. It is preferable to perform
The frequency at which the sulfur component is released can be accurately grasped, and the regeneration control or the occlusion suppression control can be more appropriately performed.

【００１１】更に、別の好ましい実施態様として、イオ
ウ成分残存度合検知手段は、イオウ成分残存度合相関値
として触媒のイオウ成分吸蔵量を検出または推定し、再
生度合算出手段はこのイオウ成分吸蔵量の増加に応じて
再生度合を増加補正することが好ましく、イオウ成分吸
蔵量から再生度合をより正確に算出できる。一方、触媒
制御手段は、再生度合算出手段の算出結果に基づいて触
媒のイオウ成分吸蔵量を算出し、このイオウ成分吸蔵量
に基づいて触媒に対する再生制御または吸蔵抑制制御を
行うことが好ましく、触媒のイオウ成分吸蔵量を正確に
把握でき、より適切に再生制御または吸蔵抑制制御を行
うことができる。Further, as another preferred embodiment, the sulfur component remaining degree detecting means detects or estimates the sulfur component storage amount of the catalyst as the sulfur component remaining degree correlation value, and the regeneration degree calculating means calculates the sulfur component storage amount. It is preferable to increase and correct the regeneration degree in accordance with the increase, and the regeneration degree can be calculated more accurately from the sulfur component occlusion amount. On the other hand, the catalyst control means preferably calculates the sulfur component occlusion amount of the catalyst based on the calculation result of the regeneration degree calculation means, and performs regeneration control or occlusion suppression control for the catalyst based on the sulfur component occlusion amount. It is possible to accurately grasp the sulfur component occlusion amount, and to more appropriately perform regeneration control or occlusion suppression control.

【００１２】[0012]

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

【００１３】図１に本発明の第１実施形態に係る内燃機
関の排気浄化装置の概略構成、図２に本実施形態の排気
浄化装置によるＳパージ制御のフローチャート、図３に
Ｓパージ制御のタイムチャート、図４にＳ残存係数を表
すグラフ、図５にＳ再生頻度に対する昇温設定温度を表
すグラフ、図６に触媒温度推定値に対する反映係数を表
すグラフ、図７にＳ再生頻度とＮＯｘ排出量との関係を
表すグラフ、図８にＳ再生Ａ／Ｆに対するＳ再生後の回
復したＮＯｘ吸蔵触媒を表すグラフを示す。FIG. 1 is a schematic configuration of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart of S purge control by the exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment, and FIG. Chart, FIG. 4 is a graph showing the S residual coefficient, FIG. 5 is a graph showing the set temperature for the S regeneration frequency, FIG. 6 is a graph showing the reflection coefficient for the estimated catalyst temperature, and FIG. 7 is the S regeneration frequency and NOx emission. FIG. 8 is a graph showing the relationship with the amount, and FIG. 8 is a graph showing the recovered NOx storage catalyst after the S regeneration with respect to the S regeneration A / F.

【００１４】本実施形態の内燃機関（以下、エンジンと
称する。）は、例えば、燃料噴射モード（運転モード）
を切換えることで、吸気行程での燃料噴射（吸気行程噴
射モード）または圧縮行程での燃料噴射（圧縮行程噴射
モード）を実施可能な筒内噴射型火花点火式直列４気筒
ガソリンエンジンである。そして、この筒内噴射型のエ
ンジン１１は、容易にして理論空燃比（ストイキ）での
運転やリッチ空燃比での運転（リッチ空燃比運転）の
他、リーン空燃比での運転（リーン空燃比運転）が実現
可能となっており、特に圧縮行程噴射モードでは、超リ
ーン空燃比での運転が可能となっている。The internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) of the present embodiment is, for example, in a fuel injection mode (operation mode).
The fuel injection type in-cylinder in-cylinder spark ignition type in-line four-cylinder gasoline engine is capable of performing fuel injection during the intake stroke (intake stroke injection mode) or fuel injection during the compression stroke (compression stroke injection mode). The in-cylinder injection type engine 11 can be easily operated at a stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric ratio), at a rich air-fuel ratio (rich air-fuel ratio operation), or at a lean air-fuel ratio (lean air-fuel ratio). Operation) can be realized, and in particular, in the compression stroke injection mode, operation at an ultra lean air-fuel ratio is possible.

【００１５】本実施形態において、図１に示すように、
エンジン１１のシリンダヘッド１２には、各気筒毎に点
火プラグ１３と共に電磁式の燃料噴射弁１４が取付けら
れており、この燃料噴射弁１４によって燃焼室１５内に
燃料を直接噴射可能となっている。この燃料噴射弁１４
には、図示しない燃料パイプを介して燃料タンクを擁し
た燃料供給装置（燃料ポンプ）が接続されており、燃料
タンク内の燃料が高燃圧で供給され、この燃料を燃料噴
射弁１４から燃焼室１５内に向けて所望の燃圧で噴射す
る。この際、燃料噴射量は燃料ポンプの燃料吐出圧と燃
料噴射弁１４の開弁時間（燃料噴射時間）とから定ま
る。In the present embodiment, as shown in FIG.
An electromagnetic fuel injection valve 14 is mounted on a cylinder head 12 of the engine 11 together with a spark plug 13 for each cylinder, and the fuel injection valve 14 allows fuel to be directly injected into a combustion chamber 15. . This fuel injection valve 14
Is connected to a fuel supply device (fuel pump) having a fuel tank via a fuel pipe (not shown). The fuel in the fuel tank is supplied at a high fuel pressure, and the fuel is supplied from a fuel injection valve 14 to a combustion chamber. The fuel is injected at a desired fuel pressure into the fuel cell 15. At this time, the fuel injection amount is determined from the fuel discharge pressure of the fuel pump and the valve opening time (fuel injection time) of the fuel injection valve 14.

【００１６】シリンダヘッド１２には、各気筒毎に略直
立方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと
連通するようにして吸気マニホールド１６の一端がそれ
ぞれ接続されている。そして、吸気マニホールド１６の
他端にはドライブバイワイヤ（ＤＢＷ）方式の電動スロ
ットル弁１７が接続されており、このスロットル弁１７
にはスロットル開度θthを検出するスロットルセンサ１
８が設けられている。また、シリンダヘッド１２には、
各気筒毎に略水平方向に排気ポートが形成されており、
各排気ポートと連通するようにして排気マニホールド１
９の一端がそれぞれ接続されている。An intake port is formed in the cylinder head 12 in a substantially upright direction for each cylinder, and one end of an intake manifold 16 is connected to communicate with each intake port. A drive-by-wire (DBW) type electric throttle valve 17 is connected to the other end of the intake manifold 16.
Has a throttle sensor 1 for detecting the throttle opening θth.
8 are provided. Also, the cylinder head 12 has
An exhaust port is formed in a substantially horizontal direction for each cylinder,
Exhaust manifold 1 so that it communicates with each exhaust port
9 are respectively connected to one end.

【００１７】そして、エンジン１１には、クランク角を
検出するクランク角センサ２０が設けられており、この
クランク角センサ２０はエンジン回転速度Ｎｅを検出可
能となっている。また、エンジン１１には、例えば、こ
のエンジン１１の振動変化を検出してノッキングを検出
するノックセンサ３１が設けられている。なお、上述し
た筒内噴射型エンジン１１は既に公知のものであり、そ
の構成の詳細についてはここでは説明を省略する。The engine 11 is provided with a crank angle sensor 20 for detecting a crank angle, and the crank angle sensor 20 can detect an engine rotation speed Ne. The engine 11 is provided with, for example, a knock sensor 31 that detects knocking by detecting a change in vibration of the engine 11. The above-described in-cylinder injection type engine 11 is already known, and a detailed description of its configuration is omitted here.

【００１８】また、エンジン１１の排気マニホールド１
９には排気管（排気通路）２１が接続されており、この
排気管２１にはエンジン１１に近接した小型の三元触媒
２２及び排気浄化触媒装置２３を介して図示しないマフ
ラーが接続されている。そして、この排気管２１におけ
る三元触媒２２と排気浄化触媒装置２３との間の部分に
は、排気浄化触媒装置２３の直上流、即ち、後述する吸
蔵型ＮＯｘ触媒２５のに直上流に位置して排気温度を検
出する高温センサ２４が設けられている。The exhaust manifold 1 of the engine 11
An exhaust pipe (exhaust passage) 21 is connected to 9, and a muffler (not shown) is connected to the exhaust pipe 21 via a small three-way catalyst 22 and an exhaust purification catalyst device 23 close to the engine 11. . In the portion of the exhaust pipe 21 between the three-way catalyst 22 and the exhaust purification catalyst device 23, the exhaust pipe 21 is located immediately upstream of the exhaust purification catalyst device 23, that is, immediately upstream of the storage NOx catalyst 25 described later. A high temperature sensor 24 for detecting the exhaust gas temperature is provided.

【００１９】この排気浄化触媒装置２３は、吸蔵型ＮＯ
ｘ触媒２５と三元触媒２６との２つの触媒を有して構成
されており、三元触媒２６の方が吸蔵型ＮＯｘ触媒２５
よりも下流側に配設されている。なお、吸蔵型ＮＯｘ触
媒２５が三元触媒の機能を十分に有している場合には、
三元触媒２６を省略してこの吸蔵型ＮＯｘ触媒２５だけ
であってもよい。この吸蔵型ＮＯｘ触媒２５は、酸化雰
囲気においてＮＯｘを一旦吸蔵させ、主としてＣＯの存
在する還元雰囲気中においてＮＯｘを放出してＮ₂ （窒
素）等に還元させる機能を持つものである。詳しくは、
吸蔵型ＮＯｘ触媒２５は、貴金属として白金（Ｐｔ）、
ロジウム（Ｒｈ）等を有した触媒として構成されてお
り、吸蔵剤としてはバリウム（Ｂａ）、カリウム（Ｋ）
等のアルカリ金属、アルカリ土類金属が採用されてい
る。そして、排気浄化触媒装置２３の下流にはＮＯｘ濃
度を検出するＮＯｘセンサ２７が設けられている。The exhaust gas purifying catalyst device 23 has an occlusion type NO.
x catalyst 25 and a three-way catalyst 26. The three-way catalyst 26 is a storage-type NOx catalyst 25.
It is arranged on the downstream side. When the storage NOx catalyst 25 has a sufficient function of a three-way catalyst,
The three-way catalyst 26 may be omitted and only the storage NOx catalyst 25 may be used. The storage NOx catalyst 25 has a function of temporarily storing NOx in an oxidizing atmosphere and releasing NOx mainly in a reducing atmosphere in which CO is present to reduce it to N ₂ (nitrogen). For more information,
The storage NOx catalyst 25 is composed of platinum (Pt) as a noble metal,
It is configured as a catalyst having rhodium (Rh) or the like, and barium (Ba), potassium (K)
And the like are employed. Further, a NOx sensor 27 for detecting the NOx concentration is provided downstream of the exhaust purification catalyst device 23.

【００２０】更に、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、
タイマカウンタ等を有するＥＣＵ（電子コントロールユ
ニット）２８が設けられており、このＥＣＵ２８により
エンジン１１を含めた本実施形態の排気浄化装置の総合
的な制御が行われる。即ち、ＥＣＵ２８の入力側には、
上述した高温センサ２４やＮＯｘセンサ２７等の各種セ
ンサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情
報が入力する。一方、ＥＣＵ２８の出力側には、点火コ
イルを介して上述した点火プラグ１３や燃料噴射弁１４
等が接続されており、これら点火コイル、燃料噴射弁１
４等には、各種センサ類からの検出情報に基づき演算さ
れた燃料噴射量や点火時期等の最適値がそれぞれ出力さ
れる。これにより、燃料噴射弁１４から適正量の燃料が
適正なタイミングで噴射され、点火プラグ１３によって
適正なタイミングで点火が実施される。Further, an input / output device and a storage device (ROM, R
AM, nonvolatile RAM, etc.), central processing unit (CPU),
An ECU (electronic control unit) 28 having a timer counter and the like is provided, and the ECU 28 controls the exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment including the engine 11 comprehensively. That is, on the input side of the ECU 28,
Various sensors such as the high-temperature sensor 24 and the NOx sensor 27 described above are connected, and detection information from these sensors is input. On the other hand, on the output side of the ECU 28, the ignition plug 13 and the fuel injection valve 14 are connected via an ignition coil.
The ignition coil, the fuel injection valve 1 and the like are connected.
For 4 and the like, optimum values such as a fuel injection amount and an ignition timing calculated based on detection information from various sensors are output. As a result, an appropriate amount of fuel is injected from the fuel injection valve 14 at an appropriate timing, and ignition is performed by the spark plug 13 at an appropriate timing.

【００２１】実際に、ＥＣＵ２８では、図示しないアク
セル開度センサからのアクセル開度情報とクランク角セ
ンサ２０からのエンジン回転速度情報Ｎｅとに基づいて
エンジン負荷に対応する目標筒内圧、即ち目標平均有効
圧Ｐｅを求めるようにされており、更に、この目標平均
有効圧Ｐｅとエンジン回転速度情報Ｎｅとに応じてマッ
プ（図示せず）より燃料噴射モードを設定するようにさ
れている。例えば、目標平均有効圧Ｐｅとエンジン回転
速度Ｎｅとが共に小さいときには、燃料噴射モードは圧
縮行程噴射モードとされて燃料が圧縮行程で噴射され、
一方、目標平均有効圧Ｐｅが大きくなり、あるいはエン
ジン回転速度Ｎｅが大きくなると燃料噴射モードは吸気
行程噴射モードとされ、燃料が吸気行程で噴射される。Actually, the ECU 28 determines the target in-cylinder pressure corresponding to the engine load, that is, the target average effective pressure, based on the accelerator opening information from the accelerator opening sensor (not shown) and the engine speed information Ne from the crank angle sensor 20. The pressure Pe is determined, and the fuel injection mode is set from a map (not shown) according to the target average effective pressure Pe and the engine speed information Ne. For example, when both the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed Ne are small, the fuel injection mode is set to the compression stroke injection mode, and fuel is injected in the compression stroke.
On the other hand, when the target average effective pressure Pe increases or the engine speed Ne increases, the fuel injection mode is set to the intake stroke injection mode, and fuel is injected in the intake stroke.

【００２２】そして、目標平均有効圧Ｐｅとエンジン回
転速度Ｎｅとから制御目標となる目標空燃比（目標Ａ／
Ｆ）が設定され、適正量の燃料噴射量がこの目標Ａ／Ｆ
に基づいて決定される。また、高温センサ２４により検
出された排気温度情報からは触媒温度Ｔcat が推定され
る。詳しくは、高温センサ２４と吸蔵型ＮＯｘ触媒２５
とが多少なりとも離れて配置されていることに起因する
誤差を補正するために、目標平均有効圧Ｐｅとエンジン
回転速度情報Ｎｅとに応じて温度差マップが予め実験等
により設定されており、触媒温度Ｔcat は、目標平均有
効圧Ｐｅとエンジン回転速度情報Ｎｅとが決まると一義
に推定されるようにされている。The target air-fuel ratio (target A / A), which is the control target, is determined from the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne.
F) is set, and the appropriate amount of fuel injection is set to the target A / F
Is determined based on Further, from the exhaust gas temperature information detected by the high temperature sensor 24, the catalyst temperature Tcat is estimated. Specifically, the high-temperature sensor 24 and the storage NOx catalyst 25
In order to correct the error caused by being arranged at least a little apart from each other, a temperature difference map is set in advance by an experiment or the like according to the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne. The catalyst temperature Tcat is uniquely estimated when the target average effective pressure Pe and the engine speed information Ne are determined.

【００２３】以下、このように構成された本実施形態の
内燃機関の排気浄化装置の作用について説明する。Hereinafter, the operation of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment configured as described above will be described.

【００２４】排気浄化触媒装置２３の吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５では、リーンモードにおける超リーン燃焼運転時の
ような酸素濃度過剰雰囲気で、排気中のＮＯｘから硝酸
塩が生成され、これによりＮＯｘが吸蔵されて排気の浄
化が行われる。一方、酸素濃度が低下した雰囲気では、
吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵した硝酸塩と排気中のＣＯ
とが反応して炭酸塩が生成されると共にＮＯｘが放出さ
れ、放出されたＮＯｘは三元触媒２６において排気中の
ＣＯやＨＣにより還元浄化される。従って、吸蔵型ＮＯ
ｘ触媒２５へのＮＯｘの吸蔵が進むと、空燃比のリッチ
化あるいは追加の燃料噴射を行うなどして酸素濃度を低
下させてＣＯを排気中に供給し、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５
からＮＯｘを放出させて機能を維持する。In the storage type NOx catalyst 25 of the exhaust purification catalyst device 23, nitrate is generated from NOx in exhaust gas in an atmosphere having an excessively high oxygen concentration such as in a super-lean combustion operation in a lean mode, whereby NOx is stored. Exhaust gas purification is performed. On the other hand, in an atmosphere with a reduced oxygen concentration,
Nitrate stored in the storage NOx catalyst 25 and CO in exhaust gas
Reacts to generate carbonate and release NOx, and the released NOx is reduced and purified by CO and HC in the exhaust gas in the three-way catalyst 26. Therefore, the storage type NO
As the NOx storage in the x catalyst 25 progresses, the oxygen concentration is reduced by enriching the air-fuel ratio or performing additional fuel injection to supply CO to the exhaust gas, and the storage NOx catalyst 25
NOx is released from the fuel cell to maintain the function.

【００２５】ところで、燃料や潤滑油内に含まれるイオ
ウ成分（ＳＯｘ）も排気中に存在し、吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５は、酸素濃度過剰雰囲気で、ＮＯｘの吸蔵とともに
ＳＯｘも吸蔵する。つまり、イオウ成分は酸化されてＳ
Ｏｘになり、このＳＯｘの一部は吸蔵型ＮＯｘ触媒２５
上でさらに元来ＮＯｘ吸蔵用である吸蔵剤と反応して硫
酸塩となってＮＯｘに代わって吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に
吸蔵される。Incidentally, sulfur components (SOx) contained in fuel and lubricating oil also exist in the exhaust gas, and the storage type NOx catalyst 25 stores SOx as well as NOx in an atmosphere having an excessive oxygen concentration. That is, the sulfur component is oxidized to S
Ox, and a part of this SOx is stored in the NOx storage catalyst 25.
Further, it reacts with an occluding agent which is originally used for occluding NOx, becomes a sulfate, and is stored in the storage type NOx catalyst 25 instead of NOx.

【００２６】また、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５は、酸素濃度
が低下すると吸蔵されたＳＯｘを放出する機能を有して
いる。つまり、酸素濃度が低下してＣＯが過剰となった
雰囲気では、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵した硫酸塩の
一部と排気中のＣＯとが反応して炭酸塩が生成されると
共にＳＯｘが脱離される。しかし、硫酸塩は硝酸塩より
も塩としての安定度が高く、酸素濃度が低下した雰囲気
になっただけではその一部しか分解されないため、吸蔵
型ＮＯｘ触媒２５に残留する硫酸塩の量は時間とともに
増加する。これにより、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の吸蔵能
力が時間と共に低下し、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５としての
性能が悪化することになる（Ｓ被毒）。The storage type NOx catalyst 25 has a function of releasing the stored SOx when the oxygen concentration decreases. That is, in an atmosphere in which the oxygen concentration is reduced and the CO becomes excessive, a part of the sulfate stored in the storage NOx catalyst 25 and the CO in the exhaust react with each other to generate carbonate and to remove SOx. Released. However, sulfate is more stable as a salt than nitrate, and only a part of it is decomposed when the atmosphere has a reduced oxygen concentration. Therefore, the amount of sulfate remaining in the storage NOx catalyst 25 increases with time. To increase. As a result, the storage capacity of the storage NOx catalyst 25 decreases with time, and the performance of the storage NOx catalyst 25 deteriorates (S poisoning).

【００２７】ＮＯｘ吸蔵能力を再生するためには吸蔵型
ＮＯｘ触媒２５に吸蔵されたＳＯｘ量を推定してＳ被毒
状況を推定し、Ｓ被毒がある程度以上進行すると、ＳＯ
ｘを放出するようにする方法もあるが、ＳＯｘ吸蔵量は
触媒温度、排気空燃比、燃料中Ｓ濃度（燃料種別）、エ
ンジン運転状態などの種々の要因により影響を受ける
し、触媒からのイオウ放出特性は排気空燃比や触媒温度
の他、触媒へのイオウ成分残存度合に応じても大きく変
化するため、正確にＳＯｘ吸蔵量を推定することは困難
を伴う。このため、本実施形態では、イオウ成分残存度
合検知手段が、イオウ成分残存度合相関値として吸蔵型
ＮＯｘ触媒２５に吸蔵されたＳＯｘが放出される状態に
なった頻度を検出または推定し、再生度合算出手段がこ
の頻度に応じてＳ再生度合を補正し、触媒制御手段がＳ
再生度合に基づいて吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に対する再生
制御を行うようにしている。また、吸蔵型ＮＯｘ触媒２
５の温度の違いによってＳＯｘが放出される状態になっ
た頻度が影響を受けることを考慮してＳ再生度合を補正
している。In order to regenerate the NOx storage capacity, the amount of SOx stored in the storage type NOx catalyst 25 is estimated to estimate the state of S poisoning.
Although there is a method of releasing x, the SOx storage amount is affected by various factors such as the catalyst temperature, the exhaust air-fuel ratio, the S concentration in fuel (fuel type), the engine operating state, and the like. Since the emission characteristics vary greatly depending on the residual ratio of the sulfur component to the catalyst in addition to the exhaust air-fuel ratio and the catalyst temperature, it is difficult to accurately estimate the SOx storage amount. For this reason, in the present embodiment, the sulfur component remaining degree detecting means detects or estimates the frequency at which SOx stored in the storage NOx catalyst 25 is released as the sulfur component remaining degree correlation value, and determines the regeneration degree. The calculating means corrects the degree of S regeneration according to the frequency, and the catalyst control means
The regeneration control for the storage NOx catalyst 25 is performed based on the degree of regeneration. The storage NOx catalyst 2
The S regeneration degree is corrected in consideration of the fact that the frequency at which SOx is released is affected by the temperature difference of No. 5.

【００２８】即ち、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５のＳ被毒から
のＳ再生度合を表すＳ再生頻度をイオウ成分残存度合を
加味して算出し、Ｓ再生頻度に応じた触媒昇温設定温度
ＺＳＴＥＭＰ（℃）を求め、触媒温度Ｔcat がこの触媒
昇温設定温度ＺＳＴＥＭＰ以上となった場合に、触媒を
昇温させ、且つ、空燃比をリッチ化して吸蔵したＳＯｘ
を放出し、ＮＯｘ吸蔵能力を回復するようにしている。That is, the S regeneration frequency indicating the degree of S regeneration from S poisoning of the storage NOx catalyst 25 is calculated in consideration of the sulfur component remaining degree, and the catalyst temperature setting temperature ZSTEMP (° C.) corresponding to the S regeneration frequency is calculated. ) Is determined, and when the catalyst temperature Tcat becomes equal to or higher than the catalyst temperature setting temperature ZSTEMP, the SOx stored by increasing the temperature of the catalyst and enriching the air-fuel ratio is obtained.
To recover NOx storage capacity.

【００２９】この触媒再生制御は、吸蔵型ＮＯｘ触媒２
５からＳＯｘを放出する再生度合が所定範囲に保たれる
ように制御する。即ち、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の温度が
活性温度（例えば、２５０〜３５０℃）より高く、且
つ、吸蔵されたＳＯｘを脱離するのに適した温度（例え
ば、６５０℃〜８００℃）あるいはそれより低く設定さ
れた設定温度（例えば、６００℃）以上となった場合
に、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５を昇温させると共に空燃比を
リッチ化してＳＯｘを放出するようにしている。つま
り、ある程度触媒温度が高いときにアシスト的に僅かに
昇温することによりＳ再生速度を速く触媒温度域に到達
させ、少ない昇温度合（少ない燃費悪化度合）で効率よ
くＳＯｘを放出させるものである。This catalyst regeneration control is performed by the storage NOx catalyst 2
5 so that the degree of regeneration for releasing SOx is kept within a predetermined range. That is, the temperature of the storage NOx catalyst 25 is higher than the activation temperature (for example, 250 to 350 ° C.) and a temperature (for example, 650 to 800 ° C.) suitable for desorbing the stored SOx or higher. When the temperature becomes equal to or higher than a low set temperature (for example, 600 ° C.), the temperature of the storage NOx catalyst 25 is raised and the air-fuel ratio is made rich to release SOx. In other words, when the catalyst temperature is high to some extent, the S regeneration speed is made to reach the catalyst temperature range quickly by assisting a slight temperature rise, and SOx is efficiently released at a small temperature rise (a small degree of fuel consumption deterioration). is there.

【００３０】ここで、Ｓパージ制御について、図２に示
すフローチャート及び図３に示すタイムチャートに基づ
いて詳細に説明する。図２に示すように、まず、ステッ
プＳ１では、高温センサ２４により検出された排気温度
情報から吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat を推定
する。この場合、前述したように、目標平均有効圧Ｐｅ
とエンジン回転速度情報Ｎｅとに応じて設定された温度
差マップに基づいて、高温センサ２４と実際の触媒温度
との誤差が補正される。Here, the S purge control will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. 2 and the time chart shown in FIG. As shown in FIG. 2, first, in step S1, the catalyst temperature Tcat of the storage NOx catalyst 25 is estimated from the exhaust gas temperature information detected by the high temperature sensor 24. In this case, as described above, the target average effective pressure Pe
An error between the high temperature sensor 24 and the actual catalyst temperature is corrected based on a temperature difference map set according to the engine speed information Ne.

【００３１】次に、ステップＳ２にて、吸蔵型ＮＯｘ触
媒２５のＳ被毒からのＳ再生度合を表すＳ再生頻度を算
出するが、以下にその算出方法について説明する。この
Ｓ再生頻度は下記式（１）に基づいて算出する。Next, in step S2, the S regeneration frequency indicating the degree of S regeneration from the S poisoning of the storage NOx catalyst 25 is calculated. The calculation method will be described below. This S reproduction frequency is calculated based on the following equation (1).

【数１】 ここで、７００℃換算Ｓ再生時間とは、推定された触媒
温度Ｔcat におけるＳ再生時間を吸蔵型ＮＯｘ触媒２５
の触媒温度Ｔcat が７００℃のときのＳ再生時間に換算
した時間の合計であり、この７００℃換算Ｓ再生時間を
走行距離で除算することで、走行距離１kmあたりのＳ再
生時間、つまり、Ｓ再生頻度を求めることができ、この
Ｓ再生頻度が大きくなるとＳＯｘが良く放出（パージ）
され、Ｓ被毒から良く再生されているということであ
る。(Equation 1) Here, the 700 ° C. converted S regeneration time is defined as the S regeneration time at the estimated catalyst temperature Tcat,
Is the total time converted to the S regeneration time when the catalyst temperature Tcat is 700 ° C. By dividing the 700 ° C converted S regeneration time by the traveling distance, the S regeneration time per 1 km of the traveling distance, that is, S The regeneration frequency can be obtained. When the S regeneration frequency increases, SOx is released (purge) well.
That is, it is well reproduced from S poisoning.

【００３２】ここで、この７００℃換算Ｓ再生時間の具
体的な算出方法を検討してみる。Ｓ再生（パージ）反応
速度は下記式（２）で定義でき、温度に対して指数関数
的に増加することがわかる。ここでは、Ｓ再生反応速度
は残存するＳＯｘ量と１次の関係にあるとしている。Here, a specific calculation method of the 700 ° C. converted S regeneration time will be examined. The S regeneration (purge) reaction rate can be defined by the following equation (2), and it can be seen that it increases exponentially with temperature. Here, it is assumed that the S regeneration reaction rate has a first-order relationship with the remaining SOx amount.

【数２】 そして、速度を積分すれば時間になるので、実際のＳ再
生時間は下記式（３）となる。(Equation 2) Since the time is obtained by integrating the speed, the actual S reproduction time is given by the following equation (3).

【数３】 ここで、各式の符号は、下記の通りである。 k(T)＝Ａ・exp(−ΔＥ／RT）：反応速度定数 Ｓ：再生Ｓ量 Ａ：頻度因子 ΔＥ：活性化エネルギ Ｒ：気体定数 Ｔ：触媒温度(K) Ｓtrap：残存ＳＯｘ量 ｔ：時間(sec)(Equation 3) Here, the sign of each expression is as follows. k (T) = A · exp (−ΔE / RT): reaction rate constant S: regeneration S amount A: frequency factor ΔE: activation energy R: gas constant T: catalyst temperature (K) Strap: residual SOx amount t: Time (sec)

【００３３】次に、７００℃換算Ｓ再生時間を求める式
は下記式（４）となる。Next, the equation for determining the 700 ° C. converted S regeneration time is as follows:

【数４】 ここで、T₁は吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat
(K)、T₀は973(=700+273)(K)である。実際のＥＣＵ２８
内における演算においては、積分の代わりに下記式
（５）の積算式によって求めればよい。(Equation 4) Here, the catalyst temperature T ₁ is occlusion-type NOx catalyst 25 Tcat
(K), T ₀ is 973 (= 700 + 273) (K). Actual ECU 28
May be obtained by the integration equation of the following equation (5) instead of the integration.

【数５】 ここで、ＲtvはＳ再生速度係数とでも呼べるものであ
り、Ｒtv＝k(T₁) ／k(T₀) としている。Ｒtvは指数関数
による計算となるが、ＥＣＵ２８内では指数関数による
計算は行わずに予め計算した値を記憶した触媒温度に対
するマップから求めるようにしてもよい。この場合、吸
蔵型ＮＯｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat が５８０℃以下の
低温時では０とし、それよりも高温時では指数関数によ
り近似した値としておけばよい。また、ＣＣは計算周期
であり、ＲafはＡ／Ｆ係数であって、Ａ／ＦによるＳ再
生度合を示すもので、空燃比がリーンモードまたは燃料
カット時では０とし、それ以外のストイキＦ／Ｂもしく
はオープンループ（リッチ）では１とする。(Equation 5) Here, Rtv are those to call even the S regeneration speed coefficient, and a _{Rtv = k (T 1) /} k (T 0). Although Rtv is calculated by an exponential function, the ECU 28 may not calculate by the exponential function but may obtain a value calculated in advance from a stored map for the catalyst temperature. In this case, the value may be set to 0 when the catalyst temperature Tcat of the storage NOx catalyst 25 is low at 580 ° C. or lower, and set to a value approximated by an exponential function when the catalyst temperature is higher than 580 ° C. CC is a calculation cycle, Raf is an A / F coefficient, and indicates the degree of S regeneration by the A / F. The air-fuel ratio is set to 0 when the lean mode or the fuel cut is performed. B or 1 in open loop (rich).

【００３４】上述においては、残存ＳＯｘ量Ｓtrapによ
るＳ再生反応速度への影響は、温度によらず一定と考え
た。残存ＳＯｘ量ＳtrapによるＳ再生反応速度への影響
が、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat が７００℃
のときとそれ以外のときで大きく変わらないときは、上
述のような７００℃換算Ｓ再生時間の求め方で精度良く
計算できるが、残存ＳＯｘ量ＳtrapによるＳ再生反応速
度への影響が、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat
によって大きく異なる場合は、そのことを考慮すること
が望ましい。また、上述においては、Ｓ再生速度は残存
するＳＯｘ量と１次の関係にあると考えたが、Ｓ再生速
度（Ｓ再生頻度）と残存するＳＯｘ量との関係が１次で
はなく、複雑な関係になっている場合はそのことも考慮
することが望ましい。そこで、そういう場合には、下記
式（６）によって７００℃換算Ｓ再生時間を求める。In the above description, the influence of the residual SOx amount Strap on the S regeneration reaction rate was considered to be constant regardless of the temperature. The effect of the remaining SOx amount Strap on the S regeneration reaction rate is due to the catalyst temperature Tcat of the storage NOx catalyst 25 being 700 ° C.
When there is no significant difference between the case of and the other cases, the calculation can be accurately performed by the above-described method of obtaining the 700 ° C.-converted S regeneration time. The catalyst temperature Tcat of the NOx catalyst 25
It is desirable to consider that when there is a large difference between them. Further, in the above description, the S regeneration speed is considered to have a linear relationship with the remaining SOx amount, but the relationship between the S regeneration speed (S regeneration frequency) and the remaining SOx amount is not linear, and is complicated. If so, it is desirable to consider that as well. Therefore, in such a case, the S regeneration time at 700 ° C. is calculated by the following equation (6).

【数６】 ここで、ＲqvはＳ残存係数であって、吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５の触媒温度Ｔcatあるいは残存するＳＯｘ量の影響
によりＳ再生速度が異なることを補正するためのもので
ある。Ｒqvとしては、図４(ａ)に示すように、残存ＳＯ
ｘ量によるＳ再生反応速度への影響が吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５の触媒温度Ｔcat によって大きく異なることを考慮
するための吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat に対
するＳ残存係数Ｒqvのマップ、あるいは図４(ｂ)に示す
ように、残存ＳＯｘ量がＳ再生反応速度への影響を考慮
するためのＳ再生頻度に対するＳ残存係数Ｒqvのマップ
を予め設定しておけばよい。また、吸蔵型ＮＯｘ触媒２
５の触媒温度Ｔcat 及びＳ再生頻度に対するＳ残存係数
Ｒqvの三次元マップとしてもよい。なお、Ｓ残存係数Ｒ
qvは、図４に示すような値に限定されるものではなく、
その特性は触媒によって異なるものであり、直線的でも
よく、触媒特性に応じたマップとなっている。(Equation 6) Here, Rqv is an S residual coefficient for correcting that the S regeneration speed is different due to the influence of the catalyst temperature Tcat of the storage NOx catalyst 25 or the amount of remaining SOx. As Rqv, as shown in FIG.
A map of the S residual coefficient Rqv with respect to the catalyst temperature Tcat of the storage NOx catalyst 25 in consideration of the fact that the influence of the x amount on the S regeneration reaction speed greatly depends on the catalyst temperature Tcat of the storage NOx catalyst 25, or FIG. As shown in b), a map of the S residual coefficient Rqv with respect to the S regeneration frequency may be set in advance in order to consider the effect of the residual SOx amount on the S regeneration reaction speed. The storage NOx catalyst 2
5 may be a three-dimensional map of the S residual coefficient Rqv with respect to the catalyst temperature Tcat and the S regeneration frequency. Note that the S residual coefficient R
qv is not limited to the values shown in FIG.
The characteristics differ depending on the catalyst, may be linear, and are maps according to the catalyst characteristics.

【００３５】なお、前述したＳ再生頻度は、所定値Ｄ
（例えば、１．５ｓ／km）以上でリセットされ、７００
℃換算Ｓ再生時間を０ｓ、走行距離を０kmとする。つま
り、Ｓ再生頻度が所定値Ｄ以上であれば、吸蔵型ＮＯｘ
触媒２５は十分にパージされているとして再生を停止す
る。Ｓ再生頻度をリセットする際のしきい値Ｄの設定方
法としては、次のようにすればよい。即ち、図７に示す
ように、Ｓ再生頻度が高いほどＮＯｘ排出値は小さくな
ることがわかっており、ＮＯｘの排出規制値以下となる
ようにＳ再生頻度を設定すればよい。このしきい値Ｄ
は、触媒特性やＮＯｘ排出規制値にも影響されるが、一
般的に概ね１．５ｓ／km以上に設定すればよいことがわ
かっている。It should be noted that the S reproduction frequency described above is a predetermined value D
(For example, 1.5 s / km) or more,
The S-regeneration time in 0 C conversion is 0 s, and the running distance is 0 km. That is, if the S regeneration frequency is equal to or more than the predetermined value D, the storage NOx
Assuming that the catalyst 25 has been sufficiently purged, the regeneration is stopped. The method of setting the threshold value D when resetting the S reproduction frequency may be as follows. That is, as shown in FIG. 7, it is known that the higher the S regeneration frequency is, the smaller the NOx emission value is, and the S regeneration frequency may be set to be equal to or less than the NOx emission regulation value. This threshold D
Although it is affected by the catalyst characteristics and the NOx emission regulation value, it is generally known that the value should be set to approximately 1.5 s / km or more.

【００３６】このようにＳ再生頻度が求められたら、ス
テップＳ３にて、昇温設定温度ＺＳＴＥＭＰ（℃）を算
出する。この場合、図５に示すように、Ｓ再生頻度に対
するＺＳＴＥＭＰのマップが予め設定されている。この
マップによれば、Ｓ再生頻度が低いときには、ＺＳＴＥ
ＭＰは６００℃に設定され、Ｓ再生頻度の上昇に伴って
ＺＳＴＥＭＰが上昇し、所定値Ｄで８００℃としてい
る。即ち、昇温設定温度ＺＳＴＥＭＰはＳ再生頻度に基
づいて変更されるようになっている。When the S regeneration frequency is obtained in this way, in step S3, a set temperature setting temperature ZSTEMP (° C.) is calculated. In this case, as shown in FIG. 5, a map of ZSTEMP with respect to the S reproduction frequency is set in advance. According to this map, when the S reproduction frequency is low, the ZSTE
MP is set to 600 ° C., and ZSTEMP increases as the frequency of S regeneration increases, and is set to 800 ° C. at a predetermined value D. That is, the set temperature ZSTEMP is changed based on the S regeneration frequency.

【００３７】そして、ステップＳ４において、吸蔵型Ｎ
Ｏｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat がＺＳＴＥＭＰ以上であ
るかどうかを判定し、触媒温度Ｔcat がＺＳＴＥＭＰよ
り低ければ何もせずにこのルーチンを抜ける。一方、触
媒温度Ｔcat がＺＳＴＥＭＰ以上であれば、Ｓ再生頻度
がある程度低いと同時に吸蔵型ＮＯｘ触媒２５がある程
度昇温されており、Ｓパージしやすい状態にあると推定
されるため、ステップＳ５に移行し、制御モードをＳパ
ージモードに切り換える。これにより吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５に吸蔵されたＳＯｘの除去（Ｓパージ）が開始され
る。Then, in step S4, the storage type N
It is determined whether or not the catalyst temperature Tcat of the Ox catalyst 25 is equal to or higher than ZSTEMP. If the catalyst temperature Tcat is lower than ZSTEMP, the process exits without performing any operation. On the other hand, if the catalyst temperature Tcat is equal to or higher than ZSTEMP, it is estimated that the storage NOx catalyst 25 has been heated to some extent at the same time as the S regeneration frequency is somewhat low, and it is presumed that the S-type NOx catalyst 25 is easily purged. Then, the control mode is switched to the S purge mode. Thereby, the removal (S purge) of the SOx stored in the storage NOx catalyst 25 is started.

【００３８】即ち、ステップＳ６では、点火時期を制
御、つまり、リタード（遅角）させることで吸蔵型ＮＯ
ｘ触媒２５を昇温する。つまり、点火時期リタードによ
り吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に流入する排気を十分に加熱さ
せることにより、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５はＳパージに適
した温度（例えば、６５０℃〜８００℃）まで迅速に昇
温されることになる。この場合、点火時期は下記式
（４）によりリタードするように設定される。 点火時期＝ベース点火時期−ＺＳＳＡ×反映係数 ・・・（４） ここで、ＺＳＳＡは、目標平均有効圧Ｐｅとエンジン回
転速度情報Ｎｅとに応じて設定されたリタードマップに
基づいて設定されるものであり、燃焼限界となるリター
ド量に余裕量を考慮した量として設定される。また、反
映係数は、図６に示すように、触媒温度推定値、つま
り、触媒温度Ｔcat に対応したマップに基づいて設定さ
れる。なお、この反映係数は燃料のカット時やスロット
ル開度もしくはアクセル開度が所定値以上のときは０と
している。これは、例えば、アクセル開度が所定値以上
のときは高出力が要求されているときであるので、点火
時期リタードにより出力を低下させないようにするため
である。That is, in step S 6, the ignition timing is controlled, that is, retarded (retarded) to make the storage NO
The temperature of the x catalyst 25 is raised. That is, by sufficiently heating the exhaust gas flowing into the storage NOx catalyst 25 by the ignition timing retard, the temperature of the storage NOx catalyst 25 is quickly raised to a temperature suitable for S purge (for example, 650 ° C. to 800 ° C.). Will be. In this case, the ignition timing is set so as to retard according to the following equation (4). Ignition timing = base ignition timing−ZSSA × reflection coefficient (4) Here, ZSSA is set based on a retard map set according to the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne. This is set as an amount in consideration of a margin amount for a retard amount that becomes a combustion limit. Further, as shown in FIG. 6, the reflection coefficient is set based on a catalyst temperature estimated value, that is, a map corresponding to the catalyst temperature Tcat. The reflection coefficient is set to 0 when the fuel is cut or when the throttle opening or the accelerator opening is equal to or more than a predetermined value. This is because, for example, when the accelerator opening is equal to or more than a predetermined value, a high output is required, so that the output is not reduced by the ignition timing retard.

【００３９】続いて、ステップＳ７では、空燃比を制御
する。即ち、リーン運転を禁止し、ストイキＦ／Ｂもし
くはオープンループのリッチ運転のみとし、空燃比がス
トイキもしくはリッチとなるようにする。図８にＳ再生
度合い（Ｓ再生後回復したＮＯｘ吸蔵量）とＳ再生時の
空燃比（Ｓ再生Ａ／Ｆ）の関係を示すが、リーン以外、
即ち、ストイキあるいはリッチであればＳ再生し、スト
イキ〜リッチ間ではＳ再生時の空燃比への依存性は小さ
いことがわかる。ただし、リッチ度合いが大きいほど燃
費の悪化度合いが大きく、またリッチ度合いが大きいと
臭気の元となるＨ₂ Ｓの発生度合いが大きくなる。その
ため、Ｓ再生時の空燃比はストイキに近い方が好ましい
が、制御誤差も見込んでわずかばかりリッチ（スライト
リッチ）に設定するのがよく、即ち、１４〜１４．７と
するのが好ましい。なお、図８からＳ再生時の吸蔵型Ｎ
Ｏｘ触媒２５の温度が６００℃のときには６５０℃や７
００℃の１０倍時間をかけているにもかかわらずＳ再生
度合いが小さく、また、７００℃のときにはＳ再生度合
いが非常に大きくなっており、Ｓ再生度合いにはＳ再生
時の触媒温度の影響が大きいことがわかる。Subsequently, in step S7, the air-fuel ratio is controlled. That is, lean operation is prohibited, and only stoichiometric F / B or open-loop rich operation is performed so that the air-fuel ratio becomes stoichiometric or rich. FIG. 8 shows the relationship between the degree of S regeneration (the amount of NOx storage recovered after S regeneration) and the air-fuel ratio (S regeneration A / F) during S regeneration.
In other words, it can be seen that S regeneration is performed if stoichiometric or rich, and that the dependence on the air-fuel ratio during S regeneration is small between stoichiometric and rich. However, as the degree of richness increases, the degree of deterioration in fuel efficiency increases, and when the degree of richness increases, the degree of generation of H ₂ S that causes odor increases. Therefore, the air-fuel ratio at the time of S regeneration is preferably closer to stoichiometric. However, it is preferable to set the air-fuel ratio slightly rich (slight rich) in consideration of the control error, that is, it is preferable to set the air-fuel ratio to 14 to 14.7. In addition, from FIG.
When the temperature of the Ox catalyst 25 is 600 ° C., 650 ° C. or 7
The degree of S regeneration is small despite taking 10 times the time of 00 ° C., and the degree of S regeneration is very large at 700 ° C. The influence of the catalyst temperature during S regeneration on the degree of S regeneration Is large.

【００４０】そして、ステップＳ８では、触媒温度Ｔca
t が所定値Ｔ_K（例えば、６５０℃）よりも低い状態が
所定の設定時間Ｃ（例えば、４５sec ）継続しているか
どうかを判定し、この状態が設定時間Ｃを継続していな
ければ、Ｓパージ制御、つまり、点火時期リタードによ
る吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の昇温及び空燃比のリッチ化を
継続する。このＳパージモードではステップＳ１からＳ
８の処理を繰り返すが、Ｓパージ制御により吸蔵型ＮＯ
ｘ触媒２５に吸蔵されたＳＯｘが放出されると、Ｓ再生
頻度が大きくなって図５のマップに基づいてＺＳＴＥＭ
Ｐが上昇する。そのため、設定時間Ｃを経過する前にス
テップＳ４にて触媒温度Ｔcat よりＺＳＴＥＭＰが高く
なると、ステップＳ９にてＳパージ制御を中止し、吸蔵
型ＮＯｘ触媒２５の昇温をやめると共に空燃比をリーン
化してこのルーチンを抜ける。Then, in step S8, the catalyst temperature Tca
It is determined whether or not a state where t is lower than a predetermined value T _K (for example, 650 ° C.) has continued for a predetermined set time C (for example, 45 seconds). The purge control, that is, the temperature rise of the storage NOx catalyst 25 and the enrichment of the air-fuel ratio by the ignition timing retard are continued. In this S purge mode, steps S1 to S
8 is repeated, but the storage NO
When the SOx stored in the x catalyst 25 is released, the frequency of S regeneration increases, and the ZSTEM is generated based on the map of FIG.
P rises. Therefore, if ZSTEMP becomes higher than the catalyst temperature Tcat in step S4 before the set time C elapses, the S purge control is stopped in step S9, the temperature rise of the storage NOx catalyst 25 is stopped, and the air-fuel ratio is made lean. Exit the leverage routine.

【００４１】一方、ステップＳ８にて、触媒温度Ｔcat
が所定値Ｔ_Kよりも低い状態が所定の設定時間Ｃ経過し
たら、ステップＳ９にてＳパージ制御を中止して吸蔵型
ＮＯｘ触媒２５の昇温をやめると共に空燃比をリーン化
してこのルーチンを抜ける。つまり、Ｓパージモードに
しても触媒温度Ｔcat がイオウ成分の脱離に最適な温度
（Ｔ_K＝６５０℃）へなかなか近づかない場合には、燃
費悪化を抑制するためにＳパージモードを停止させるよ
うにしている。On the other hand, in step S8, the catalyst temperature Tcat
After the predetermined time C has passed the state where is lower than the predetermined value T _{K, the} S purge control is stopped in step S9, the temperature rise of the storage NOx catalyst 25 is stopped, the air-fuel ratio is made lean, and the routine exits. . That is, if the catalyst temperature Tcat does not easily approach the optimum temperature (T _K = 650 ° C.) for desorbing the sulfur component even in the S purge mode, the S purge mode is stopped in order to suppress the deterioration of fuel efficiency. I have to.

【００４２】ここで、上述したＳパージモードへの切換
制御を具体的に説明する。図３に示すように、Ｓパージ
モードがＯＦＦで、Ｓ再生頻度が低いとき、昇温設定温
度ＺＳＴＥＭＰは６００℃に設定されている。そして、
ドライバの運転状態、例えば、加速時あるいは郊外道
路、高速道路、山岳道路などを走行して触媒温度Ｔcat
が上昇し、この触媒温度Ｔcat がＺＳＴＥＭＰを越える
と、ＳパージモードがＯＮ（ステップＳ４でＹｅｓ）と
なる。すると、点火時期をリタードして吸蔵型ＮＯｘ触
媒２５を昇温すると共に空燃比をリッチ化するため、吸
蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵されたＳＯｘが放出される。
そして、Ｓパージモードが継続するとＳ再生が進み、７
００℃換算Ｓ再生時間が増加してＳ再生頻度が大きくな
り、このＳ再生頻度が大きくなると、図５のマップに基
づいてＺＳＴＥＭＰが上昇し、触媒温度Ｔcat を越える
（ステップＳ４でＮｏ）。Here, the switching control to the S purge mode described above will be specifically described. As shown in FIG. 3, when the S purge mode is OFF and the S regeneration frequency is low, the set temperature setting temperature ZSTEMP is set to 600 ° C. And
The driving temperature of the driver, for example, during acceleration or running on a suburban road, a highway, a mountain road, or the like, the catalyst temperature Tcat
When the catalyst temperature Tcat exceeds ZSTEMP, the S purge mode is turned on (Yes in step S4). Then, the ignition timing is retarded to raise the temperature of the storage NOx catalyst 25 and to enrich the air-fuel ratio, so that the SOx stored in the storage NOx catalyst 25 is released.
Then, if the S purge mode continues, S regeneration proceeds, and 7
The S regeneration time increases as the 00 ° C conversion S regeneration time increases, and when the S regeneration frequency increases, ZSTEMP rises based on the map of FIG. 5 and exceeds the catalyst temperature Tcat (No in step S4).

【００４３】すると、ＳパージモードがＯＦＦとなり、
吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の昇温をやめるため、触媒温度Ｔ
cat が低下する。その後、触媒温度Ｔcat が低い状態で
走行距離が延びると、Ｓ再生頻度が小さくなると共に、
ＺＳＴＥＭＰが低下して６００℃に戻る。Then, the S purge mode is turned off,
To stop the temperature rise of the storage NOx catalyst 25, the catalyst temperature T
cat drops. Thereafter, if the traveling distance increases with the catalyst temperature Tcat being low, the S regeneration frequency decreases, and
ZSTEMP drops back to 600 ° C.

【００４４】また、ドライバの運転状態により触媒温度
Ｔcat が再び上昇し、触媒温度Ｔcat がＺＳＴＥＭＰを
越えるとＳパージモードがＯＮ（ステップＳ４でＹｅ
ｓ）される。このとき、ドライバが渋滞した市街地のよ
うな場所で短い加減速を繰り返す運転状態を行っている
と、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５はＳＯｘを放出するのに必要
な高温状態になりにくい。即ち、この場合、触媒温度Ｔ
cat は最初ＺＳＴＥＭＰ（６００℃）を越えたものの６
５０℃よりも低い状態が継続することとなり、この温度
域ではＳ再生はされるもののＳ再生効率が低い。そのた
め、この状態の継続時間が設定時間Ｃを経過した（ステ
ップＳ８でＹｅｓ）ら、ＳパージモードをＯＦＦとする
ことで、点火時期リタード及びリッチ化を中止しＳ再生
効率が低い温度域では燃費の悪化を抑制できる。Further, the catalyst temperature Tcat rises again due to the driving state of the driver, and when the catalyst temperature Tcat exceeds ZSTEMP, the S purge mode is turned on (Ye in step S4).
s). At this time, if the driver is performing an operation state in which short acceleration and deceleration are repeated in a place such as a congested city area, the storage-type NOx catalyst 25 does not easily reach a high temperature state necessary for releasing SOx. That is, in this case, the catalyst temperature T
cat first exceeded ZSTEMP (600 ° C)
The state lower than 50 ° C. continues, and in this temperature range, S regeneration is performed but S regeneration efficiency is low. Therefore, if the continuation time of this state has passed the set time C (Yes in step S8), the ignition timing retard and enrichment are stopped by turning off the S purge mode, and the fuel efficiency is reduced in the temperature range where the S regeneration efficiency is low. Deterioration can be suppressed.

【００４５】なお、Ｓパージモードにて、空燃比をリッ
チ空燃比モードとしてリーン空燃比モードへの移行を禁
止しているが、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５が高温であるとき
には、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の熱劣化対策のために既に
リーン空燃比モードは禁止となっている場合もある。In the S purge mode, the air-fuel ratio is set to the rich air-fuel ratio mode and the transition to the lean air-fuel ratio mode is prohibited. However, when the storage NOx catalyst 25 is at a high temperature, the storage NOx catalyst 25 In some cases, the lean air-fuel ratio mode has already been prohibited to prevent thermal degradation.

【００４６】また、Ｓパージを行うときに点火時期リタ
ードに応じてスロットル弁１７を作動してベーススロッ
トル開度に対してスロットル開度θthを調整し、吸入空
気量を操作しており、これによって点火時期リタードに
よるトルク低下分を補いトルクがほぼ一定となるように
制御している。この場合、スロットル開度は下記式
（５）により設定される。 スロットル開度＝ベーススロットル開度−ＺＳＥＴＶ×反映係数・・（５） ここで、ＺＳＥＴＶは、目標平均有効圧Ｐｅとエンジン
回転速度情報Ｎｅとに応じて設定されたスロットル開度
補正マップに基づいて設定されるものであり、また、反
映係数は、前述したように、図５に示すマップに基づい
て設定される。なお、この場合、補正された点火時期
（リタード後の点火時期）に対するスロットル開度θth
のマップにより設定してもよい。Further, when performing the S purge, the throttle valve 17 is operated in accordance with the ignition timing retard to adjust the throttle opening θth with respect to the base throttle opening, thereby operating the intake air amount. The control is performed so that the torque decrease due to the ignition timing retard is compensated and the torque is substantially constant. In this case, the throttle opening is set by the following equation (5). Throttle opening = base throttle opening−ZSETV × reflection coefficient (5) Here, ZSETV is based on a throttle opening correction map set according to the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne. The reflection coefficient is set based on the map shown in FIG. 5, as described above. In this case, the throttle opening θth with respect to the corrected ignition timing (the ignition timing after the retard).
May be set according to the map.

【００４７】このように本実施形態では、吸蔵型ＮＯｘ
触媒２５からＳＯｘを放出する再生度合が所定範囲に保
たれるように制御、つまり、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触
媒温度Ｔcat が活性温度（例えば、２５０〜３５０℃）
より高く、且つ、吸蔵されたＳＯｘを脱離するのに適し
た温度（例えば、６５０℃〜８００℃）あるいはそれよ
り低く設定された昇温設定温度ＺＳＴＥＭＰ以上となっ
た場合に、点火時期をリタードして吸蔵型ＮＯｘ触媒２
５を昇温させると共に空燃比をリッチ化してＳＯｘを放
出する。As described above, in this embodiment, the storage type NOx
Control is performed so that the regeneration degree at which SOx is released from the catalyst 25 is kept within a predetermined range, that is, the catalyst temperature Tcat of the occlusion type NOx catalyst 25 becomes the activation temperature (for example, 250 to 350 ° C.).
When the temperature becomes higher (e.g., 650 ° C. to 800 ° C.) suitable for desorbing the stored SOx or higher than the set temperature ZSTEMP set lower than that, the ignition timing is retarded. NOx storage catalyst 2
5 and the air-fuel ratio is enriched to release SOx.

【００４８】従って、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５がある程度
高温状態にあるときに、アシスト的に吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５を昇温してＳ再生速度の遅いＳＯｘ放出速度に適し
た触媒温度域においてＳＯｘを放出して再生している。
そのため、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５が低温状態でＳＯｘの
放出に最適な温度まで昇温するのに長時間を要するよう
な場合に無理にＳ再生を実施するものではない。これに
よって長時間のリッチ化及び点火時期リタード、及び低
温から大きく昇温しなければならないための大幅なリタ
ードを行う必要がなく、燃費の悪化を抑制できる。Therefore, when the storage NOx catalyst 25 is at a high temperature to some extent, the temperature of the storage NOx catalyst 25 is assisted to release SOx in a catalyst temperature range suitable for the SOx release speed at which the S regeneration speed is low. And then playing.
Therefore, when the storage-type NOx catalyst 25 takes a long time to raise the temperature to the optimum temperature for releasing SOx in a low temperature state, the S regeneration is not forcibly performed. As a result, it is not necessary to perform a long-time enrichment and retardation of the ignition timing, and a large retardation for greatly increasing the temperature from a low temperature, and it is possible to suppress the deterioration of fuel efficiency.

【００４９】この場合、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５からＳＯ
ｘを放出する再生度合としてＳ再生頻度を求め、このＳ
再生頻度をイオウ成分残存度合相関値とし、このＳ再生
頻度をＳ再生制御の開始判定を行うための昇温設定温度
ＺＳＴＥＭＰに相関している。従って、吸蔵型ＮＯｘ触
媒２５からＳＯｘが放出される状態になった頻度を正確
に把握でき、より適切に再生制御または吸蔵抑制制御を
行うことができる。In this case, the NOx storage catalyst 25
The reproduction frequency of S is obtained as the reproduction degree for releasing x, and this S
The regeneration frequency is defined as a sulfur component residual degree correlation value, and the S regeneration frequency is correlated with the set temperature ZSTEMP for determining whether to start the S regeneration control. Therefore, the frequency at which SOx is released from the storage NOx catalyst 25 can be accurately grasped, and the regeneration control or the storage suppression control can be performed more appropriately.

【００５０】また、Ｓパージモードで触媒温度Ｔcat が
イオウ成分の脱離に最適な温度（例えば、６５０℃以
上）へ近づかない場合、設定時間Ｃを経過した後にＳパ
ージモードを停止させるようにしている。従って、例え
ば、車両が市街地のような場所で加減速を繰り返す運転
状態のときは、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５がＳＯｘを放出す
るのに最適な高温状態になりにくいため、設定時間Ｃの
経過を待ってＳパージモードを中止させており、これに
よってＳ再生効率が良くない温度帯ではリッチ化及び昇
温の継続に制限を設けることにより燃費の悪化を抑制で
きる。If the catalyst temperature Tcat does not approach the optimum temperature (for example, 650 ° C. or higher) for sulfur component desorption in the S purge mode, the S purge mode is stopped after the set time C has elapsed. I have. Therefore, for example, when the vehicle is in an operating state where acceleration and deceleration are repeated in a place such as an urban area, the storage-type NOx catalyst 25 is unlikely to be in a high-temperature state that is optimal for releasing SOx. In this manner, the S purge mode is stopped, and thereby, in a temperature range where the S regeneration efficiency is not good, deterioration of fuel efficiency can be suppressed by providing a restriction on enrichment and continuation of temperature rise.

【００５１】なお、本実施形態では、吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５の温度が活性温度を２５０℃〜３５０℃とし、吸蔵
されたＳＯｘを脱離するのに適した温度を６５０℃から
８００℃（より好ましくは７００℃以上）、昇温設定温
度ＺＳＴＥＭＰを６００℃から開始しＳ再生頻度により
変化させるようにしたが、各温度は吸蔵型ＮＯｘ触媒２
５の特性、あるいはエンジン形態や排気温度などにより
適宜設定すればよいものである。In this embodiment, the temperature of the storage NOx catalyst 25 is set to an activation temperature of 250 ° C. to 350 ° C., and the temperature suitable for desorbing the stored SOx is set to 650 ° C. to 800 ° C. (more preferably). Is 700 ° C. or higher), and the temperature setting temperature ZSTEMP is started from 600 ° C. and is changed according to the S regeneration frequency.
5 may be set as appropriate according to the characteristics of the engine 5, the engine configuration, the exhaust temperature, and the like.

【００５２】また、本実施形態では、Ｓ再生頻度に応じ
た昇温設定温度ＺＳＴＥＭＰを設定してＳパージ制御を
開始するようにしたが、開始条件に温度条件を設定せず
にＳ再生頻度を予め設定された所定の再生制御開始設定
頻度と比較して開始するようにしてもよい。そして、Ｓ
パージ制御における触媒昇温手段も、上述した実施形態
に何ら限定されるものではなく、例えば、膨張行程に追
加燃料噴射を行う２段噴射や吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の上
流の排気管２１内に直接燃料を噴射するようなものであ
ってもよく、電気加熱触媒等の加熱手段を用いてもよ
い。また、リッチ化手段としても前述の２段噴射あるい
は排気管２１内への直接燃料噴射を用いてもよい。ま
た、運転状態によっては、すでに触媒が高温となってい
る場合には昇温手段をあらためて作動させなくてもよい
場合もあるし、すでにリッチとなっている場合にはあら
ためてリッチ化手段を作動させなくてもよい場合もあ
る。In the present embodiment, the S purge control is started by setting the temperature set temperature ZSTEMP according to the S regeneration frequency. However, the S regeneration frequency is set without setting the temperature condition as the start condition. The reproduction control may be started in comparison with a predetermined reproduction control start frequency set in advance. And S
The catalyst temperature raising means in the purge control is not limited to the above-described embodiment at all. For example, two-stage injection for performing additional fuel injection during the expansion stroke or directly into the exhaust pipe 21 upstream of the occlusion type NOx catalyst 25 may be used. The fuel may be injected, or a heating means such as an electrically heated catalyst may be used. Further, as the enrichment means, the above-described two-stage injection or direct fuel injection into the exhaust pipe 21 may be used. Further, depending on the operating state, there is a case where it is not necessary to re-activate the temperature raising means when the temperature of the catalyst is already high, and when the catalyst is already rich, it is necessary to activate the enrichment means again. In some cases, it is not necessary.

【００５３】図９に本発明の第２実施形態に係る内燃機
関の排気浄化装置における空燃比に対するＳ被毒係数Ｋ
₁を表すグラフ、図１０にＳ含有量に対するＳ被毒係数
Ｋ₂を表すグラフ、図１１に触媒温度に対するＳ被毒係
数Ｋ₃を表すグラフ、図１２に触媒温度に対する再生能
力係数Ｒ₁を表すグラフ、図１３に空燃比に対する再生
能力係数Ｒ₂を表すグラフ、図１４に被毒Ｓ量に対する
Ｓ残存係数Ｒ₃を表すグラフ、図１５にＳパージを行っ
た際の被毒Ｓ量の時間変化を表すタイムチャートを示
す。FIG. 9 shows the S poisoning coefficient K with respect to the air-fuel ratio in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention.
Graph representing _a graph showing an S poisoning coefficient K ₂ for S content 10, a graph showing an S-poisoning coefficient K ₃ to the catalyst temperature in Fig. 11, the regenerative capacity coefficient R ₁ in FIG. 12 relative to the catalyst temperature 13 is a graph showing the regeneration ability coefficient R ₂ with respect to the air-fuel ratio, FIG. 14 is a graph showing the S residual coefficient R ₃ with respect to the poisoning S amount, and FIG. 15 is a graph showing the poisoning S amount when performing the S purge. 4 shows a time chart showing a time change.

【００５４】本実施形態の排気浄化装置の概略構成は、
前述した第１実施形態のものと同様であるため、重複す
る説明は省略する。The schematic configuration of the exhaust gas purification apparatus of the present embodiment is as follows.
Since it is the same as that of the first embodiment described above, the duplicate description will be omitted.

【００５５】前述の実施形態で説明したように、吸蔵型
ＮＯｘ触媒２５におけるＮＯｘ吸蔵能力を再生するため
には吸蔵されたＳＯｘ量を正確に推定する必要がある。
そこで、本実施形態では、イオウ成分残存度合検知手段
は、イオウ成分残存度合相関値として吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５のイオウ成分吸蔵量を検出または推定し、再生度合
算出手段がこのイオウ成分吸蔵量に応じてＳ再生度合を
補正し、触媒制御手段がＳ再生度合に基づいて吸蔵型Ｎ
Ｏｘ触媒２５に対する再生制御を行うようにしている。As described in the foregoing embodiment, in order to regenerate the NOx storage capacity of the storage NOx catalyst 25, it is necessary to accurately estimate the amount of stored SOx.
Therefore, in the present embodiment, the sulfur component remaining degree detecting means detects or estimates the sulfur component storage amount of the storage type NOx catalyst 25 as the sulfur component remaining degree correlation value, and the regeneration degree calculating means responds to the sulfur component storage amount. The S regeneration degree is corrected by the catalyst control means based on the S regeneration degree.
The regeneration control for the Ox catalyst 25 is performed.

【００５６】即ち、Ｓ残存量を含む空燃比、燃料性状、
触媒温度の少なくともいずれか一つに応じて吸蔵型ＮＯ
ｘ触媒２５へ吸蔵されるイオウ成分の吸蔵度合を演算
し、燃料噴射量とイオウ成分の吸蔵度合とに基づいて吸
蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵されるイオウ成分の吸蔵量、
つまり、被毒Ｓ量を推定し、推定された被毒Ｓ量が予め
設定された所定のＳ劣化判定値に達した場合に、触媒を
昇温させ、且つ、空燃比をリッチ化して吸蔵したＳＯｘ
を放出し、ＮＯｘ吸蔵能力を回復する。That is, the air-fuel ratio including the residual amount of S, the fuel property,
Occlusion type NO according to at least one of the catalyst temperatures
The storage degree of the sulfur component stored in the x catalyst 25 is calculated, and the storage amount of the sulfur component stored in the storage NOx catalyst 25 is calculated based on the fuel injection amount and the storage degree of the sulfur component,
That is, the amount of poisoned S was estimated, and when the estimated amount of poisoned S reached a predetermined S deterioration determination value set in advance, the temperature of the catalyst was increased, and the air-fuel ratio was made rich to occlude the catalyst. SOx
To recover NOx storage capacity.

【００５７】ここで、イオウ成分の吸蔵量（被毒Ｓ量Ｑ
ｓ）の推定方法について説明する。被毒Ｓ量Ｑｓは、基
本的には燃料噴射積算量Ｑｆに基づいて設定されるもの
であり、燃料噴射制御ルーチン（図示せず）の実行周期
毎に下記式（６）により演算される。 Ｑｓ＝Ｑｓ(n−1)＋ΔＱｆ・Ｋ−Ｒｓ ・・・（６） ここに、Ｑｓ(n−1)は被毒Ｓ量の前回値であり、ΔＱｆ
は実行周期当たりの燃料噴射積算量（燃料噴射量相関
値）、Ｋは補正係数（Ｓ吸蔵度合）、Ｒｓは実行周期当
たりの再生Ｓ量を示している。Here, the storage amount of the sulfur component (the poisoning S amount Q
The estimation method of s) will be described. The poisoning S amount Qs is basically set based on the fuel injection integrated amount Qf, and is calculated by the following equation (6) every execution cycle of a fuel injection control routine (not shown). Qs = Qs (n−1) + ΔQf · K−Rs (6) where Qs (n−1) is the previous value of the poisoning S amount, and ΔQf
Represents an integrated fuel injection amount (fuel injection amount correlation value) per execution cycle, K represents a correction coefficient (S occlusion degree), and Rs represents a regeneration S amount per execution cycle.

【００５８】つまり、現在の被毒Ｓ量Ｑｓは、燃料噴射
制御ルーチンの実行周期当たりの燃料噴射積算量ΔＱｆ
を補正係数Ｋで補正して積算するとともに、この積算値
から実行周期当たりの再生Ｓ量Ｒｓを減算することで求
められる。ここに、燃料噴射積算量ΔＱｆは、上述した
ように目標Ａ／Ｆに基づいて決定された燃料噴射量によ
り算出される。That is, the current poisoning S amount Qs is determined by the fuel injection integrated amount ΔQf per execution cycle of the fuel injection control routine.
Is corrected by the correction coefficient K and integrated, and the reproduction S amount Rs per execution cycle is subtracted from the integrated value. Here, the integrated fuel injection amount ΔQf is calculated based on the fuel injection amount determined based on the target A / F as described above.

【００５９】ところで、補正係数Ｋは、下記式（７）に
示すように、空燃比Ａ／Ｆに応じたＳ被毒係数Ｋ₁、Ｓ
含有量（燃料性状）に応じたＳ被毒係数Ｋ₂、触媒温度
Ｔcatに応じたＳ被毒係数Ｋ₃の３つの補正係数の積から
なっている。 Ｋ＝Ｋ₁・Ｋ₂・Ｋ₃ ・・・（７） 空燃比Ａ／Ｆに応じたＳ被毒係数Ｋ₁は、図９に示すよ
うに、実験データに基づいてリッチ空燃比では小さな値
とされ、リーン空燃比で大きな値をとるようにされてお
り、例えば、リーン空燃比時に対してリッチ空燃比時は
１／４、ストイキオ時には２／３となっている。即ち、
目標Ａ／Ｆがリッチ空燃比とされ、エンジン１１がリッ
チ空燃比で運転しているような場合には、ＳＯｘが吸蔵
型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵され難いとみなし、一方、目標
Ａ／Ｆがリーン空燃比とされ、エンジン１１がリーン空
燃比で運転している場合には、燃料量に応じて略一定量
のＳＯｘが吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵されるとみなす
のである。The correction coefficient K is, as shown in the following equation (7), the S poisoning coefficient K ₁ , S according to the air-fuel ratio A / F.
It is made up of the product of three correction coefficients of the S poisoning coefficient K ₂ according to the content (fuel property) and the S poisoning coefficient K ₃ according to the catalyst temperature Tcat. K = K ₁ · K ₂ · K ₃ (7) The S poisoning coefficient K ₁ according to the air-fuel ratio A / F is a small value in the rich air-fuel ratio based on the experimental data as shown in FIG. The lean air-fuel ratio is set to a large value, and is, for example, 1/4 at the rich air-fuel ratio and 2/3 at the stoichiometric ratio with respect to the lean air-fuel ratio. That is,
When the target A / F is set to the rich air-fuel ratio and the engine 11 is operating at the rich air-fuel ratio, it is considered that SOx is hardly stored in the storage NOx catalyst 25, while the target A / F is set to lean. When the engine 11 is operating at a lean air-fuel ratio, it is assumed that a substantially constant amount of SOx is stored in the storage NOx catalyst 25 in accordance with the fuel amount.

【００６０】また、Ｓ含有量（燃料性状）に応じたＳ被
毒係数Ｋ₂は、図１０に実線で示すように、実験データ
に基づいて燃料中のＳ含有量が大きくなるほど大きな値
をとるようにされており、例えば、比例関係となってい
る。即ち、ＳＯｘの発生量は燃料中に含まれるイオウ成
分によって左右されるため、このイオウ成分の含有量に
応じて補正を行うのである。Further, as shown by the solid line in FIG. 10, the S poisoning coefficient K ₂ according to the S content (fuel property) becomes larger as the S content in the fuel becomes larger based on experimental data. And a proportional relationship, for example. That is, since the amount of SOx generated depends on the sulfur component contained in the fuel, the correction is performed according to the content of the sulfur component.

【００６１】ところで、Ｓ含有量を燃料補給毎に測定す
ることは実際には不可能であるため、これに代えて、燃
料時に発生するノッキングをノックセンサ３１により検
出して現在使用している燃焼中のＳ含有量を推定する。
これは、一般に低オクタン価の低質な燃料ではＳ含有量
が多く、高オクタン価の高質な燃料ではＳ含有量が少な
いことに基づくものである。つまり、例えばノックセン
サ３１からの情報によりノッキングが発生し易い燃焼状
態のとき、即ち、ノッキングのために点火時期をあまり
進角できないとき（点火時期進角補正値が小のとき）に
は低オクタン価でＳ含有量が多いと判断でき、一方、ノ
ッキングが発生し難いとき、即ち、点火時期を多く進角
できるとき（点火時期進角補正値が大のとき）には高オ
クタン価でＳ含有量が少ないと判断できるのである。Incidentally, since it is actually impossible to measure the S content at every refueling, the knocking occurring at the time of fuel is detected by the knock sensor 31 instead of this, and the currently used combustion is detected. The S content in the medium is estimated.
This is based on the fact that low-octane low-quality fuel generally has a high S content, and high octane high-quality fuel has a low S content. That is, for example, in a combustion state in which knocking is likely to occur based on information from the knock sensor 31, that is, when the ignition timing cannot be advanced so much due to knocking (when the ignition timing advance correction value is small), the low octane number is used. In the case where knocking is unlikely to occur, that is, when the ignition timing can be advanced a lot (when the ignition timing advance correction value is large), the S content is high and the S content is high. It can be judged that there are few.

【００６２】なお、日本国内では、レギュラガソリンと
プレミアムガソリンのようにそれぞれ品質が一定に保持
された２種類の燃料が販売されているが、このような場
合には、図１０に点線で示すように、Ｓ含有量は階段状
に２段階に区別される。つまり、プレミアムガソリンで
あれば良質でＳ含有量が非常に少ないと判断してＳ被毒
係数Ｋ₂は０近傍値とされ、レギュラガソリンであれば
大きな値とされる。In Japan, two types of fuels, such as regular gasoline and premium gasoline, whose quality is kept constant, are sold. In such a case, as shown by a dotted line in FIG. In addition, the S content is divided into two steps in a stepwise manner. That, S poisoning coefficient K ₂ good and S content if premium gasoline is determined to very little is zero neighborhood value is a large value if regular gasoline.

【００６３】また、触媒温度Ｔcat に応じたＳ被毒係数
Ｋ₃は、図１１に示すように、実験データに基づいて触
媒温度Ｔcat が中程度の温度（例えば、３００〜５００
℃程度）のときに大きな値をとるようにされている。即
ち、触媒温度Ｔcat が低いときには活性度合が低く、触
媒温度Ｔcat が高いときにはＳＯｘはパージされる方向
なので、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵されるＳＯｘの量
は比較的少ないと判断するのである。Further, as shown in FIG. 11, the S poisoning coefficient K ₃ according to the catalyst temperature Tcat is a temperature at which the catalyst temperature Tcat is moderate (for example, 300 to 500) based on experimental data.
(About ° C). That is, when the catalyst temperature Tcat is low, the degree of activity is low, and when the catalyst temperature Tcat is high, the SOx is in the purging direction. Therefore, it is determined that the amount of SOx stored in the storage NOx catalyst 25 is relatively small.

【００６４】これにより実行周期当たりの被毒Ｓ量ΔＱ
ｓがより一層正確に推定されることになる。また、実行
周期当たりの再生Ｓ量Ｒｓは下記式（８）により演算す
ることができる。 Ｒｓ＝α・Ｒ₁・Ｒ₂・Ｒ₃・ｄＴ ・・・（８） ここに、αは単位時間当たりの再生率（設定値）であ
り、ｄＴは燃料噴射制御ルーチンの実行周期を示してお
り、Ｒ₁は触媒温度Ｔcat に応じた再生能力係数、Ｒ₂は
空燃比Ａ／Ｆに応じた再生能力係数、Ｒ₃は被毒Ｓ量に
応じたＳ残存係数を示している。Thus, the poisoning S amount ΔQ per execution cycle
s will be more accurately estimated. Further, the reproduction S amount Rs per execution cycle can be calculated by the following equation (8). Rs = α · R ₁ · R ₂ · R ₃ · dT (8) where α is a regeneration rate (set value) per unit time, and dT is an execution cycle of the fuel injection control routine. R ₁ indicates a regeneration capacity coefficient corresponding to the catalyst temperature Tcat, R ₂ indicates a regeneration capacity coefficient corresponding to the air-fuel ratio A / F, and R ₃ indicates an S residual coefficient corresponding to the poisoning S amount.

【００６５】触媒温度Ｔcat に応じた再生能力係数Ｒ₁
は、図１２に示すように、実験データに基づいて触媒温
度Ｔcat が大きくなるにつれて指数関数的に増大するよ
うにされている。つまり、ＳＯｘは触媒温度Ｔcat が大
きくなるほど指数関数的に急速に吸蔵型ＮＯｘ触媒２５
から除去され易くなる傾向にあり、再生能力係数Ｒ₁は
これに応じて増加するようになっている。The regeneration capacity coefficient R ₁ according to the catalyst temperature Tcat
As shown in FIG. 12, is set to increase exponentially as the catalyst temperature Tcat increases based on experimental data. That is, the SOx increases exponentially and rapidly as the catalyst temperature Tcat increases.
Located easily tends to remove from the reproduction capability coefficient R ₁ is increased according thereto.

【００６６】空燃比Ａ／Ｆに応じた再生能力係数Ｒ
₂は、図１３に示すように、実験データに基づいて空燃
比Ａ／Ｆがリッチ空燃比では大きく略一定値とされ、超
リーン空燃比となるほど減少するようにされている。つ
まり、ＳＯｘは、上述したように、リッチ空燃比である
還元雰囲気中では良好に除去される一方、空燃比がリー
ン空燃比となると逆に吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵され
るようになり、再生能力係数Ｒ₂はこれに応じて設定さ
れている。Regeneration capacity coefficient R according to air-fuel ratio A / F
_2, as shown in FIG. 13, the air-fuel ratio A / F based on experimental data is substantially constant value greater than the rich air-fuel ratio is adapted to decrease as the super lean air-fuel ratio. That is, as described above, SOx is favorably removed in a reducing atmosphere having a rich air-fuel ratio, whereas when the air-fuel ratio becomes a lean air-fuel ratio, it is occluded by the occluded NOx catalyst 25, and regeneration is performed. capacity factor R ₂ is set accordingly.

【００６７】被毒Ｓ量に応じたＳ残存係数Ｒ₃は、図１
４に実線で示すように、実験データに基づいて被毒Ｓ量
が多くなるにつれて直線的に増大するようにされてい
る。つまり、ＳＯｘは吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に残存する
ＳＯｘ量が多いほどＳ再生速度が速く、除去され易くな
る傾向にあり、このＳ残存係数Ｒ₃はこれに応じて増加
するようになっている。この場合、Ｓ残存係数Ｒ₃は直
線的に増加するものとしたが、その特性は触媒によって
異なるものであり、図１４に点線で示すように、指数関
数的に増加する曲線でもよく、触媒特性に応じたものに
設定する。The S residual coefficient R ₃ according to the poisoning S amount is shown in FIG.
As shown by the solid line in FIG. 4, based on the experimental data, the poisoning S increases linearly as the poisoning S amount increases. That, SOx is the more the amount of SOx remaining in the occlusion-type NOx catalyst 25 fast S regeneration speed is in the easily tends removed, the S remaining coefficients R ₃ is increased according thereto. In this case, the S residual coefficient R ₃ increases linearly. However, the characteristics vary depending on the catalyst. As shown by a dotted line in FIG. 14, an exponentially increasing curve may be used. Set according to.

【００６８】このようにＳＯｘは触媒温度Ｔcat が高温
に加熱され、空燃比Ａ／Ｆがリッチ空燃比になると還元
除去されることになるのであるが、図１２及び図１３の
マップに基づいて触媒温度Ｔcat 及び空燃比Ａ／Ｆに対
応する再生能力係数Ｒ₁、Ｒ₂を求めることで、実行周期
当たりの再生Ｓ量Ｒｓを適正に演算するようにできる。
また、ＳＯｘは吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に残存するＳＯｘ
量に応じてその再生速度が異なるものであり、図１４の
マップに基づいて被毒Ｓ量に応じたＳ残存係数Ｒ₃を求
めることで、再生Ｓ量Ｒｓを適正に演算するようにで
き、その結果、現在の被毒Ｓ量Ｑｓをより一層正確に求
めることが可能なる。As described above, SOx is reduced and removed when the catalyst temperature Tcat is heated to a high temperature and the air-fuel ratio A / F becomes a rich air-fuel ratio. By obtaining the regeneration capacity coefficients R ₁ and R ₂ corresponding to the temperature Tcat and the air-fuel ratio A / F, it is possible to appropriately calculate the regeneration S amount Rs per execution cycle.
Also, SOx is the SOx remaining in the storage NOx catalyst 25.
As is the playback speed differs depending on the amount, by obtaining the S remaining coefficients R ₃ corresponding to the poisoning amount of S based on the map of FIG. 14, it can be so properly calculating the playback S amount Rs, As a result, the current poisoning S amount Qs can be obtained more accurately.

【００６９】そして、この被毒Ｓ量Ｑｓが所定量、即
ち、Ｓ劣化判定値に達したと判定されると、吸蔵型ＮＯ
ｘ触媒２５からのＳＯｘの除去、即ち、Ｓパージが開始
される。この際、上述したように、被毒Ｓ量Ｑｓの推定
が正確であるため、この劣化判定は極めて適正なものと
される。つまり、Ｓパージの実施インターバルが長くな
ってＮＯｘが不用意に排出されてしまうようなこともな
く、また、Ｓパージが頻繁に行われて燃費が悪化するよ
うなこともなく、効率よくＳパージが実施されることに
なる。When it is determined that the poisoning S amount Qs has reached a predetermined amount, that is, the S deterioration determination value, the storage NO
Removal of SOx from the x catalyst 25, that is, S purge is started. At this time, as described above, since the estimation of the poisoning S amount Qs is accurate, this deterioration determination is extremely appropriate. That is, there is no possibility that the execution interval of the S purge is lengthened and NOx is inadvertently discharged, and that the S purge is not performed frequently and the fuel efficiency is deteriorated, and the S purge is efficiently performed. Will be implemented.

【００７０】このようにＳパージが開始されると、目標
Ａ／Ｆがリッチ空燃比とされると共に、２段噴射或いは
点火時期リタードが実施されて排気昇温が行われる。こ
の２段噴射は燃料噴射を２回に分割し、主噴射を圧縮行
程あるいは吸気行程で行うと共に副噴射を膨張行程で行
うものであり、膨張行程で副噴射する燃料を排気管２１
内で燃焼させて排気昇温を行うようなものである。ま
た、点火時期リタードは、燃焼を緩慢にし、排気後にお
いても燃焼を継続させることで排気昇温を行うようなも
のである。When the S purge is started in this way, the target A / F is set to the rich air-fuel ratio, and the two-stage injection or the ignition timing retard is performed to raise the exhaust gas temperature. This two-stage injection divides the fuel injection into two, and performs the main injection in the compression stroke or the intake stroke and the sub-injection in the expansion stroke.
It is like burning exhaust gas to raise exhaust gas temperature. Further, the ignition timing retard is such that the exhaust gas temperature is increased by slowing down the combustion and continuing the combustion even after the exhaust gas.

【００７１】これにより、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５内が還
元雰囲気とされるとともに良好に昇温されて所定の高温
（例えば、６５０℃）とされ、ＳＯｘが良好に除去され
ることとなる。そして、Ｓパージが開始された後、例え
ば、上記式（６）により演算される被毒Ｓ量Ｑｓが再生
Ｓ量Ｒｓの増加により所定値（例えば、値０または値０
近傍値）以下にまで減少したと判定されるとＳパージは
終了する。なお、このＳパージ制御は、前述した第１実
施形態とほぼ同様であるため、詳細については説明を省
略する。Thus, the inside of the storage type NOx catalyst 25 is set to a reducing atmosphere, and the temperature is satisfactorily raised to a predetermined high temperature (for example, 650 ° C.), so that SOx is removed satisfactorily. Then, after the S purge is started, for example, the poisoning S amount Qs calculated by the above equation (6) becomes a predetermined value (for example, the value 0 or the value 0) by the increase of the regeneration S amount Rs.
When it is determined that the value has decreased to (nearby value) or less, the S purge ends. Note that the S purge control is almost the same as that of the first embodiment described above, and thus the detailed description is omitted.

【００７２】ところで、以上のようにして吸蔵型ＮＯｘ
触媒２５に吸蔵されたＳＯｘの吸蔵量（被毒Ｓ量Ｑｓ）
が正確に推定され、ＳＯｘが良好に除去されるのである
が、通常、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５は熱劣化等により経時
劣化しＳＯｘによる被毒に関係なくＮＯｘの吸蔵能力が
低下するものである。つまり、時間経過とともに吸蔵型
ＮＯｘ触媒２５に吸蔵可能なＮＯｘの量が低下すること
になる。By the way, as described above, the storage NOx
Storage amount of SOx stored in catalyst 25 (poisoned S amount Qs)
Is accurately estimated, and SOx is satisfactorily removed. However, normally, the storage NOx catalyst 25 deteriorates with time due to thermal deterioration or the like, and the storage capacity of NOx decreases regardless of poisoning by SOx. That is, the amount of NOx that can be stored in the storage-type NOx catalyst 25 decreases with time.

【００７３】そのため、このような場合にはＮＯｘの吸
蔵能力の低下に伴いＳＯｘを極力吸蔵させないようにす
るのがよく、ここでは、Ｓパージの実施回数を重ねる毎
にＳ劣化判定値を小さくし、つまり早期にＳパージが実
施されるようにし、これによりＮＯｘの吸蔵能力を常に
良好に確保可能にしている。つまり、図１５に示すよう
に、被毒Ｓ量Ｑｓの時間変化が示されているが、詳しく
は、このように１回目のＳパージでは値Ｑs₁であったＳ
劣化判定値を２回目は値Ｑs₂と小さくし、３回目では値
Ｑs₃とさらに小さくするようにする。これにより、吸蔵
型ＮＯｘ触媒２５の経時劣化に対応してＳパージが早期
に実施されることになり、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５はＮＯ
ｘを常に良好に吸蔵可能な状態に維持される。Therefore, in such a case, it is preferable that the SOx is not absorbed as much as possible with the decrease in the NOx storage capacity. In this case, the S deterioration determination value is reduced each time the number of times of the S purge is repeated. That is, the S purge is performed early so that the NOx occlusion capacity can always be ensured satisfactorily. That is, as shown in FIG. 15, the time change of the poisoning S amount Qs is shown. In detail, the value Qs ₁ was the value Qs ₁ in the _first S purge.
Second deterioration determination value is small as the value Qs _2, so as to further reduce the value Qs ₃ is a third time. As a result, the S purge is performed at an early stage in response to the deterioration with time of the storage NOx catalyst 25, and the storage NOx catalyst 25
x is always kept in a state in which it can be stored well.

【００７４】なお、図１５中、被毒Ｓ量Ｑｓは鋸歯状に
増減を繰り返しながら増加しているが、これは、通常の
運転時であってもＳパージが行われることを示してい
る。つまり、車両が登坂路を走行するような場合には目
標Ａ／Ｆがリッチ空燃比とされる場合が多いのである
が、このような場合に還元雰囲気が形成されて吸蔵型Ｎ
Ｏｘ触媒２５が上記所定の高温（例えば、６５０℃）を
超えて加熱され、Ｓパージが好ましく自然に実施される
ことを示している。In FIG. 15, the poisoning S amount Qs increases while repeatedly increasing and decreasing in a sawtooth manner, which indicates that the S purge is performed even during the normal operation. In other words, when the vehicle travels on an uphill road, the target A / F is often set to the rich air-fuel ratio. In such a case, the reducing atmosphere is formed and the storage type N
This indicates that the Ox catalyst 25 is heated above the predetermined high temperature (for example, 650 ° C.), and the S purge is preferably performed spontaneously.

【００７５】また、上記実施形態では、燃料噴射積算量
Ｑｆに基づいて被毒Ｓ量Ｑｓを算出するようにしたが、
燃料噴射積算量Ｑｆに代えて燃料噴射量と相関する車両
の走行距離から被毒Ｓ量Ｑｓを推定するようにしてもよ
い。この場合、被毒Ｓ量Ｑｓは上記式（６）に代えて下
記式（９）から求められる。 Ｑｓ＝Ｑｓ(n-1) ＋（Ｖ・ｄＴ）・Ｋ−Ｒｓ ・・・（９） ここに、Ｖは車速であり、（Ｖ・ｄＴ）が燃料噴射制御
ルーチンの実行周期当たりの走行距離（燃料噴射量相関
値）である。In the above embodiment, the poisoning S amount Qs is calculated based on the fuel injection integrated amount Qf.
The poisoning S amount Qs may be estimated from the traveling distance of the vehicle correlated with the fuel injection amount instead of the fuel injection integrated amount Qf. In this case, the poisoning S amount Qs is obtained from the following equation (9) instead of the above equation (6). Qs = Qs (n−1) + (V · dT) · K−Rs (9) where V is the vehicle speed, and (V · dT) is the travel distance per execution cycle of the fuel injection control routine. (Correlation value of fuel injection amount).

【００７６】更に、例えば、バッテリが一旦外されると
ＥＣＵ２８の記憶装置に記憶された被毒Ｓ量Ｑｓの演算
データが途中でリセットされ消去されてしまうことにな
るが、このような場合には、上記Ｓ劣化判定に拘わら
ず、Ｓパージを強制的に実施するようにする。あるい
は、被毒Ｓ量Ｑｓの初期値をＳ劣化判定値に近い十分大
きな値とし、１回目のＳパージを早期に実施するように
する。これにより、実際の被毒Ｓ量Ｑｓが多いままで走
行が続けられることなく、被毒Ｓ量Ｑｓの演算値と実際
のＳＯｘ吸蔵量とが常に一致することになり、以降、被
毒Ｓ量Ｑｓの推定が継続して適正なものとされる。Further, for example, once the battery is removed, the calculation data of the poisoning S amount Qs stored in the storage device of the ECU 28 is reset and erased halfway, but in such a case, Therefore, the S purge is forcibly performed regardless of the S deterioration determination. Alternatively, the initial value of the poisoning S amount Qs is set to a sufficiently large value close to the S deterioration determination value, and the first S purge is performed early. As a result, the calculated value of the poisoning S amount Qs always coincides with the actual SOx occlusion amount without running with the actual poisoning S amount Qs being large. The estimation of Qs continues to be appropriate.

【００７７】また、上記実施形態では、被毒Ｓ量Ｑｓが
所定値（例えば、値０または値０近傍値）以下にまで減
少したと判定されたらＳパージを終了するようにした
が、簡略化して、予め設定した所定時間にわたってＳパ
ージを行うようにし、所定時間が経過したときにＳパー
ジを終了するようにしてもよい。In the above embodiment, the S purge is terminated when it is determined that the poisoning S amount Qs has decreased to a predetermined value (for example, a value 0 or a value near the value 0). Then, the S purge may be performed for a predetermined time set in advance, and the S purge may be terminated when the predetermined time has elapsed.

【００７８】なお、上述の各実施形態では、Ｓパージ制
御を、点火時期をリタードして吸蔵型ＮＯｘ触媒２５を
昇温すると共に空燃比をリッチ化することで、還元雰囲
気にて吸蔵型ＮＯｘ触媒２５からＳＯｘが除去されるよ
うにしたが、リーン運転を禁止してストイキ運転とする
ことで、三元触媒２６を機能させてＮＯｘの発生を減少
させ、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵されるＳＯｘ量を低
減する吸蔵抑制制御を行ってもよく、この場合であって
も、高負荷運転時には吸蔵型ＮＯｘ触媒２５が昇温され
てＳＯｘを除去することができる。In each of the above-described embodiments, the S purge control is performed by retarding the ignition timing to raise the temperature of the storage NOx catalyst 25 and enrich the air-fuel ratio. Although the SOx is removed from the NOx 25, the lean operation is prohibited and the stoichiometric operation is performed, so that the three-way catalyst 26 functions to reduce the generation of NOx, and the SOx stored in the storage NOx catalyst 25 is reduced. Storage suppression control for reducing the amount may be performed. Even in this case, the storage NOx catalyst 25 can be heated to remove SOx during high load operation.

【００７９】また、上述の各実施形態では、イオウ成分
を吸蔵する触媒として、吸蔵型ＮＯｘ触媒を用いたが、
リーン雰囲気でＮＯｘを吸着し、排気ガス中の酸素濃度
が低下すると吸着したいたＮＯｘを直接還元する吸着型
ＮＯｘ触媒など他の触媒に適用してもよい。更に、エン
ジン１１を筒内噴射型火花点火式直列ガソリンエンジン
としたが、エンジン１１は吸気管噴射型のリーンバーン
エンジンあるいはディーゼルエンジンであってもよい。In each of the above embodiments, the storage NOx catalyst is used as the catalyst for storing the sulfur component.
The present invention may be applied to other catalysts such as an adsorption type NOx catalyst that adsorbs NOx in a lean atmosphere and directly reduces the adsorbed NOx when the oxygen concentration in the exhaust gas decreases. Further, although the engine 11 is a direct injection type spark ignition type in-line gasoline engine, the engine 11 may be an intake pipe injection type lean burn engine or a diesel engine.

【００８０】[0080]

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、触媒
のイオウ成分残存度合相関値を検出または推定し、この
イオウ成分残存度合相関値に基づいて再生度合を算出
し、この再生度合に基づいて触媒に対する再生制御また
は吸蔵抑制制御を行うようにしたので、触媒の再生度合
を正確に把握して常時適切な再生制御または吸蔵抑制制
御を行うことができ、その結果、再生が不十分となって
排気ガス浄化性能が低下したり、必要以上の再生制御を
行うことで燃費が低下することを防止することができ、
安定した触媒装置の再生が可能となり、触媒装置の劣化
による排ガス特性の悪化を防止することができる。As described above in detail in the embodiment, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the sulfur component remaining degree correlation value of the catalyst is detected or estimated, and the sulfur component remaining degree correlation value is obtained. The regeneration degree is calculated based on the regeneration degree, and the regeneration control or occlusion suppression control for the catalyst is performed based on the regeneration degree.Therefore, the regeneration degree of the catalyst is accurately grasped and the appropriate regeneration control or occlusion suppression control is always performed. As a result, it is possible to prevent the exhaust gas purification performance from being reduced due to insufficient regeneration, or to reduce the fuel consumption by performing unnecessary regeneration control,
Stable regeneration of the catalyst device becomes possible, and deterioration of exhaust gas characteristics due to deterioration of the catalyst device can be prevented.

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

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

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

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

【図４】Ｓ残存係数を表すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an S residual coefficient.

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

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

【図７】Ｓ再生頻度とＮＯｘ排出量との関係を表すグラ
フである。FIG. 7 is a graph showing a relationship between S regeneration frequency and NOx emission.

【図８】Ｓ再生Ａ／Ｆに対するＳ再生後の回復したＮＯ
ｘ吸蔵触媒を表すグラフである。FIG. 8 shows recovered NO after S regeneration for S regeneration A / F.
It is a graph showing x storage catalyst.

【図９】本発明の第２実施形態に係る内燃機関の排気浄
化装置における空燃比に対するＳ被毒係数Ｋ₁を表すグ
ラフである。FIG. 9 is a graph showing an S poisoning coefficient K ₁ with respect to an air-fuel ratio in an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.

【図１０】Ｓ含有量に対するＳ被毒係数Ｋ₂を表すグラ
フである。FIG. 10 is a graph showing S poisoning coefficient K ₂ with respect to S content.

【図１１】触媒温度に対するＳ被毒係数Ｋ₃を表すグラ
フである。FIG. 11 is a graph showing an S poisoning coefficient K ₃ with respect to a catalyst temperature.

【図１２】触媒温度に対する再生能力係数Ｒ₁を表すグ
ラフである。FIG. 12 is a graph showing a regeneration capacity coefficient R ₁ with respect to a catalyst temperature.

【図１３】空燃比に対する再生能力係数Ｒ₂を表すグラ
フである。FIG. 13 is a graph showing a regeneration ability coefficient R ₂ with respect to an air-fuel ratio.

【図１４】被毒Ｓ量に対するＳ残存係数Ｒ₃を表すグラ
フである。FIG. 14 is a graph showing an S residual coefficient R ₃ with respect to a poisoning S amount.

【図１５】Ｓパージを行った際の被毒Ｓ量の時間変化を
表すタイムチャートである。FIG. 15 is a time chart showing a time change of the poisoning S amount when performing the S purge.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１ エンジン（内燃機関） １５ 燃焼室 １８ スロットルセンサ ２０ クランク角センサ ２１ 排気管（排気通路） ２２ 三元触媒 ２３ 排気浄化触媒装置（触媒装置） ２４ 高温センサ ２５ 吸蔵型ＮＯｘ触媒 ２６ 三元触媒 ２８ 電子コントロールユニット，ＥＣＵ（イオウ成分
残存度合検知手段、再生度合算出手段、触媒制御手段）DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Engine (internal combustion engine) 15 Combustion chamber 18 Throttle sensor 20 Crank angle sensor 21 Exhaust pipe (exhaust passage) 22 Three-way catalyst 23 Exhaust purification catalyst device (catalyst device) 24 High temperature sensor 25 Storage NOx catalyst 26 Three-way catalyst 28 Electronics Control unit, ECU (Sulfur component remaining degree detection means, regeneration degree calculation means, catalyst control means)

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｂ 3/24 ３０１Ｅ 3/28 ３０１ ３０１Ｔ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ 45/00 ３１４Ｚ 43/00 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/34 １２３Ａ 53/36 Ｋ １０１Ａ 45/00 ３１４ Ｆターム(参考） 3G084 AA01 AA03 AA04 BA09 BA13 BA17 BA24 DA10 DA27 EA11 EB01 FA10 FA25 FA27 FA28 FA33 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AA18 AA23 AA24 AA28 AB03 AB06 AB08 BA11 BA14 BA15 BA19 BA32 BA33 CA03 CA04 CA18 CB02 CB03 CB05 CB07 DA01 DA02 DA04 DB05 DB06 DB07 DB08 DB09 DB10 DB13 EA01 EA07 EA12 EA17 EA18 EA30 EA31 EA33 EA38 FA17 FA18 FA19 FB02 FB03 FB10 FB11 FB12 FC02 FC04 FC05 FC07 FC08 GB02X GB03X GB05W GB06W HA03 HA09 HA10 HA12 HA18 HA36 HA37 HA45 3G301 HA01 HA02 HA04 HA06 HA15 JA15 JA25 JA26 JB09 LA01 LB02 LB04 MA01 MA11 MA18 MA20 NA04 NA05 NA06 NA07 NA08 NE01 NE06 NE11 NE12 NE13 NE14 NE15 PA11B PA11Z PC08B PC08Z PD01B PD01Z PD11B PD11Z PD12B PD12Z PE01B PE01Z PF01B PF01Z 4D002 AA02 BA03 CA07 DA01 DA03 DA04 DA11 DA16 DA25 DA70 EA02 EA08 GA03 GB02 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BC01 BD01 BD02 CC32 CC44 DA01 DA02 DA03 DA08 DA13 DA20 EA04 Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification symbol FI Theme coat II (reference) F01N 3/08 F02D 43/00 301B 3/24 301E 3/28 301 301T F02D 41/04 305 45/00 314Z 43/00 301 B01D 53/34 123A 53/36 K 101A 45/00 314 F term (reference) 3G084 AA01 AA03 AA04 BA09 BA13 BA17 BA24 DA10 DA27 EA11 EB01 FA10 FA25 FA27 FA28 FA33 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AA18 AB03 AB BA14 BA15 BA19 BA32 BA33 CA03 CA04 CA18 CB02 CB03 CB05 CB07 DA01 DA02 DA04 DB05 DB06 DB07 DB08 DB09 DB10 DB13 EA01 EA07 EA12 EA17 EA18 EA30 EA31 EA33 EA38 FA17 FA18 FA19 FB02 FB03 FB10 FC03 GB03 FC02 FC03 HA10 HA12 HA18 HA36 HA37 HA45 3G301 HA01 HA02 HA04 HA06 HA15 JA15 JA25 JA26 JB09 LA01 LB02 LB04 MA01 MA11 MA18 MA20 NA04 NA05 NA06 NA07 NA08 NE01 NE06 NE11 NE12 NE13 NE14 NE15 PA11B PA11Z PC08B PC08Z PD01B PD01Z PD11B PDZ 01Z PF01B PF01Z 4D002 AA02 BA03 CA07 DA01 DA03 DA04 DA11 DA16 DA25 DA70 EA02 EA08 GA03 GB02 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BC01 BD01 BD02 CC32 CC44 DA01 DA02 DA03 DA08 DA13 DA20 EA04

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 内燃機関の排気経路に設けられて排気中
のイオウ成分を吸蔵すると共に吸蔵されたイオウ成分を
高温且つ排気空燃比がリッチまたはストイキのときに放
出する特性を有する触媒と、該触媒のイオウ成分残存度
合相関値を検出または推定するイオウ成分残存度合検知
手段と、前記触媒のイオウ成分残存度合相関値に基づい
て該触媒の再生度合を算出する再生度合算出手段と、該
再生度合算出手段の算出結果に基づいて前記触媒に対す
る再生制御または吸蔵抑制制御を行う触媒制御手段とを
具えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。1. A catalyst provided in an exhaust path of an internal combustion engine to occlude a sulfur component in exhaust gas and release the stored sulfur component at a high temperature and when the exhaust air-fuel ratio is rich or stoichiometric. A sulfur component remaining degree detecting means for detecting or estimating a sulfur component remaining degree correlation value of the catalyst; a regeneration degree calculating means for calculating a regeneration degree of the catalyst based on the sulfur component remaining degree correlation value of the catalyst; An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: catalyst control means for performing regeneration control or occlusion suppression control for the catalyst based on the calculation result of the calculation means.