JP2002364410A - Exhaust emission control device for cylinder injection type engine with turbo supercharger - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrict the lowering of SOx emission control effect by supplying a SOx reducing agent at a high temperature of the catalyst when emitting SOx, giving consideration to reduction of the SOx reducing agent due to agitation by a turbo supercharger. SOLUTION: When controlling the sulfur poisoning recovery, the nearly same fuel is used for injection in a compression stroke and an expansion stroke, and operation is performed at a theoretical air-fuel ratio to raise the temperature of a NOx trap catalyst to about 650 deg.C in early time. When the catalyst reaches a desirable temperature, a fuel rate in the compression stroke is increased in relation to the fuel in the expansion stroke, and while the air-fuel ratio is changed to rich to lower the oxygen thickness in the exhaust gas and restrict the agitating effect, and HC necessary for reduction of sulfur is supplied.

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、排気通路における
ターボ過給機下流に排気ガス中のＮＯｘをトラップする
トラップ触媒を備えたターボ過給機付き筒内噴射式エン
ジン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 gas purifying apparatus for a direct injection type engine with a turbocharger having a trap catalyst for trapping NOx in exhaust gas downstream of the turbocharger in an exhaust passage.

【０００２】[0002]

【従来の技術】特開平９−３１７４４７号公報には、空
燃比をリッチ化してＮＯｘトラップ触媒に付着したＳＯ
ｘを放出させる際に、排気温度に応じたＳＯｘ透過率を
用いて当該触媒に付着したＳＯｘ量を推定し、この推定
された通過するＳＯｘ量を内燃機関の運転状態から推定
したＳＯｘ量から差し引く構成が記載されている。2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 9-31747 discloses that the air-fuel ratio is enriched and SO
When releasing x, the amount of SOx attached to the catalyst is estimated using the SOx transmittance corresponding to the exhaust gas temperature, and the estimated amount of passing SOx is subtracted from the estimated amount of SOx from the operating state of the internal combustion engine. The configuration is described.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に対し
て、ターボ過給機を備える筒内噴射式エンジンに上記従
来のＮＯｘトラップ触媒を搭載して排気浄化するシステ
ムを考えた場合、空燃比をリーンからリッチに切り替え
てＮＯｘトラップ触媒に付着したＳＯｘを放出する際に
リッチな排気ガスとリーンな排気ガスとがターボチャー
ジャで撹拌されて燃料の未燃成分が再燃焼するため、排
気ガス温度は上昇できるが放出したＳＯｘの還元剤とな
るＨＣが減少し、ＳＯｘの浄化効果が低減してしまうと
いう問題がある。In contrast to the above prior art, when considering a system for purifying exhaust gas by mounting the above conventional NOx trap catalyst on a direct injection type engine equipped with a turbocharger, the air-fuel ratio is reduced. When switching from lean to rich to release SOx adhering to the NOx trap catalyst, rich exhaust gas and lean exhaust gas are agitated by the turbocharger and unburned components of fuel are reburned. There is a problem that HC, which can be raised but becomes a reducing agent for the released SOx, decreases, and the SOx purification effect decreases.

【０００４】本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その
目的は、ターボ過給機の撹拌による硫黄還元剤の減少を
考慮して硫黄放出時に触媒高温化下で硫黄還元剤を供給
し、硫黄成分の浄化効果の低下を抑えるターボ過給機付
き筒内噴射式エンジンの排気浄化装置を提供することで
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to supply a sulfur reducing agent under a high temperature catalyst when sulfur is released, in consideration of a decrease in the sulfur reducing agent due to stirring of a turbocharger. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for a direct injection type engine with a turbocharger, which suppresses a decrease in a component purifying effect.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るターボ過給機付き筒内噴射式エンジン
の排気浄化装置は、排気通路におけるターボ過給機下流
に排気ガス中のＮＯｘをトラップするトラップ触媒を備
えるターボ過給機付き筒内噴射式エンジンの排気浄化装
置において、前記トラップ触媒の昇温要求時において、
燃料をエンジンの吸気行程から点火時期までの前段噴射
と当該点火時期以降の膨張行程の後段噴射とに分割して
噴射する第１分割噴射制御を実行する噴射制御手段と、
前記トラップ触媒に吸着した排気ガス中の硫黄成分量を
推定する推定手段とを備え、前記噴射制御手段は、前記
推定された硫黄成分量が閾値に達していると判定された
ならば、前記前段噴射の燃料割合を前記後段噴射の燃料
割合に対して大きくして、前記分割噴射を実行する。In order to achieve the above-mentioned object, an exhaust purification system for a direct injection type engine with a turbocharger according to the present invention is provided. In the exhaust purification device for a direct injection engine with a turbocharger having a trap catalyst for trapping NOx, at the time of a temperature increase request of the trap catalyst,
Injection control means for performing a first split injection control for splitting and injecting fuel into a first-stage injection from an intake stroke to an ignition timing of an engine and a second-stage injection of an expansion stroke after the ignition timing;
Estimating means for estimating the amount of sulfur component in the exhaust gas adsorbed on the trap catalyst, wherein the injection control means, if it is determined that the estimated amount of sulfur component has reached a threshold, the pre-stage The split injection is executed by increasing the fuel ratio of the injection with respect to the fuel ratio of the second-stage injection.

【０００６】また、好ましくは、前記トラップ触媒の昇
温要求時とは当該触媒が活性化する温度以下の時であ
り、前記噴射制御手段は、前記前段噴射と前記後段噴射
の燃料割合を略等しくする。[0006] Preferably, the request for raising the temperature of the trap catalyst is a time when the temperature is lower than a temperature at which the catalyst is activated, and the injection control means makes the fuel ratio of the first-stage injection and the second-stage injection substantially equal. I do.

【０００７】また、好ましくは、前記排気通路における
トラップ触媒の上流に排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ
を浄化する三元触媒が配設されており、前記トラップ触
媒の昇温要求時において、当該トラップ触媒を通過する
排気ガスの空燃比を理論空燃比よりリッチに設定する空
燃比設定手段を更に備える。Preferably, HC, CO, NOx in the exhaust gas is provided upstream of the trap catalyst in the exhaust passage.
A three-way catalyst for purifying the exhaust gas, and further comprising air-fuel ratio setting means for setting the air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the trap catalyst to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio when the temperature of the trap catalyst needs to be raised. .

【０００８】また、好ましくは、前記噴射制御手段は、
エンジンの点火時期以前において前段噴射と後段噴射と
に分割して燃料を噴射する第２分割噴射制御を実行し、
前記推定された硫黄成分量が閾値に達していると判定さ
れたときに、前記トラップ触媒が活性化する温度以下な
らば前記第１分割噴射制御を実行すると共に、前記トラ
ップ触媒が活性化する温度以上ならば前記第２分割噴射
制御を実行する。[0008] Preferably, the injection control means includes:
Before the ignition timing of the engine, a second split injection control for splitting the fuel into a first-stage injection and a second-stage injection to inject fuel is executed,
When it is determined that the estimated sulfur component amount has reached the threshold, if the temperature is equal to or lower than the temperature at which the trap catalyst is activated, the first split injection control is executed, and the temperature at which the trap catalyst is activated is performed. If so, the second split injection control is executed.

【０００９】また、好ましくは、前記トラップ触媒の温
度は、エンジンの運転状態から間接的に又はセンサから
直接的に検出される。[0009] Preferably, the temperature of the trap catalyst is detected indirectly from an operating state of the engine or directly from a sensor.

【００１０】本発明に係るターボ過給機付き筒内噴射式
エンジンの排気浄化装置は、排気通路におけるターボ過
給機下流に排気ガス中のＮＯｘをトラップするトラップ
触媒を備えるターボ過給機付き筒内噴射式エンジンの排
気浄化装置において、前記トラップ触媒の昇温要求時に
おいて、エンジンの吸気行程から点火時期までの前段噴
射と当該点火時期以降の膨張行程の後段噴射とに分割し
て燃料を噴射する第１分割噴射制御を実行する一方、エ
ンジンの点火時期以前において前段噴射と後段噴射とに
分割して燃料を噴射する第２分割噴射制御を実行する噴
射制御手段と、前記トラップ触媒に吸着した排気ガス中
の硫黄成分量を推定する推定手段とを備え、前記噴射制
御手段は、前記推定された硫黄成分量が閾値に達してい
ると判定されたときに、エンジンの運転状態に応じて前
記第１又は第２分割噴射制御を切り換えて実行する。An exhaust gas purifying apparatus for a direct injection type engine with a turbocharger according to the present invention is a cylinder with a turbocharger provided with a trap catalyst for trapping NOx in exhaust gas downstream of the turbocharger in an exhaust passage. In the exhaust purification system for an internal injection engine, when the temperature of the trap catalyst is required to be raised, fuel is divided into a pre-stage injection from the intake stroke of the engine to the ignition timing and a post-stage injection of the expansion stroke after the ignition timing. Injection control means for executing a second split injection control for splitting the fuel into pre-injection and post-injection prior to the ignition timing of the engine and injecting the fuel before the ignition timing of the engine; Estimating means for estimating the sulfur component amount in the exhaust gas, wherein the injection control means determines that the estimated sulfur component amount has reached a threshold value , The run is switched to the first or second split injection control in accordance with the operating state of the engine.

【００１１】また、好ましくは、前記噴射制御手段は、
車速が所定車速以上ならば前記第１分割噴射制御を実行
すると共に、前記所定車速以下ならば前記第２分割噴射
制御を実行する。[0011] Preferably, the injection control means includes:
If the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed, the first split injection control is executed. If the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined vehicle speed, the second split injection control is executed.

【００１２】[0012]

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、トラップ触媒の昇温要求時において、燃料をエ
ンジンの吸気行程から点火時期までの前段噴射と当該点
火時期以降の膨張行程の後段噴射とに分割して噴射する
第１分割噴射制御を実行すると共に、トラップ触媒に吸
着した排気ガス中の硫黄成分量を推定し、推定された硫
黄成分量が閾値に達していると判定されたならば、前段
噴射の燃料割合を後段噴射の燃料割合に対して大きくし
て、分割噴射を実行することにより、前段噴射の燃料割
合によって決まる排気ガス中の酸素濃度が低下するた
め、その後後段噴射を行ってもターボ過給機での撹拌作
用が抑制され、硫黄還元剤が減少するのを抑制でき、硫
黄成分の浄化効果の低下を抑えることができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, when the temperature of the trap catalyst is required to be raised, the fuel is injected in the first stage from the intake stroke to the ignition timing of the engine and the expansion stroke after the ignition timing. Performs the first split injection control of splitting and injecting into the second-stage injection, estimates the sulfur component amount in the exhaust gas adsorbed on the trap catalyst, and determines that the estimated sulfur component amount has reached the threshold value Then, by increasing the fuel ratio of the first-stage injection with respect to the fuel ratio of the second-stage injection and performing the split injection, the oxygen concentration in the exhaust gas determined by the fuel ratio of the first-stage injection decreases. Even if the latter-stage injection is performed, the stirring action in the turbocharger is suppressed, the reduction of the sulfur reducing agent can be suppressed, and the reduction of the sulfur component purification effect can be suppressed.

【００１３】請求項２の発明によれば、トラップ触媒の
昇温要求時とは当該触媒が活性化する温度以下の時であ
り、前段噴射と後段噴射の燃料割合を略等しくすること
により、硫黄放出時に触媒を高温化して硫黄還元剤を供
給し、硫黄成分の浄化効果の低下を抑えることができ
る。According to the second aspect of the present invention, the request for raising the temperature of the trap catalyst is a time when the temperature is lower than the temperature at which the catalyst is activated. At the time of release, the temperature of the catalyst is raised to supply the sulfur reducing agent, so that a decrease in the effect of purifying the sulfur component can be suppressed.

【００１４】請求項３の発明によれば、排気通路におけ
るトラップ触媒の上流に排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯ
ｘを浄化する三元触媒が配設されており、トラップ触媒
の昇温要求時において、当該トラップ触媒を通過する排
気ガスの空燃比を理論空燃比よりリッチに設定すること
により、放出されたＮＯｘを効果的に浄化できる。According to the third aspect of the invention, HC, CO, NO in the exhaust gas is provided upstream of the trap catalyst in the exhaust passage.
A three-way catalyst for purifying x is provided, and when the temperature of the trap catalyst is required to be raised, the air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the trap catalyst is set to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio, thereby releasing the released NOx. Can be effectively purified.

【００１５】請求項４の発明によれば、エンジンの点火
時期以前において前段噴射と後段噴射とに分割して燃料
を噴射する第２分割噴射制御を実行し、推定された硫黄
成分量が閾値に達していると判定されたときに、トラッ
プ触媒が活性化する温度以下ならば第１分割噴射制御を
実行すると共に、トラップ触媒が活性化する温度以上な
らば第２分割噴射制御を実行することにより、硫黄放出
時に早急に触媒を高温化しつつ、硫黄成分の還元剤を供
給して硫黄成分の浄化効果の低下を抑えることができ
る。According to the fourth aspect of the present invention, the second split injection control for splitting the fuel into the former injection and the latter injection and injecting the fuel before the ignition timing of the engine is executed, and the estimated sulfur component amount becomes equal to the threshold value. When it is determined that the temperature has reached the temperature, the first split injection control is executed if the temperature is equal to or lower than the temperature at which the trap catalyst is activated, and the second split injection control is executed if the temperature is equal to or higher than the temperature at which the trap catalyst is activated. In addition, while the temperature of the catalyst is quickly raised when sulfur is released, the reduction of the sulfur component purifying effect can be suppressed by supplying the sulfur component reducing agent.

【００１６】請求項５の発明によれば、トラップ触媒の
温度は、エンジンの運転状態から間接的に又はセンサか
ら直接的に検出されることにより、車両仕様に応じたシ
ステムを構成できる。According to the fifth aspect of the present invention, the temperature of the trap catalyst is detected indirectly from the operating state of the engine or directly from the sensor, so that a system according to the vehicle specifications can be configured.

【００１７】請求項６の発明によれば、トラップ触媒の
昇温要求時において、エンジンの吸気行程から点火時期
までの前段噴射と当該点火時期以降の膨張行程の後段噴
射とに分割して燃料を噴射する第１分割噴射制御を実行
する一方、エンジンの点火時期以前において前段噴射と
後段噴射とに分割して燃料を噴射する第２分割噴射制御
を実行すると共に、トラップ触媒に吸着した排気ガス中
の硫黄成分量を推定し、推定された硫黄成分量が閾値に
達していると判定されたときに、エンジンの運転状態に
応じて第１又は第２分割噴射制御を切り換えて実行する
ことにより、第１分割噴射制御ではターボ過給機の撹拌
による硫黄還元剤の減少を考慮して硫黄放出時に触媒高
温化下で硫黄還元剤を供給し、硫黄成分の浄化効果の低
下を抑え、第２分割噴射制御では噴射増量しないので燃
費を向上させることができる。According to the sixth aspect of the present invention, when the temperature of the trap catalyst is required to be raised, the fuel is divided into a first-stage injection from the intake stroke of the engine to the ignition timing and a second-stage injection from the expansion stroke after the ignition timing. While performing the first split injection control for injecting, the second split injection control for splitting the fuel into pre-injection and post-injection before the ignition timing of the engine and injecting the fuel is executed, and the exhaust gas adsorbed on the trap catalyst is discharged. By estimating the amount of sulfur component, and when it is determined that the estimated amount of sulfur component has reached the threshold, by switching and executing the first or second split injection control according to the operating state of the engine, In the first split injection control, the sulfur reducing agent is supplied under high temperature of the catalyst at the time of sulfur release in consideration of the reduction of the sulfur reducing agent due to the agitation of the turbocharger, and the reduction of the sulfur component purification effect is suppressed. Since no injection increase the injection control can improve fuel economy.

【００１８】請求項７の発明によれば、車速が所定車速
以上ならば前記第１分割噴射制御を実行すると共に、所
定車速以下ならば前記第２分割噴射制御を実行すること
により、高車速時にはターボ過給機の撹拌による硫黄還
元剤の減少を考慮して硫黄放出時に触媒高温化下で硫黄
還元剤を供給し、硫黄成分の浄化効果の低下を抑え、低
車速時には噴射増量しないので燃費を向上させることが
できる。According to the present invention, when the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed, the first split injection control is executed, and when the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined vehicle speed, the second split injection control is executed. In consideration of the reduction of the sulfur reducing agent due to the agitation of the turbocharger, the sulfur reducing agent is supplied under the high temperature of the catalyst when releasing sulfur to suppress the reduction of the sulfur component purification effect. Can be improved.

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る実施形態の
ターボ過給機付きエンジンの排気浄化装置について、添
付図面を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an exhaust gas purifying apparatus for a turbocharged engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【００２０】尚、以下に説明する実施の形態は、本発明
の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を
逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したも
の、例えば、筒内噴射式エンジンだけでなくポート噴射
エンジンや、ガソリン、ディーゼル、その他の排気ガス
の浄化が必要な内燃機関に適用可能である。 ［全体構成］図１に示すように、本実施形態のターボ過
給機付きエンジンは火花点火式の筒内噴射式エンジン１
（以下、「エンジン１」という。）であり、吸気弁２が
開かれたときに、吸気通路３から燃焼室４内に燃料燃焼
用のエアを吸入するようになっている。そして、この燃
焼室４内のエア中に、所定のタイミングで燃料噴射弁５
（燃料噴射装置）から燃料（ガソリン）が直接噴射さ
れ、混合気が形成される。The embodiment described below is an example as a means for realizing the present invention, and the present invention is a modification or modification of the following embodiment without departing from the gist of the present invention, for example, a cylinder. The present invention can be applied to not only an injection type engine but also a port injection engine and an internal combustion engine which requires purification of gasoline, diesel, and other exhaust gas. [Overall Configuration] As shown in FIG. 1, an engine with a turbocharger according to this embodiment is a spark-ignition in-cylinder injection engine 1.
(Hereinafter, referred to as “engine 1”), and when the intake valve 2 is opened, air for fuel combustion is sucked into the combustion chamber 4 from the intake passage 3. Then, the fuel injection valve 5 is injected into the air in the combustion chamber 4 at a predetermined timing.
Fuel (gasoline) is directly injected from the (fuel injection device) to form an air-fuel mixture.

【００２１】この混合気は、ピストン６によって圧縮さ
れ、所定のタイミングで点火プラグ７（火花点火装置）
により点火されて燃焼する。燃焼ガスすなわち排気ガス
は、排気弁８が開かれたときに排気通路９に排出され
る。This air-fuel mixture is compressed by the piston 6, and at a predetermined timing, a spark plug 7 (spark ignition device)
It is ignited and burns. The combustion gas, that is, the exhaust gas, is discharged to the exhaust passage 9 when the exhaust valve 8 is opened.

【００２２】燃料噴射弁５には、燃料供給通路１０を介
して、高圧燃料ポンプ１１によって燃料が供給される。
このように、高圧燃料ポンプ１１が用いられているの
で、燃焼室４内が高圧となる圧縮行程後半でも支障なく
燃料噴射を行うことができる。燃料噴射弁５はスワール
型インジェクタであって、燃料噴射孔が燃焼室４に直接
臨むように配置されている。また、燃料噴射弁５は、ピ
ストン６が上死点位置近傍に位置するときに、該ピスト
ン６の頂部に形成されたキャビティ６ａ内に向けて燃料
を噴射できるように配置されている。これにより、圧縮
行程後半において燃料噴射弁５から噴射された燃料が、
キャビティ６ａによってはね返され、点火プラグ７まわ
りに層状化（成層化）される。このように、燃料ないし
は混合気が層状化されてその着火性が高められるので、
空燃比を大幅にリーンにすることができ、燃費性能が高
められる。Fuel is supplied to the fuel injection valve 5 via a fuel supply passage 10 by a high-pressure fuel pump 11.
As described above, since the high-pressure fuel pump 11 is used, fuel injection can be performed without any problem even in the latter half of the compression stroke in which the pressure in the combustion chamber 4 becomes high. The fuel injection valve 5 is a swirl type injector, and is arranged so that the fuel injection hole directly faces the combustion chamber 4. Further, the fuel injection valve 5 is arranged such that when the piston 6 is located near the top dead center position, fuel can be injected into a cavity 6 a formed at the top of the piston 6. Thereby, the fuel injected from the fuel injection valve 5 in the latter half of the compression stroke is
It is repelled by the cavity 6a and is stratified (stratified) around the spark plug 7. In this way, the fuel or mixture is stratified and its ignitability is enhanced,
The air-fuel ratio can be made significantly leaner, and fuel efficiency can be improved.

【００２３】吸気通路３には、エア（吸気）の流れ方向
にみて、上流側から順に、エアを絞るエレキスロットル
バルブ１２と、エアの流れを安定させるサージタンク２
１と、スワールを生成するために燃焼室４へのエアの流
入方向を調整するガス流動御弁１３とが設けられてい
る。ここで、エレキスロットルバルブ１２は、コントロ
ールユニット２０（ＥＣＵ）から出力される制御信号に
応じて作動する電気式アクチュエータ１２ａによって駆
動され、燃焼室４に流入するエア量を調節するようにな
っている。なお、図示していないが、エレキスロットル
バルブ１２より上流側において、吸気通路３には、上流
側から順に、エア中のダスト等を除去するエアクリーナ
（図示せず）と、エア流量を検出するエアフローセンサ
と、後で説明するターボ式過給機１５のブロワ（ポン
プ）と、ブロワにより加圧されて高温となったエアを冷
却するインタクーラとが設けられている。In the intake passage 3, an electric throttle valve 12 for restricting air and a surge tank 2 for stabilizing the air flow are arranged in order from the upstream side when viewed in the direction of air (intake) flow.
1 and a gas flow control valve 13 for adjusting the flow direction of air into the combustion chamber 4 to generate swirl. Here, the electric throttle valve 12 is driven by an electric actuator 12 a that operates according to a control signal output from the control unit 20 (ECU), and adjusts the amount of air flowing into the combustion chamber 4. . Although not shown, an air cleaner (not shown) that removes dust and the like in the air and an air flow that detects the air flow rate are arranged in the intake passage 3 upstream of the electric throttle valve 12 in order from the upstream side. A sensor, a blower (pump) of the turbocharger 15, which will be described later, and an intercooler for cooling air heated by the blower and having a high temperature are provided.

【００２４】排気通路９には、排気流れ方向に沿って上
流側から順に、排気ガス中の酸素濃度ひいては空燃比を
検出するリニアＯ₂センサ１４（λ＝１近傍で出力が逆
転する普通のλＯ₂センサでもよい）と、ターボ過給機
１５のタービン１５ａと、上流触媒コンバータ１６と、
下流触媒コンバータ１７とが設けられている。A linear O ₂ sensor 14 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and, consequently, the air-fuel ratio in the exhaust passage 9 in order from the upstream side along the exhaust gas flow direction (a normal λO ₂ ), a turbine 15a of the turbocharger 15, an upstream catalytic converter 16,
A downstream catalytic converter 17 is provided.

【００２５】詳しくは図示していないが、上流触媒コン
バータ１６は２ベッドタイプのものであって、その上流
側のベッドにはＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ等を浄化する三元触
媒が装填され、下流側のベッドには主としてＮＯｘを浄
化するＮＯｘ浄化触媒が装填されている。なお、上流触
媒コンバータ１６を１ベッドタイプとして、三元触媒の
みを装填するようにしてもよい。Although not shown in detail, the upstream catalytic converter 16 is of a two-bed type, and a three-way catalyst for purifying NOx, HC, CO, etc. is loaded in the upstream bed thereof, The bed is mainly loaded with a NOx purification catalyst for purifying NOx. Note that the upstream catalytic converter 16 may be of a one-bed type and may be equipped with only a three-way catalyst.

【００２６】また、下流触媒コンバータ１７は１ベッド
タイプのものであって、空燃比がリーンで排気ガス中の
ＮＯｘをトラップし、空燃比がリッチになった時にＮＯ
ｘを放出しつつ排気ガス中のＨＣと反応してＨ₂、Ｎ₂、
ＣＯ₂に還元されることによりＮＯｘを浄化するＮＯｘ
トラップ触媒が装填されている。なお、いずれの触媒
も、その温度が活性化温度以上になると十分な浄化力を
発揮するが、その温度が活性化温度より低いと、十分な
浄化力は得られない。The downstream catalytic converter 17 is of a one-bed type, has a lean air-fuel ratio and traps NOx in the exhaust gas.
reacting with HC in the exhaust gas while releasing x, H ₂ , N ₂ ,
NOx that purifies NOx by being reduced to CO ₂
Trap catalyst is loaded. It should be noted that all the catalysts exhibit sufficient purifying power when their temperature is higher than the activation temperature, but when their temperatures are lower than the activation temperature, they cannot obtain sufficient purifying power.

【００２７】また、上流及び下流触媒コンバータ１６，
１７には各触媒温度を直接的に検出する触媒温度センサ
１６ａ，１７ａが配設されている。尚、両触媒１６，１
７の温度はエンジン回転数、エンジン水温、始動後の経
過時間、排気ガス温度、空燃比などの運転状態から間接
的に推定することもできる。The upstream and downstream catalytic converters 16,
17 is provided with catalyst temperature sensors 16a and 17a for directly detecting the temperature of each catalyst. In addition, both catalysts 16, 1
The temperature of 7 can also be indirectly estimated from operating conditions such as engine speed, engine water temperature, elapsed time after starting, exhaust gas temperature, air-fuel ratio, and the like.

【００２８】また、排気通路９には、両触媒１６，１７
に流入する直前の排気ガスの温度を検出する排気温セン
サ２７が配設されている。In the exhaust passage 9, both catalysts 16, 17 are provided.
An exhaust temperature sensor 27 for detecting the temperature of the exhaust gas immediately before flowing into the exhaust gas is provided.

【００２９】更に、エンジン１には、排気通路９内の排
気ガスの一部を吸気通路３に還流させるＥＧＲ通路１８
が設けられ、このＥＧＲ通路１８に、ＥＧＲガス流量を
制御するＥＧＲ弁１９が介設されている。なお、吸気弁
２は、可変バルブタイミング機構２２により、その開弁
期間及び開閉タイミングを変えることができる。Further, the engine 1 has an EGR passage 18 for recirculating a part of the exhaust gas in the exhaust passage 9 to the intake passage 3.
The EGR passage 18 is provided with an EGR valve 19 for controlling an EGR gas flow rate. The valve opening period and the opening / closing timing of the intake valve 2 can be changed by the variable valve timing mechanism 22.

【００３０】コントロールユニット２０は、エンジン１
の総合的な制御装置であって、各種制御情報に基づいて
種々のエンジン制御を行うようになっている。具体的に
は、コントロールユニット２０には、吸入空気量、スロ
ットル開度、クランク角、エンジン回転数、エンジン水
温（エンジン温度）、空燃比等の各種制御情報が入力さ
れる。そして、コントロールユニット２０は、これらの
制御情報に基づいて、燃料噴射弁５の燃料噴射量制御
（空燃比制御）及び噴射タイミング制御、点火プラグ７
の点火時期の制御（点火時期制御）、エレキスロットル
バルブ１２の開度の制御、ＥＧＲ弁１９の開度の制御、
ガス流動制御弁１３の開度の制御、吸気弁２の開弁期間
及び開閉タイミングの制御等を行う。The control unit 20 includes the engine 1
, Which performs various engine controls based on various control information. Specifically, the control unit 20 receives various control information such as an intake air amount, a throttle opening, a crank angle, an engine speed, an engine water temperature (engine temperature), and an air-fuel ratio. The control unit 20 controls the fuel injection amount of the fuel injection valve 5 (air-fuel ratio control), the injection timing control, and the ignition plug 7 based on the control information.
Control of the ignition timing (ignition timing control), control of the opening of the electric throttle valve 12, control of the opening of the EGR valve 19,
The control of the opening degree of the gas flow control valve 13 and the control of the valve opening period and the opening / closing timing of the intake valve 2 are performed.

【００３１】しかしながら、コントロールユニット２０
によるエンジン１の通常の制御は一般に知られており、
またかかる通常の制御は本願発明の要旨とするところで
もないのでその説明を省略し、以下では本願発明の要旨
である排気ガス浄化制御にかかわるＮＯｘ放出制御及び
ＮＯｘトラップ触媒に付着したＳＯｘ（硫黄成分）を放
出する硫黄被毒回復制御について説明する。［排気ガス
浄化制御］先ず、ＮＯｘ浄化制御についてを概説する。
図２は、このエンジン１の目標空燃比マップである。同
図に示すように、このマップにおいては、エンジン回転
数とエンジン負荷とをパラメータとするエンジンの運転
領域が、低中回転低中負荷の第１の領域Ａと、高回転高
負荷の第２の領域Ｂと、これらの領域Ａ，Ｂの間に設け
られた第３の領域Ｃと、所定エンジン回転数以上の低負
荷領域に設けられ、燃焼室４内への燃料の噴射が停止さ
れる燃料カット領域Ｄとに分割されている。However, the control unit 20
The normal control of the engine 1 by
Further, since such normal control is not the gist of the present invention, the description thereof is omitted, and hereinafter, the NOx release control and SOx (sulfur component) adhering to the NOx trap catalyst which are the gist of the present invention will be described. ) Will be described. [Exhaust Gas Purification Control] First, the NOx purification control will be outlined.
FIG. 2 is a target air-fuel ratio map of the engine 1. As shown in the figure, in this map, the engine operating region using the engine speed and the engine load as parameters is a first region A of low-medium-speed low-medium load and a second region A of high-speed high load Region B, a third region C provided between these regions A and B, and a low load region that is equal to or higher than a predetermined engine speed, and fuel injection into the combustion chamber 4 is stopped. And a fuel cut region D.

【００３２】最も運転頻度の高い第１の領域Ａは、空燃
比（Ａ／Ｆ）を大きくするリーン運転領域である。この
リーン運転領域Ａにおけるリーン運転時は、燃料を圧縮
行程中に噴射し（後段噴射）、燃料を点火プラグ５の近
傍に偏在させて成層燃焼させる。このリーン運転時は、
排気ガス中のＣＯやＨＣの排出量が少なくなる一方、酸
素濃度及びＮＯｘ濃度が高くなる。しかし、ＮＯｘはＮ
Ｏｘトラップ触媒１７に吸収されるから、燃費性能と排
気性能とが共に向上することになる。The first region A where the operation frequency is the highest is a lean operation region where the air-fuel ratio (A / F) is increased. During the lean operation in the lean operation region A, the fuel is injected during the compression stroke (second-stage injection), and the fuel is unevenly distributed near the ignition plug 5 to perform stratified combustion. During this lean operation,
The emission of CO and HC in the exhaust gas decreases, while the oxygen concentration and NOx concentration increase. However, NOx is N
Since the fuel is absorbed by the Ox trap catalyst 17, both the fuel economy performance and the exhaust performance are improved.

【００３３】また、高速運転時や加速時等の運転領域で
ある第２の領域Ｂは、空燃比を小さくするリッチ運転領
域である。このリッチ運転領域Ｂにおけるリッチ運転時
は、燃料を吸気行程中に噴射し（前段噴射）、燃料を燃
焼室４内で充分に気化霧化させる。このリッチ運転時
は、排気ガス中のＣＯやＨＣの排出量が多くなる一方、
酸素濃度及びＮＯｘ濃度が低くなる。しかし、ＮＯｘト
ラップ触媒１７にトラップされていたＮＯｘと、ＣＯ，
ＨＣとが酸化還元反応するから、良好なトルクが得られ
ると共に排気性能が向上することになる。A second region B, which is an operation region during high-speed operation or acceleration, is a rich operation region in which the air-fuel ratio is reduced. During the rich operation in the rich operation region B, fuel is injected during the intake stroke (pre-stage injection), and the fuel is sufficiently vaporized and atomized in the combustion chamber 4. During this rich operation, CO and HC emissions in the exhaust gas increase,
The oxygen concentration and the NOx concentration decrease. However, NOx trapped in the NOx trap catalyst 17 and CO,
Since the redox reaction occurs with HC, good torque can be obtained and exhaust performance can be improved.

【００３４】さらに、第３の領域Ｃは、空燃比を理論空
燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）にする理論空燃比運転領域
（λ１運転領域）である。この理論空燃比運転領域Ｃに
おける理論空燃比運転時は、上記リッチ運転時と同様、
燃料を吸気行程中に噴射し（前記噴射）、燃料を燃焼室
４内で充分に気化霧化させる。この理論空燃比運転時
は、排気ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘが三元触媒１６に
よって同時に浄化される。Further, a third region C is a stoichiometric air-fuel ratio operation region (λ1 operation region) in which the air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio (A / F = 14.7). During the stoichiometric air-fuel ratio operation in the stoichiometric air-fuel ratio operation region C, similar to the above-described rich operation,
The fuel is injected during the intake stroke (the injection), and the fuel is sufficiently vaporized and atomized in the combustion chamber 4. During this stoichiometric operation, CO, HC, and NOx in the exhaust gas are simultaneously purified by the three-way catalyst 16.

【００３５】図３のタイムチャートに示すように、リー
ン運転が継続するに伴い、ＮＯｘトラップ触媒１７にト
ラップされるＮＯｘ量が増加していく。これをそのまま
放置すると、そのうち飽和状態となり、ＮＯｘトラップ
触媒１７の触媒機能が低下するから、トラップしたＮＯ
ｘを放出するために、図中符号アで示す所定の周期で、
符号イで示す所定時間だけ、空燃比を理論空燃比（λ＝
１）とする。明らかに、上記所定周期アは、ＮＯｘトラ
ップ触媒１７がＮＯｘ飽和状態になるより短い周期に設
定されている。これにより、ＮＯｘトラップ触媒１７の
ＮＯｘトラップ能力が回復し、再びＮＯｘを安定的にト
ラップできるようになる。As shown in the time chart of FIG. 3, as the lean operation continues, the amount of NOx trapped in the NOx trap catalyst 17 increases. If this is left as it is, it will eventually become saturated and the catalytic function of the NOx trap catalyst 17 will decrease.
In order to release x, at a predetermined cycle indicated by reference symbol a in the figure,
The air-fuel ratio is changed to the stoichiometric air-fuel ratio (λ =
1). Obviously, the predetermined period is set to a period shorter than the period in which the NOx trap catalyst 17 becomes saturated with NOx. As a result, the NOx trapping ability of the NOx trap catalyst 17 is restored, and the NOx can be trapped again stably.

【００３６】ＮＯｘトラップ触媒１７にトラップされた
ＮＯｘは、このように定期的且つ意図的に放出処理され
るほか、運転者の運転操作に応じて、例えば、図中符号
ウで示すように運転領域がリーン運転領域Ａからリッチ
運転領域Ｂに切り換わったときや、理論空燃比運転領域
Ｃに切り換わったときにも、当該触媒１７から放出さ
れ、ＮＯｘトラップ触媒１７のＮＯｘトラップ能力が回
復することになる。The NOx trapped in the NOx trap catalyst 17 is periodically and intentionally released as described above. In addition, according to the driving operation of the driver, for example, as shown by reference numeral c in the drawing, the operating region Is also released from the catalyst 17 when the operation mode is switched from the lean operation area A to the rich operation area B, or when the operation mode is switched to the stoichiometric air-fuel ratio operation area C, and the NOx trapping ability of the NOx trap catalyst 17 is restored. become.

【００３７】ところで、図２のマップのように制御され
るエンジン１は、タービン１５ａで排気ガス温度が低下
する（定常運転で約１００℃）ため、ＮＯｘトラップ触
媒１７に対して硫黄被毒回復制御を実行するためには触
媒温度を６５０℃程度まで昇温させる必要がある。By the way, in the engine 1 controlled as shown in the map of FIG. 2, since the exhaust gas temperature decreases in the turbine 15a (about 100 ° C. in a steady operation), the sulfur poisoning recovery control for the NOx trap catalyst 17 is performed. It is necessary to raise the catalyst temperature to about 650 ° C.

【００３８】そして、圧縮行程で燃料を噴射する成層運
転を行いながら、膨張行程で燃料を追加噴射することで
触媒温度（排気ガス温度）を６５０℃程度まで昇温させ
ることができる。The catalyst temperature (exhaust gas temperature) can be raised to about 650 ° C. by additionally injecting fuel in the expansion stroke while performing the stratification operation for injecting the fuel in the compression stroke.

【００３９】しかしながら、膨張行程で追加噴射された
未燃燃料と排気ガス中の酸素とがタービン１５ａで撹拌
されて（撹拌効果）、未燃燃料が排気通路９内で再燃焼
して放出された硫黄の還元剤となる排気ガス中のＨＣが
減少してしまい、硫黄成分の浄化が十分にできないとい
う弊害がある。However, the unburned fuel additionally injected in the expansion stroke and the oxygen in the exhaust gas are stirred by the turbine 15a (stirring effect), and the unburned fuel is reburned in the exhaust passage 9 and released. HC in the exhaust gas serving as a reducing agent for sulfur is reduced, so that there is a disadvantage that the sulfur component cannot be sufficiently purified.

【００４０】そこで、上記弊害に対する対策として、本
実施形態では硫黄被毒回復制御時に、圧縮行程での燃料
と膨張行程での燃料とを略同一にして噴射し、且つ理論
空燃比（λ＝１）で運転することでＮＯｘトラップ触媒
１７を早期に６５０℃程度まで昇温させる一方、当該触
媒１７が所望温度に達したら圧縮行程での燃料割合を膨
張行程での燃料に比べて増加して噴射しつつ、空燃比を
リッチ（λ＜１）にして運転することで排気ガス中の酸
素濃度を低下させて撹拌効果を抑え、硫黄の還元に必要
なＨＣを供給できるようにしている。 ［硫黄被毒回復制御］図４は、本実施形態の硫黄被毒回
復制御について説明するフローチャートである。図５
は、図４の硫黄被毒回復制御において実行される燃料噴
射制御を示すタイムチャートである。Therefore, as a countermeasure against the above-mentioned adverse effects, in the present embodiment, during the sulfur poisoning recovery control, the fuel in the compression stroke and the fuel in the expansion stroke are injected almost identically, and the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1) ), The temperature of the NOx trap catalyst 17 is raised to about 650 ° C. at an early stage, and when the temperature of the catalyst 17 reaches a desired temperature, the fuel ratio in the compression stroke is increased as compared with the fuel in the expansion stroke to inject the fuel. While the operation is performed with the air-fuel ratio being rich (λ <1), the concentration of oxygen in the exhaust gas is reduced, the stirring effect is suppressed, and HC necessary for reducing sulfur can be supplied. [Sulfur Poisoning Recovery Control] FIG. 4 is a flowchart illustrating the sulfur poisoning recovery control of the present embodiment. FIG.
5 is a time chart showing fuel injection control executed in the sulfur poisoning recovery control of FIG.

【００４１】図４及び図５に示すように、ステップＳ
１，Ｓ３では、硫黄被毒時間Ｔｓ及びリーン継続時間Ｔ
ｌｎを計測する。ステップＳ５では、空燃比がリーンな
成層燃焼領域において、前回の硫黄放出終了時点から現
在までにＮＯｘトラップ触媒１７に付着した硫黄付着量
Ｓａを推定する。As shown in FIG. 4 and FIG.
1 and S3, the sulfur poisoning time Ts and the lean continuation time T
Measure ln. In step S5, in the stratified combustion region where the air-fuel ratio is lean, the amount Sa of sulfur adhering to the NOx trap catalyst 17 from the end of the previous sulfur release to the present is estimated.

【００４２】次のステップＳ７では、上記硫黄付着量Ｓ
ａがＮＯｘトラップ触媒１７のＮＯｘトラップ特性から
決まる許容付着量Ｓ０を超えたか否か判定し、許容付着
量Ｓ０を下回るならば（ステップＳ３でＮＯ）、上記ス
テップＳ１にリターンして上記処理を繰返し実行する。In the next step S7, the sulfur adhesion amount S
It is determined whether or not a exceeds the allowable adhering amount S0 determined from the NOx trapping characteristic of the NOx trap catalyst 17, and if it is lower than the allowable adhering amount S0 (NO in step S3), the process returns to step S1 and repeats the above processing. Execute.

【００４３】一方、ステップＳ７で許容付着量Ｓ０に達
したならば（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ９に
進み、圧縮行程と膨張行程で略同一の燃料を噴射し、且
つ理論空燃比（λ＝１）で運転する。On the other hand, if the allowable adhesion amount S0 has been reached in step S7 (YES in step S7), the process proceeds to step S9, where substantially the same fuel is injected in the compression stroke and the expansion stroke, and the stoichiometric air-fuel ratio (λ = Drive in 1).

【００４４】ステップＳ１１では、ＮＯｘトラップ触媒
温度としての排気ガス温度Ｔｍｐが硫黄を放出し浄化可
能な目標温度Ｔ０（６５０℃程度）まで昇温したか判定
し、目標温度Ｔ０に達したならば（ステップＳ１１でＹ
ＥＳ）、ステップＳ１３に進む。In step S11, it is determined whether the exhaust gas temperature Tmp as the NOx trap catalyst temperature has increased to a target temperature T0 (about 650 ° C.) at which sulfur can be released and purified, and if the temperature has reached the target temperature T0 ( Y in step S11
ES), and proceed to step S13.

【００４５】ステップＳ１３では、現在の運転状態を判
定するにあたり、車速Ｖが所定車速Ｖ０より高いか判定
し、車速Ｖが所定車速Ｖ０よりも高くエンジンが高負荷
運転状態ならば（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップ
Ｓ１５に進み、圧縮行程での前段噴射量を膨張行程での
後段噴射量に比べて増加して噴射しつつ、空燃比をリッ
チ（λ＜１）にして運転する。In step S13, in determining the current driving state, it is determined whether the vehicle speed V is higher than the predetermined vehicle speed V0. If the vehicle speed V is higher than the predetermined vehicle speed V0 and the engine is in a high load operation state (YES in step S13). ), The operation proceeds to step S15, in which the air-fuel ratio is made rich (λ <1) while the pre-injection amount in the compression stroke is increased compared to the post-injection amount in the expansion stroke, and the operation is performed.

【００４６】また、ステップＳ１３で車速Ｖが所定車速
Ｖ０よりも低くエンジンが低負荷運転状態ならば（ステ
ップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１７に進み、吸気行程
での前段噴射量と圧縮行程での後段噴射量とを略同じ量
で噴射し、或いは圧縮行程において前段噴射と後段噴射
に分割して燃料を噴射しつつ、空燃比をリッチ（λ＜
１）にして運転する。これにより、噴射増量しないので
燃費を向上させることができる。If the vehicle speed V is lower than the predetermined vehicle speed V0 in step S13 and the engine is in a low-load operation state (NO in step S13), the process proceeds to step S17, where the pre-injection amount in the intake stroke and the post-injection amount in the compression stroke. The air-fuel ratio is rich (λ <
1) and drive. As a result, fuel consumption can be improved because the injection amount is not increased.

【００４７】次のステップＳ１９では、硫黄残存量Ｓｒ
を推定し、ステップＳ１７で硫黄残存量Ｓｒが零になる
まで硫黄残存量Ｓｒの演算を継続する。In the next step S19, the residual sulfur amount Sr
And the calculation of the residual sulfur amount Sr is continued until the residual sulfur amount Sr becomes zero in step S17.

【００４８】ステップＳ２１で硫黄残存量Ｓｒが零にな
ったならば（ステップＳ２１でＹＥＳ）、ステップＳ２
３で空燃比をリーン化して硫黄被毒回復制御を終了し、
通常のエンジン制御に移行させる。 ［硫黄付着量Ｓａの演算］上記ステップＳ５における硫
黄付着量Ｓａの推定は、具体的には、図６に示すフロー
チャートに従って行われ、ステップＳ４１で、図１に示
す各センサからのデータを読み込んだうえで、前回硫黄
付着量Ｓａを推定してから今回硫黄付着量Ｓａを推定す
るまでの間にインジェクタ５から噴射された燃料（燃料
供給量）Ｔｐを算出する。If the residual sulfur amount Sr has become zero in step S21 (YES in step S21), step S2
At 3, the air-fuel ratio is made lean and the sulfur poisoning recovery control is terminated.
Shift to normal engine control. [Calculation of Sulfur Adhesion Sa] The estimation of the sulfur adhesion Sa in step S5 is specifically performed according to the flowchart shown in FIG. 6, and in step S41, data from each sensor shown in FIG. 1 is read. Then, the fuel (fuel supply amount) Tp injected from the injector 5 between the time when the sulfur adhesion amount Sa was estimated last time and the time when the sulfur adhesion amount Sa is estimated this time is calculated.

【００４９】次に、ステップＳ４２で、上記燃料供給量
Ｔｐに基づいて、前回硫黄付着量Ｓａを推定してから今
回硫黄付着量Ｓａを推定するまでの間に増加した硫黄付
着量（すなわち、単位時間当たりにＮＯｘトラップ触媒
１７に付着した硫黄付着瞬時量）の基本値Ｓｖを設定す
る。ここで、この基本硫黄増加量Ｓｖは、図７に示すよ
うに、硫黄の発生源である燃料の上記供給量Ｔｐに略比
例する。Next, in step S42, based on the above-mentioned fuel supply amount Tp, the sulfur adhesion amount (that is, the unit of sulfur increase) between the time when the sulfur adhesion amount Sa was previously estimated and the time when the current sulfur adhesion amount Sa was estimated. A basic value Sv of an instantaneous amount of sulfur adhering to the NOx trap catalyst 17 per hour is set. Here, the basic sulfur increase Sv is substantially proportional to the supply amount Tp of the fuel that is the source of sulfur, as shown in FIG.

【００５０】次に、ステップＳ４３〜Ｓ４５で、上記基
本硫黄増加量Ｓｖに対する補正係数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を
それぞれ設定する。すなわち、ステップＳ４３では排気
温センサ２７で検出された排気ガス温度Ｔｍｐに基づい
て第１補正係数Ｋ１を、ステップＳ４４では上記ステッ
プＳ３で計測されたリーン運転継続時間Ｔｌｎに基づい
て第２補正係数Ｋ２を、そして、ステップＳ４５では硫
黄付着量の前回値（既硫黄付着量）Ｓａ［ｉ−１］に基
づいて第３補正係数Ｋ３を設定する。Next, in steps S43 to S45, correction coefficients K1, K2, and K3 for the basic sulfur increase Sv are set, respectively. That is, in step S43, the first correction coefficient K1 is determined based on the exhaust gas temperature Tmp detected by the exhaust gas temperature sensor 27. In step S44, the second correction coefficient K2 is determined based on the lean operation continuation time Tln measured in step S3. Then, in step S45, the third correction coefficient K3 is set based on the previous value of the sulfur adhesion amount (the existing sulfur adhesion amount) Sa [i-1].

【００５１】ここで、第１補正係数Ｋ１は、図８に示す
ように、所定の排気ガス温度Ｔｍｐ’をピークにそれよ
り高くなってもまた低くなっても小さい値に設定され
る。また、第２補正係数Ｋ２は、図９に示すように、所
定のリーン運転継続時間Ｔｌｎ’をピークにそれより長
くなってもまた短くなっても小さい値に設定される。ま
た、第３補正係数Ｋ３は、図１０に示すように、所定の
既硫黄被毒量Ｓａ'より多くなったときに小さい値に設
定される。Here, as shown in FIG. 8, the first correction coefficient K1 is set to a small value whether it becomes higher or lower than a predetermined exhaust gas temperature Tmp 'as a peak. Further, as shown in FIG. 9, the second correction coefficient K2 is set to a small value regardless of whether it is longer or shorter than the predetermined lean operation continuation time Tln '. Further, as shown in FIG. 10, the third correction coefficient K3 is set to a small value when it exceeds a predetermined sulfur poisoning amount Sa '.

【００５２】特に第２補正係数Ｋ２が上記のような特性
であるのは、およそ次のような理由による。すなわち、
リーン運転時間Ｔｌｎが長いときは、図１１に模式的に
示すように、ＮＯｘ触媒装置１７に用いられているＮＯ
ｘ吸収材の主成分であるバリウム（Ｂａ）にすでに多量
のＮＯｘや硫黄（Ｓ）が付着している。そのため、新規
に硫黄がバリウムに付着し難くなり、単位時間あたりの
硫黄付着量が減少する。In particular, the reason why the second correction coefficient K2 has the above characteristics is as follows. That is,
When the lean operation time Tln is long, as schematically shown in FIG.
A large amount of NOx and sulfur (S) have already adhered to barium (Ba) which is a main component of the x-absorbing material. Therefore, it becomes difficult for sulfur to newly adhere to barium, and the amount of sulfur adhered per unit time decreases.

【００５３】また、リーン運転時間Ｔｌｎが短いときに
は、図１２に模式的に示すように、硫黄とバリウムとの
接触時間が短くなるため、これらの硫黄とバリウムとの
間に強固な結合が生成し難くなり、次に理論空燃比運転
やリッチ運転に切り換わったときに、硫黄がＮＯｘ同
様、放出され易くなり、やはり単位時間あたりの硫黄付
着量が減少する。When the lean operation time Tln is short, the contact time between sulfur and barium is short, as schematically shown in FIG. 12, so that a strong bond is formed between the sulfur and barium. Then, when the operation is switched to the stoichiometric air-fuel ratio operation or the rich operation, sulfur is easily released like NOx, and the amount of sulfur adhering per unit time also decreases.

【００５４】つまり、時間の経過とともに累積の硫黄付
着量Ｓａは増加するにしても、例えば、同じ５分間のリ
ーン運転であっても、１分間のリーン運転を５回行った
ときに比べて、５分間のリーン運転（図９に示す所定の
リーン運転継続時間Ｔｌｎ’に相当する）を１回行った
ときの方が、硫黄付着量の累積総量が多くなるのであ
る。また、例えば、同じ２０分間のリーン運転であって
も、２０分間のリーン運転を１回行ったときに比べて、
５分間のリーン運転（同じく、図９に示す所定のリーン
運転継続時間Ｔｌｎ’に相当する）を４回行ったときの
方が、同じく硫黄付着量の累積総量が多くなるのであ
る。In other words, even if the accumulated amount of sulfur Sa increases with the passage of time, for example, even if the same 5-minute lean operation is performed, compared to the case where the 1-minute lean operation is performed five times, The accumulated total amount of sulfur deposition increases when the lean operation for 5 minutes (corresponding to the predetermined lean operation continuation time Tln ′ shown in FIG. 9) is performed once. Also, for example, even if the same 20-minute lean operation is performed, compared to the case where the 20-minute lean operation is performed once,
The accumulated total amount of sulfur deposition increases when the lean operation for five minutes (also corresponding to the predetermined lean operation continuation time Tln ′ shown in FIG. 9) is performed four times.

【００５５】したがって、連続リーン運転時間を上記所
定時間Ｔｌｎ’を避けて、それより短くするか、あるい
は長くすることが、硫黄成分をＮＯｘ吸収材に付着させ
難くする観点から有利となり、前述のＮＯｘ浄化制御に
おいてＮＯｘ放出のために定期的に空燃比を理論空燃比
とする周期（ア）は、例えば、上記所定時間Ｔｌｎ’よ
り短く設定されている。Therefore, it is advantageous to make the continuous lean operation time shorter or longer than the predetermined time Tln 'from the viewpoint of making it difficult for the sulfur component to adhere to the NOx absorbent. In the purification control, the period (A) in which the air-fuel ratio is periodically set to the stoichiometric air-fuel ratio for NOx release is set to be shorter than the predetermined time Tln ′, for example.

【００５６】そして、このような特性を有する第２補正
係数Ｋ２で、基本硫黄増加量Ｓｖを補正することによ
り、一層精度の高い硫黄付着量Ｓａの推定が行える。By correcting the basic sulfur increase amount Sv with the second correction coefficient K2 having such a characteristic, it is possible to estimate the sulfur adhesion amount Sa with higher accuracy.

【００５７】次に、ステップＳ４６で、下記式に従っ
て、上記基本硫黄増加量Ｓｖに第１〜第３補正係数Ｋ
１，Ｋ２，Ｋ３を乗算することにより、補正硫黄増加量
Ｓｖ’を算出する。Next, in step S46, the first to third correction coefficients K are added to the basic sulfur increase Sv according to the following equation.
By multiplying by 1, K2, and K3, the corrected sulfur increase amount Sv 'is calculated.

【００５８】Ｓｖ’＝Ｓｖ×Ｋ１×Ｋ２×Ｋ３ そして、ステップＳ４７で、下記式に従って、上記補正
硫黄増加量Ｓｖ’を前回推定した既硫黄付着量Ｓａ［ｉ
−１］に加算することにより、今回の硫黄付着量Ｓａを
算出する。Sv '= Sv.times.K1.times.K2.times.K3 In step S47, the corrected sulfur increase amount Sv' is estimated by the following equation according to the following equation.
-1] to calculate the current sulfur deposition amount Sa.

【００５９】Ｓａ＝Ｓａ［ｉ−１］＋Ｓｖ’ なお、硫黄被毒、すなわちＮＯｘ吸収材への硫黄成分の
付着は、排気ガスが先に流入するＮＯｘトラップ触媒１
７の上流部分から優先して始まる。つまり、触媒装置１
７は一様には硫黄成分が付着せず、硫黄成分は排気ガス
の通過経路に沿って偏って付着する。それゆえ、硫黄付
着量Ｓａを推定するにあたり、触媒装置１７を排気ガス
の通過経路に沿って一般にｎ個のブロックに分割して考
え、各ブロック毎に硫黄付着量Ｓａ［ｊ］（ｊ＝１〜分
割数ｎ）を推定して、その総和（Ｓａ［１］＋…＋Ｓａ
［ｎ］）を触媒１７全体の硫黄付着量Ｓａとすることが
できる。明らかに、上流側ブロックの硫黄付着量Ｓａ
［ｊ］は、下流側ブロックのそれに比べて多く推定され
ることになる。Sa = Sa [i-1] + Sv 'The sulfur poisoning, that is, the adhesion of the sulfur component to the NOx absorbent is caused by the NOx trap catalyst 1 where the exhaust gas flows first.
7 starts with priority from the upstream part. That is, the catalyst device 1
In No. 7, the sulfur component does not adhere uniformly, and the sulfur component adheres unevenly along the passage of the exhaust gas. Therefore, when estimating the sulfur deposition amount Sa, the catalyst device 17 is generally considered to be divided into n blocks along the passage of the exhaust gas, and the sulfur deposition amount Sa [j] (j = 1 To the number of divisions n) and sum the sum (Sa [1] +... + Sa
[N]) can be used as the sulfur deposition amount Sa of the entire catalyst 17. Obviously, the amount of sulfur deposited on the upstream block Sa
[J] will be estimated more than that of the downstream block.

【００６０】あるいは、各ブロック毎に推定した硫黄付
着量Ｓａ［ｊ］の平均値（（Ｓａ［１］＋…＋Ｓａ
［ｎ］）／ｎ）を触媒１７の硫黄付着量Ｓａを代表する
値として取り扱うようにすることもできる。 ［硫黄残存量Ｓｒの演算］上記ステップＳ１５における
硫黄残存量Ｓｒの推定は、図１４に示すフローチャート
に従って行われ、先ず、ステップＳ７１で、排気ガス温
度Ｔｍｐが６５０℃以上であるか否かを判定し、その結
果、排気ガス温度Ｔｍｐが６５０℃未満のときは、ステ
ップＳ７２で硫黄被毒回復処理時間Ｔｒをリセットし、
６５０℃以上のときは、ステップＳ７３で硫黄被毒回復
処理時間Ｔｒを計測する。Alternatively, the average value of the sulfur deposits Sa [j] estimated for each block ((Sa [1] +... + Sa
[N]) / n) may be handled as a value representative of the sulfur adhesion amount Sa of the catalyst 17. [Calculation of Sulfur Remaining Amount Sr] The estimation of the sulfur remaining amount Sr in step S15 is performed according to the flowchart shown in FIG. 14. First, in step S71, it is determined whether or not the exhaust gas temperature Tmp is 650 ° C. or higher. As a result, when the exhaust gas temperature Tmp is lower than 650 ° C., the sulfur poisoning recovery processing time Tr is reset in step S72,
If the temperature is 650 ° C. or higher, the sulfur poisoning recovery processing time Tr is measured in step S73.

【００６１】つまり、上記ステップＳ７で、図１３を用
いて第１目標温度Ｔ１を設定したときと同様に、排気ガ
ス温度ＴｍｐひいてはＮＯｘトラップ触媒１７の温度が
最低限６５０℃以上のときに硫黄成分が放出され得るも
のとして、この６５０℃を硫黄成分の放出可能温度の最
低温度としているのである。もちろん、例えばＮＯｘト
ラップ触媒１７に流入する排気ガスの空燃比などのその
他の環境条件などにより、この硫黄成分放出可能温度は
いろいろな値に設定され得るものである。That is, in the same manner as when the first target temperature T1 was set in FIG. 13 in step S7, when the exhaust gas temperature Tmp and thus the temperature of the NOx trap Is determined as the lowest temperature at which the sulfur component can be released. Of course, the sulfur component dischargeable temperature can be set to various values depending on other environmental conditions such as the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx trap catalyst 17, for example.

【００６２】次いで、ステップＳ７４以下において、上
記硫黄被毒回復処理時間Ｔｒと、排気温センサ２７によ
って検出された排気ガス温度Ｔｍｐとに基づいて、硫黄
放出量を推定し、該硫黄放出量から硫黄残存量Ｓｒを推
定する。Next, in step S74 and subsequent steps, the sulfur release amount is estimated based on the sulfur poisoning recovery processing time Tr and the exhaust gas temperature Tmp detected by the exhaust temperature sensor 27, and the sulfur release amount is estimated from the sulfur release amount. The remaining amount Sr is estimated.

【００６３】まず、このステップＳ７４以下で行う硫黄
残存量Ｓｒの推定方法の概略を説明する。図６の硫黄付
着量Ｓａの推定で述べたように、排気ガスは図１５に示
すようにＮＯｘトラップ触媒１７の上流部分から先に流
れ込む。従って、図４の硫黄被毒回復処理においても、
硫黄放出可能温度にまで昇温された排気ガスはＮＯｘ吸
収材の上流部分から先に流れ込み、該上流部分が先に昇
温されて、硫黄の放出は該上流部分において優先して始
まる。つまり、ＮＯｘトラップ触媒１７は一様には硫黄
成分が放出除去されず、硫黄成分は排気ガスの通過経路
に沿って偏って除去され、偏って残存する。First, an outline of a method of estimating the residual sulfur amount Sr performed in step S74 and thereafter will be described. As described in the estimation of the amount of sulfur Sa in FIG. 6, the exhaust gas flows from the upstream portion of the NOx trap catalyst 17 first as shown in FIG. Therefore, in the sulfur poisoning recovery processing of FIG.
The exhaust gas whose temperature has been raised to the temperature at which sulfur can be released flows first from the upstream portion of the NOx absorbent, and the temperature of the upstream portion is raised first, and sulfur emission starts preferentially at the upstream portion. In other words, the sulfur component is not uniformly released and removed from the NOx trap catalyst 17, and the sulfur component is unevenly removed along the passage of the exhaust gas and remains unbalanced.

【００６４】それゆえ、硫黄放出量ないし残存量Ｓｒを
推定するにあたり、触媒１７を、図１５に示すように、
排気ガスの通過経路に沿って一般にｎ個のブロック（斜
線を施した部分）に分割して考え、各ブロック毎に硫黄
残存量Ｓｒ［ｊ］（ｊ＝１〜分割数ｎ）を推定して、そ
の総和（Ｓｒ［１］＋…＋Ｓｒ［ｎ］）を触媒１７全体
の硫黄残存量Ｓｒとするのである。これにより、精度の
よい硫黄放出量ないし硫黄残存量の推定を図ることが可
能となる。明らかに、図１５において左側の上流側ブロ
ックの硫黄残存量Ｓｒ［ｊ］は、下流側ブロックのそれ
に比べて少なく推定される。Therefore, in estimating the sulfur release amount or the remaining amount Sr, the catalyst 17 is used as shown in FIG.
It is generally considered to be divided into n blocks (hatched portions) along the exhaust gas passage, and the residual sulfur amount Sr [j] (j = 1 to the number of divisions n) is estimated for each block. , + Sr [n]) as the sulfur residual amount Sr of the entire catalyst 17. This makes it possible to accurately estimate the sulfur release amount or the sulfur remaining amount. Obviously, the remaining sulfur amount Sr [j] of the left upstream block in FIG. 15 is estimated to be smaller than that of the downstream block.

【００６５】なお、各ブロック毎に推定した硫黄残存量
Ｓｒ［ｊ］の総和（Ｓｒ［１］＋…＋Ｓｒ［ｎ］）に代
えて、各ブロック毎に推定した硫黄残存量Ｓｒ［ｊ］の
平均値（（Ｓｒ［１］＋…＋Ｓｒ［ｎ］）／ｎ）を触媒
１７の硫黄残存量Ｓｒを代表する値として取り扱うよう
にしてもよい。Note that, instead of the total sum (Sr [1] +... + Sr [n]) of the estimated remaining sulfur amount Sr [j] for each block, the estimated remaining sulfur amount Sr [j] for each block is used. The average value ((Sr [1] +... + Sr [n]) / n) may be handled as a value representing the residual sulfur amount Sr of the catalyst 17.

【００６６】この実施の形態においては、一例として、
図１５に示すように、ＮＯｘトラップ触媒１７を１０個
のブロックに分割して考えている（ｊ＝１〜１０）。ス
テップＳ７４では、硫黄被毒回復処理時間Ｔｒと排気ガ
ス温度Ｔｍｐとに基づいて、全ＮＯｘ吸収材の容積のう
ち、硫黄成分が完全に放出除去された領域（完全除去領
域）ＳＡの割合（％）、換言すればブロックの数を、図
１６に示すような特性のマップから設定する。図１６に
示すように、完全除去領域ＳＡは、硫黄被毒回復処理時
間Ｔｒが長くなるほど、また、排気ガス温度Ｔｍｐが高
くなるほど、大きくなる。つまり、完全除去領域ＳＡに
属するブロックの数が多くなる。In this embodiment, as an example,
As shown in FIG. 15, it is considered that the NOx trap catalyst 17 is divided into ten blocks (j = 1 to 10). In step S74, based on the sulfur poisoning recovery processing time Tr and the exhaust gas temperature Tmp, the ratio (%) of the region (complete removal region) SA in which the sulfur component is completely released and removed in the volume of all NOx absorbents. In other words, the number of blocks is set from a characteristic map as shown in FIG. As shown in FIG. 16, the complete removal area SA becomes larger as the sulfur poisoning recovery processing time Tr becomes longer and the exhaust gas temperature Tmp becomes higher. That is, the number of blocks belonging to the complete removal area SA increases.

【００６７】図１６のマップは、例えば、排気ガス温度
Ｔｍｐが７００℃のときは、硫黄被毒回復処理時間Ｔｒ
がｔ１に到達したときに、また、排気ガス温度Ｔｍｐが
６５０℃のときは、それより長いｔ２に到達したとき
に、１０個のブロック全部から硫黄が放出され、完全除
去領域ＳＡが１００％となることを示している。The map shown in FIG. 16 shows that, for example, when the exhaust gas temperature Tmp is 700 ° C., the sulfur poisoning recovery processing time Tr
When the temperature reaches t1, and when the exhaust gas temperature Tmp is 650 ° C., when the temperature reaches t2, which is longer than that, sulfur is released from all 10 blocks, and the complete removal area SA is 100%. It has become.

【００６８】次のステップＳ７５では、同じく硫黄被毒
回復処理時間Ｔｒと排気ガス温度Ｔｍｐとに基づいて、
ＮＯｘ吸収材のうち、硫黄成分が部分的に放出除去され
た領域（部分除去領域）ＳＢの割合（％）（ブロック
数）を、図１７に示すような特性のマップから設定す
る。図１７に示すように、部分除去領域ＳＢは、少なく
とも硫黄被毒回復処理時間Ｔｒが長くなるに従って小さ
くなり、完全除去領域ＳＡが１００％となったとき（ｔ
１またはｔ２）に消滅する。In the next step S75, similarly, based on the sulfur poisoning recovery processing time Tr and the exhaust gas temperature Tmp,
The ratio (%) (number of blocks) of the region (partial removal region) SB where the sulfur component is partially released and removed from the NOx absorbent is set from a characteristic map as shown in FIG. As shown in FIG. 17, the partial removal area SB decreases at least as the sulfur poisoning recovery processing time Tr increases, and when the complete removal area SA reaches 100% (t
1 or t2).

【００６９】なお、硫黄成分が全く除去されていない未
除去領域ＳＣの割合（％）（ブロック数）は、上記完全
除去領域ＳＡの割合と部分除去領域ＳＢの割合とを加え
た値を、全ＮＯｘ吸収材の容積から減算することにより
求められる。The ratio (%) (the number of blocks) of the unremoved region SC from which the sulfur component has not been removed at all is the sum of the ratio of the complete removal region SA and the ratio of the partial removal region SB. It is obtained by subtracting from the volume of the NOx absorbent.

【００７０】次のステップＳ７６では、同じく硫黄被毒
回復処理時間Ｔｒと排気ガス温度Ｔｍｐとに基づいて、
部分除去領域ＳＢにおける硫黄除去率α（％）を、図２
３に示すような特性のマップから設定する。図１８に示
すように、部分除去領域ＳＢにおける硫黄除去率α
（％）は、この実施の形態においては、硫黄被毒回復処
理時間Ｔｒとは無関係に、排気ガス温度Ｔｍｐが高くな
るほど大きくなるように設定されている。In the next step S76, similarly, based on the sulfur poisoning recovery processing time Tr and the exhaust gas temperature Tmp,
FIG. 2 shows the sulfur removal rate α (%) in the partial removal area SB.
3 is set from the characteristic map shown in FIG. As shown in FIG. 18, the sulfur removal rate α in the partial removal area SB
In this embodiment, (%) is set to increase as the exhaust gas temperature Tmp increases, regardless of the sulfur poisoning recovery processing time Tr.

【００７１】なお、部分除去領域ＳＢにおける硫黄残存
率β（％）は、（１００−α）％であり、また、完全除
去領域ＳＡにおける硫黄除去率は１００％（硫黄残存率
は０％）、未除去領域ＳＣにおける硫黄除去率は０％
（硫黄残存率は１００％）である。The residual sulfur ratio β (%) in the partial removal region SB is (100-α)%, the sulfur removal ratio in the complete removal region SA is 100% (the residual sulfur ratio is 0%), The sulfur removal rate in the unremoved area SC is 0%
(Sulfur residual rate is 100%).

【００７２】次のステップＳ７７では、以上得られた各
データから最終的にＮＯｘ吸収材全体の硫黄残存量Ｓｒ
を算出する。そのためには、例えば、各領域ＳＡ，Ｓ
Ｂ，ＳＣ毎に放出された硫黄成分の量を推定し、その総
和を求め、そして、その値をステップＳ３で推定した硫
黄付着量Ｓａから減算する。あるいは、各領域ＳＡ，Ｓ
Ｂ，ＳＣ毎に放出された硫黄成分の量を推定し、その値
を各領域ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ毎に付着した硫黄成分の量
（例えば「Ｓａ／ｊ（ブロックの数）」とする）から減
算し、そして、その総和を求めてもよい。In the next step S77, the residual sulfur amount Sr of the entire NOx absorbent is finally determined from the data obtained above.
Is calculated. For that purpose, for example, each area SA, S
The amount of the sulfur component released for each of B and SC is estimated, the sum thereof is obtained, and the value is subtracted from the sulfur adhesion amount Sa estimated in step S3. Alternatively, each area SA, S
The amount of the sulfur component released for each of B and SC is estimated, and the value is calculated from the amount of the sulfur component attached to each of the regions SA, SB and SC (for example, “Sa / j (number of blocks)”). Subtraction may be performed, and the sum thereof may be obtained.

【００７３】ここで、完全除去領域ＳＡに属するブロッ
ク（上流側ブロック）の各硫黄残存量Ｓｒ［ｊ］はゼロ
であり、未除去領域ＳＣに属するブロック（下流側ブロ
ック）の各硫黄残存量Ｓｒ［ｊ］はステップＳ３で推定
された各硫黄付着量（Ｓａ／ｊ）のままであり、そし
て、部分除去領域ＳＢに属するブロック（中央部のブロ
ック）の各硫黄残存量Ｓｒ［ｊ］は、（（Ｓａ／ｊ）×
（１００−α））であるから、ＮＯｘ吸収材全体の総硫
黄残存量Ｓｒは、例えば下記式に従って求められる。Here, each residual sulfur amount Sr [j] of the block (upstream block) belonging to the completely removed area SA is zero, and each residual sulfur amount Sr of the block belonging to the unremoved area SC (downstream block). [J] remains at the respective sulfur deposition amounts (Sa / j) estimated in step S3, and the remaining sulfur amounts Sr [j] of the blocks belonging to the partial removal area SB (the blocks at the center) are: ((Sa / j) ×
(100-α)), the total sulfur remaining amount Sr of the entire NOx absorbent is obtained, for example, according to the following equation.

【００７４】Ｓｒ＝Ｓａ／ｊ×（１００−α）×（ｊ×
ＳＢ／１００）＋Ｓａ／ｊ×（ｊ×ＳＣ／１００） なお、式中に記した「ＳＢ」、「ＳＣ」は、それぞれＮ
Ｏｘ吸収材のうちの部分除去領域、未除去領域の割合
（％）を示すものとする。そして、同じく式中に記した
「（ｊ×ＳＢ／１００）」，「（ｊ×ＳＣ／１００）」
は、それぞれ部分除去領域、未除去領域に属するブロッ
クの数を示すものとする。Sr = Sa / j × (100−α) × (j ×
(SB / 100) + Sa / j × (j × SC / 100) Note that “SB” and “SC” described in the equation are N
The ratio (%) of the partially removed region and the unremoved region in the Ox absorbent is shown. Then, “(j × SB / 100)” and “(j × SC / 100)” also described in the equation.
Indicates the number of blocks belonging to the partially removed area and the unremoved area, respectively.

【００７５】ここで求められたＮＯｘ吸収材全体の総硫
黄放出量または総硫黄残存量Ｓｒは、一回一回の硫黄被
毒回復処理について放出された硫黄放出量または硫黄残
存量であって、各硫黄被毒回復処理の結果放出された硫
黄放出量または硫黄残存量の累積量ではない。そして、
該放出量あるいは残存量を求めるためのパラメータであ
る硫黄被毒回復処理時間Ｔｒは、ステップＳ７１，Ｓ７
２で、排気ガス温度Ｔｍｐが硫黄放出可能温度（６５０
℃）以上とならなくなったときにリセットされるから、
硫黄放出が連続して実行された時間を示し、途切れ途切
れに硫黄放出が行なわれた時間の累積ではない。The total sulfur release amount or total sulfur residual amount Sr of the entire NOx absorbent obtained here is the sulfur release amount or sulfur residual amount released in each single sulfur poisoning recovery process, It is not the cumulative amount of released sulfur or residual sulfur released as a result of each sulfur poisoning recovery process. And
The sulfur poisoning recovery processing time Tr, which is a parameter for obtaining the release amount or the remaining amount, is determined in steps S71 and S7.
2, the exhaust gas temperature Tmp becomes the sulfur releaseable temperature (650
° C)
Indicates the time during which sulfur release was continuously performed, and is not the accumulation of the time during which sulfur release was performed intermittently.

【００７６】例えば、１分間の硫黄被毒回復処理を５回
行っても、採用される硫黄被毒回復処理時間Ｔｒは、各
硫黄被毒回復処理すべてにおいて１分間であるから、図
１６〜図１８に示すマップからは、排気ガス温度Ｔｍｐ
が同じであれば、常に同じ完全除去領域ＳＡの割合、同
じ部分除去領域ＳＢの割合、および同じ部分除去領域Ｓ
Ｂにおける硫黄除去率αが読み出され、したがって、結
果的に、同じ硫黄放出量、同じ硫黄残存量が算定される
ことになり、硫黄放出量または硫黄残存量が更新される
ことはない。つまり、各１分間の硫黄被毒回復処理の結
果算定された各硫黄放出量または硫黄残存量をすべて累
積総和するものではないのである。For example, even if the sulfur poisoning recovery processing for one minute is performed five times, the adopted sulfur poisoning recovery processing time Tr is one minute in each of the sulfur poisoning recovery processing. From the map shown in FIG. 18, the exhaust gas temperature Tmp
Are always the same, the same proportion of the completely removed area SA, the same proportion of the same partially removed area SB, and the same proportion of the same partially removed area S
The sulfur removal rate α at B is read out, and consequently, the same sulfur release amount and the same sulfur residual amount are calculated, and the sulfur release amount or the sulfur residual amount is not updated. That is, the sulfur release amounts or the sulfur residual amounts calculated as a result of the sulfur poisoning recovery processing for each minute are not all cumulatively summed.

【００７７】したがって、例えば、同じ５分間の硫黄被
毒回復処理であっても、このように１分間の硫黄被毒回
復処理を５回行ったときに比べて、５分間の硫黄被毒回
復処理を１回行ったときの方が、硫黄放出量が多くな
り、硫黄残存量が少なくなる。Therefore, for example, even in the same sulfur poisoning recovery process for 5 minutes, the sulfur poisoning recovery process for 5 minutes is compared with the case where the sulfur poisoning recovery process for 1 minute is performed five times in this manner. Is performed once, the sulfur release amount increases and the sulfur remaining amount decreases.

【００７８】そして、例えば、１分間の硫黄被毒回復処
理が行なわれたのちに、次に２分間の硫黄被毒回復処理
が行なわれたときに、硫黄放出量あるいは残存量の値
が、その２分間の硫黄放出の結果算定された、より大き
い硫黄放出量、あるいは、より小さい残存量の値に更新
されることになる。Then, for example, when the sulfur poisoning recovery processing is performed for one minute and then the sulfur poisoning recovery processing is performed for two minutes, the value of the sulfur release amount or the remaining amount is reduced. The result of the two minute sulfur release will be updated to the higher sulfur release or smaller residual value calculated.

【００７９】つまり、硫黄被毒回復処理は、前述したよ
うに、昇温された排気ガスが先に流れ込むＮＯｘ吸収材
の上流部分から優先して始まり、加熱が遅れるＮＯｘ吸
収材の下流部分は時間がある程度経過しないとなかなか
硫黄が除去されない。そして、一回の硫黄被毒回復処理
が終了して、次に再び硫黄被毒回復処理が行われるまで
の間に、ＮＯｘ吸収材はまた温度が低下するから、この
二回目の硫黄被毒回復処理においても、再度、ＮＯｘ吸
収材は上流部分から加熱され始める。したがって、この
ときに、また前回と同じ、またはそれ以下の時間で、こ
の二回目の硫黄被毒回復処理が終了すると、この二回目
の硫黄被毒回復処理では、全く何も新しく硫黄が除去さ
れることのないまま終わることになるのである。したが
って、硫黄放出連続時間Ｔｒが短くなればなるほど、全
体の硫黄除去率が低下し、硫黄放出連続時間Ｔｒが長く
なればなるほど、全体の硫黄除去率が向上するというこ
とができる。That is, as described above, the sulfur poisoning recovery process is started preferentially from the upstream portion of the NOx absorbent into which the heated exhaust gas flows first, and the downstream portion of the NOx absorbent whose heating is delayed takes time. However, sulfur is not easily removed until a certain time has passed. Since the temperature of the NOx absorbent is lowered again after one sulfur poisoning recovery process is completed and the next sulfur poisoning recovery process is performed again, the second sulfur poisoning recovery process is performed. Also in the process, the NOx absorbent starts to be heated again from the upstream portion. Therefore, at this time and in the same or less time as the previous time, when the second sulfur poisoning recovery processing is completed, in the second sulfur poisoning recovery processing, completely new sulfur is removed. It ends without anything. Therefore, the shorter the continuous sulfur release time Tr, the lower the overall sulfur removal rate, and the longer the continuous sulfur release time Tr, the higher the overall sulfur removal rate.

【００８０】ところで、一般に、リッチ運転時及び理論
空燃比運転時は、リーン運転時に比べて、排気ガス温度
Ｔｍｐが高くなり、自然に硫黄放出可能温度（例えば６
５０℃）またはそれ以上にまで上昇することがある。つ
まり、ステップＳ１０の硫黄被毒回復処理を行わなくて
も、リッチ運転時又は理論空燃比運転時は、硫黄放出を
しているのと同じ効果が得られる場合があるのである。In general, during the rich operation and the stoichiometric air-fuel ratio operation, the exhaust gas temperature Tmp is higher than during the lean operation, and the sulfur release temperature (for example, 6
(50 ° C.) or higher. That is, even when the sulfur poisoning recovery process of step S10 is not performed, the same effect as that of sulfur release may be obtained during the rich operation or the stoichiometric air-fuel ratio operation.

【００８１】したがって、例えば、リッチ運転時又は理
論空燃比運転時（λ≦１）であって、且つ、排気ガス温
度が硫黄放出可能温度以上のとき（Ｔｍｐ≧６５０℃）
は、硫黄被毒回復処理時における上記ステップＳ１１の
硫黄放出量ないし硫黄残存量Ｓｒの推定手法と同じ手法
を用いて、放出除去された硫黄成分の量を推定し、それ
をステップＳ３で推定した硫黄付着量Ｓａから減じる等
して該推定硫黄付着量Ｓａを修正するとよい。Therefore, for example, when the engine is in the rich operation or the stoichiometric air-fuel ratio operation (λ ≦ 1) and the exhaust gas temperature is equal to or higher than the sulfur release allowable temperature (Tmp ≧ 650 ° C.)
Estimated the amount of sulfur component released and removed by using the same method as the method of estimating the amount of released sulfur or the amount of residual sulfur Sr in step S11 during the sulfur poisoning recovery process, and estimated the amount in step S3. The estimated sulfur deposition amount Sa may be corrected by subtracting it from the sulfur deposition amount Sa.

【００８２】これにより、硫黄付着量Ｓａの推定精度が
より向上し、無駄に早い時期に硫黄被毒回復処理が開始
されたり、あるいは無駄に長く硫黄被毒回復処理が続行
されるという、実際より多い量の硫黄付着量Ｓａを推定
した場合に生じる不具合が回避されることになる。As a result, the accuracy of estimating the sulfur deposition amount Sa is further improved, and the sulfur poisoning recovery process is started at an unnecessarily early time, or the sulfur poisoning recovery process is continued unnecessarily long. The trouble that occurs when a large amount of the sulfur deposit Sa is estimated is avoided.

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

【図１】本実施形態のエンジンの制御システム構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram of an engine control system according to an embodiment.

【図２】本実施形態のエンジンについての空燃比マップ
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an air-fuel ratio map for the engine of the embodiment.

【図３】本実施形態のＮＯｘ浄化制御及び硫黄被毒回復
制御における空燃比、ＮＯｘトラップ量、硫黄付着量の
推移を示すタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart showing changes in the air-fuel ratio, the NOx trap amount, and the sulfur adhesion amount in the NOx purification control and the sulfur poisoning recovery control of the embodiment.

【図４】本実施形態の硫黄被毒回復制御を示すフローチ
ャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating sulfur poisoning recovery control according to the present embodiment.

【図５】本実施形態の硫黄被毒回復制御における燃料噴
射制御を示すタイムチャートである。FIG. 5 is a time chart showing fuel injection control in the sulfur poisoning recovery control of the present embodiment.

【図６】硫黄被毒回復制御における硫黄付着量の推定方
法を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for estimating a sulfur adhesion amount in the sulfur poisoning recovery control.

【図７】硫黄被毒回復制御で用いる燃料供給量と基本硫
黄増加量との関係を示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a fuel supply amount used in sulfur poisoning recovery control and a basic sulfur increase amount.

【図８】硫黄被毒回復制御で用いる排気ガス温度と第１
補正係数との関係を示す特性図である。FIG. 8 shows the exhaust gas temperature used in the sulfur poisoning recovery control and the first exhaust gas temperature.
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating a relationship with a correction coefficient.

【図９】硫黄被毒回復制御で用いる連続リーン運転時間
と第２補正係数との関係を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between a continuous lean operation time used in sulfur poisoning recovery control and a second correction coefficient.

【図１０】硫黄被毒回復制御で用いる既硫黄付着量と第
３補正係数との関係を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between the amount of deposited sulfur used in the sulfur poisoning recovery control and a third correction coefficient.

【図１１】連続リーン運転時間が長いときの第２補正係
数Ｋ２の特性を説明する模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating characteristics of a second correction coefficient K2 when the continuous lean operation time is long.

【図１２】連続リーン運転時間が短いときの第２補正係
数Ｋ２の特性を説明する模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram illustrating characteristics of a second correction coefficient K2 when the continuous lean operation time is short.

【図１３】硫黄被毒経過時間と標準的な第１排気ガス目
標温度との関係を示す特性図である。FIG. 13 is a characteristic diagram showing a relationship between elapsed time of sulfur poisoning and a standard first exhaust gas target temperature.

【図１４】硫黄被毒回復制御における硫黄残存量の推定
方法を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing a method for estimating the remaining amount of sulfur in the sulfur poisoning recovery control.

【図１５】硫黄被毒回復制御における硫黄残存量の推定
方法の特徴を説明するＮＯｘトラップ触媒の概念図であ
る。FIG. 15 is a conceptual diagram of a NOx trap catalyst illustrating a feature of a method for estimating a remaining amount of sulfur in sulfur poisoning recovery control.

【図１６】硫黄残存量推定中の完全硫黄除去領域割合の
設定で用いる硫黄被毒回復処理時間と完全硫黄除去領域
割合との関係を示す特性図である。FIG. 16 is a characteristic diagram showing the relationship between the sulfur poisoning recovery processing time and the complete sulfur removal area ratio used in setting the complete sulfur removal area ratio during the estimation of the remaining sulfur amount.

【図１７】硫黄残存量推定中の部分硫黄除去領域割合の
設定で用いる硫黄被毒回復処理時間と部分硫黄除去領域
割合との関係を示す特性図である。FIG. 17 is a characteristic diagram showing the relationship between the sulfur poisoning recovery processing time and the partial sulfur removal region ratio used in setting the partial sulfur removal region ratio during the estimation of the remaining sulfur amount.

【図１８】硫黄残存量推定中の部分硫黄除去領域での硫
黄除去率の設定で用いる硫黄被毒回復処理時間と該除去
率との関係を示す特性図である。FIG. 18 is a characteristic diagram showing the relationship between the sulfur poisoning recovery processing time used in setting the sulfur removal rate in the partial sulfur removal area during the estimation of the remaining amount of sulfur and the removal rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ エンジン ２ 吸気弁 ３ 吸気通路 ４ 燃焼室 ５ 燃料噴射弁 ６ ピストン ７ 点火プラグ ８ 排気弁 ９ 排気通路 １０ 燃料供給通路 １１ 高圧燃料ポンプ １２ エレキスロットルバルブ １２ａ 電気式アクチュエータ １３ ガス流動制御弁 １４ リニアＯ₂センサ １５ ターボ過給機 １５ａ タービン １６ 上流触媒コンバータ（三元触媒） １７ 下流触媒コンバータ（ＮＯｘトラップ触媒） １８ ＥＧＲ通路 １９ ＥＧＲ弁 ２０ コントロールユニット ２１ サージタンク ２２ 可変バルブタイミング機構 ２７ 排気温センサDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Intake valve 3 Intake passage 4 Combustion chamber 5 Fuel injection valve 6 Piston 7 Spark plug 8 Exhaust valve 9 Exhaust passage 10 Fuel supply passage 11 High-pressure fuel pump 12 Electric throttle valve 12a Electric actuator 13 Gas flow control valve 14 Linear O ₂ sensor 15 turbocharger 15a turbine 16 upstream catalytic converter (three-way catalyst) 17 downstream catalytic converter (NOx trap catalyst) 18 EGR passage 19 EGR valve 20 control unit 21 surge tank 22 variable valve timing mechanism 27 exhaust temperature sensor

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｂ Ｃ 3/28 3/28 Ａ Ｇ Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０２ Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０２Ｇ Ｆ０２Ｄ 23/02 Ｆ０２Ｄ 23/02 Ｂ 41/04 ３３０ 41/04 ３３０Ｍ ３３５ ３３５Ａ Ｆターム(参考） 3G005 EA16 GD11 GD16 HA05 HA09 HA12 HA18 JA02 JA16 JA36 JA39 JA42 JB17 JB20 3G091 AA10 AA11 AA12 AA17 AA24 AB03 AB05 AB06 AB09 AB11 BA13 BA14 CA18 CB02 CB03 DA02 EA01 EA03 EA05 EA07 EA16 EA18 EA19 EA33 EA34 FA13 FA14 FB02 HA08 HA36 HB06 3G092 AA01 AA06 AA09 AA11 AA17 AA18 AB02 BA04 BA05 BA06 BB02 BB06 BB13 DA08 DB03 DC03 DC09 DC15 DE03S EA05 EA07 EA08 EA17 EB03 EC01 FA15 FA17 FA24 GA03 HA01Z HA06X HA06Z HB01X HB02X HC09X HD02X HD03X HD03Z HD07X HE01Z HE03Z HE08Z 3G301 HA01 HA04 HA11 HA13 HA15 HA19 JA02 JA21 JA25 KA06 KA11 LA03 LA07 LB04 LC04 MA01 MA03 MA12 MA19 MA23 NA04 ND01 NE01 NE13 NE15 NE19 NE23 PA01Z PA11Z PB03Z PB05Z PD02Z PD15Z PE01Z PE03Z PE08Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F01N 3/24 F01N 3/24 BC 3/28 3/28 AG F02B 37/00 302 F02B 37/00 302G F02D 23/02 F02D 23/02 B 41/04 330 41/04 330M 335 335A F-term (reference) 3G005 EA16 GD11 GD16 HA05 HA09 HA12 HA18 JA02 JA16 JA36 JA39 JA42 JB17 JB20 3G091 AA10 AA11 AB03 AB03 AB AB11 BA13 BA14 CA18 CB02 CB03 DA02 EA01 EA03 EA05 EA07 EA16 EA18 EA19 EA33 EA34 FA13 FA14 FB02 HA08 HA36 HB06 3G092 AA01 AA06 AA09 AA11 AA17 AA18 AB02 BA04 BA05 BA06 BB02 DC03 EB03 DC08 FA24 GA03 HA01Z HA06X HA06Z HB01X HB02X HC09X HD02X HD03X HD03Z HD07X HE01Z HE03Z HE08Z 3G301 HA01 HA04 HA11 HA13 HA15 HA19 JA02 JA21 JA25 KA06 KA11 LA03 LA07 LB04 LC04 MA01 MA03 MA12 MA19 MA23 NA04 ND01 NE01 NE13 NE15 NE19 NE23 PA01Z PA11Z PB03Z PB05Z PD02Z PD15Z PE01Z PE03Z PE08Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 排気通路におけるターボ過給機下流に排
気ガス中のＮＯｘをトラップするトラップ触媒を備える
ターボ過給機付き筒内噴射式エンジンの排気浄化装置に
おいて、 前記トラップ触媒の昇温要求時において、燃料をエンジ
ンの吸気行程から点火時期までの前段噴射と当該点火時
期以降の膨張行程の後段噴射とに分割して噴射する第１
分割噴射制御を実行する噴射制御手段と、 前記トラップ触媒に吸着した排気ガス中の硫黄成分量を
推定する推定手段とを備え、 前記噴射制御手段は、前記推定された硫黄成分量が閾値
に達していると判定されたならば、前記前段噴射の燃料
割合を前記後段噴射の燃料割合に対して大きくして、前
記分割噴射を実行することを特徴とするターボ過給機付
き筒内噴射式エンジンの排気浄化装置。1. An exhaust purification device for a direct injection type engine with a turbocharger having a trap catalyst for trapping NOx in exhaust gas downstream of the turbocharger in an exhaust passage, wherein the temperature rise of the trap catalyst is requested. In the first, the fuel is divided and injected into a first-stage injection from the intake stroke of the engine to the ignition timing and a second-stage injection from the expansion stroke after the ignition timing.
Injection control means for performing split injection control, and estimating means for estimating the amount of sulfur component in the exhaust gas adsorbed on the trap catalyst, wherein the injection control means makes the estimated amount of sulfur component reach a threshold value. If it is determined that the fuel injection of the first stage injection is larger than the fuel ratio of the second stage injection, the split injection is executed, Exhaust purification device. 【請求項２】 前記トラップ触媒の昇温要求時とは当該
触媒が活性化する温度以下の時であり、前記噴射制御手
段は、前記前段噴射と前記後段噴射の燃料割合を略等し
くすることを特徴とする請求項１に記載のターボ過給機
付き筒内噴射式エンジンの排気浄化装置。2. The time when the temperature of the trap catalyst is required to be raised is equal to or lower than a temperature at which the catalyst is activated. The exhaust gas purifying apparatus for a direct injection type engine with a turbocharger according to claim 1, characterized in that: 【請求項３】 前記排気通路におけるトラップ触媒の上
流に排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを浄化する三元触
媒が配設されており、前記トラップ触媒の昇温要求時に
おいて、当該トラップ触媒を通過する排気ガスの空燃比
を理論空燃比よりリッチに設定する空燃比設定手段を更
に備えることを特徴とする請求項１に記載のターボ過給
機付き筒内噴射式エンジンの排気浄化装置。3. A three-way catalyst for purifying HC, CO, and NOx in exhaust gas is disposed upstream of the trap catalyst in the exhaust passage. 2. The exhaust gas purifying apparatus for a direct injection engine with a turbocharger according to claim 1, further comprising an air-fuel ratio setting means for setting an air-fuel ratio of the passing exhaust gas to be richer than a stoichiometric air-fuel ratio. 【請求項４】 前記噴射制御手段は、エンジンの点火時
期以前において前段噴射と後段噴射とに分割して燃料を
噴射する第２分割噴射制御を実行し、 前記推定された硫黄成分量が閾値に達していると判定さ
れたときに、前記トラップ触媒が活性化する温度以下な
らば前記第１分割噴射制御を実行すると共に、前記トラ
ップ触媒が活性化する温度以上ならば前記第２分割噴射
制御を実行することを特徴とする請求項１に記載のター
ボ過給機付き筒内噴射式エンジンの排気浄化装置。4. The injection control means executes a second split injection control for splitting a fuel into a pre-injection and a post-injection before the ignition timing of the engine and injecting fuel, and the estimated sulfur component amount becomes a threshold value. When it is determined that the temperature has reached, the first split injection control is executed if the temperature is not higher than the temperature at which the trap catalyst is activated, and the second split injection control is executed if the temperature is not lower than the temperature at which the trap catalyst is activated. The exhaust gas purifying apparatus for a direct injection type engine with a turbocharger according to claim 1, wherein the exhaust gas purifying method is performed. 【請求項５】 前記トラップ触媒の温度は、エンジンの
運転状態から間接的に又はセンサから直接的に検出され
ることを特徴とする請求項４に記載のターボ過給機付き
筒内噴射式エンジンの排気浄化装置。5. The direct injection engine with a turbocharger according to claim 4, wherein the temperature of the trap catalyst is detected indirectly from an operating state of the engine or directly from a sensor. Exhaust purification equipment. 【請求項６】 排気通路におけるターボ過給機下流に排
気ガス中のＮＯｘをトラップするトラップ触媒を備える
ターボ過給機付き筒内噴射式エンジンの排気浄化装置に
おいて、 前記トラップ触媒の昇温要求時において、エンジンの吸
気行程から点火時期までの前段噴射と当該点火時期以降
の膨張行程の後段噴射とに分割して燃料を噴射する第１
分割噴射制御を実行する一方、エンジンの点火時期以前
において前段噴射と後段噴射とに分割して燃料を噴射す
る第２分割噴射制御を実行する噴射制御手段と、 前記トラップ触媒に吸着した排気ガス中の硫黄成分量を
推定する推定手段とを備え、 前記噴射制御手段は、前記推定された硫黄成分量が閾値
に達していると判定されたときに、エンジンの運転状態
に応じて前記第１又は第２分割噴射制御を切り換えて実
行することを特徴とするターボ過給機付き筒内噴射式エ
ンジンの排気浄化装置。6. An exhaust purification device for a direct injection type engine with a turbocharger having a trap catalyst for trapping NOx in exhaust gas downstream of the turbocharger in an exhaust passage, wherein the temperature rise of the trap catalyst is requested. In the first method, fuel is divided into a first-stage injection from the intake stroke of the engine to the ignition timing and a second-stage injection of the expansion stroke after the ignition timing.
An injection control means for executing a second split injection control for executing fuel injection while split fuel injection is performed before the engine ignition timing while split fuel injection is performed before the engine ignition timing; Estimating means for estimating the sulfur component amount of the fuel cell. The injection control means, when it is determined that the estimated sulfur component amount has reached a threshold value, the first or the second according to the operating state of the engine An exhaust purification device for a direct injection type engine with a turbocharger, wherein the second split injection control is switched and executed. 【請求項７】 前記噴射制御手段は、車速が所定車速以
上ならば前記第１分割噴射制御を実行すると共に、前記
所定車速以下ならば前記第２分割噴射制御を実行するこ
とを特徴とする請求項６に記載のターボ過給機付き筒内
噴射式エンジンの排気浄化装置。7. The injection control means executes the first split injection control if the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed, and executes the second split injection control if the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined vehicle speed. Item 7. An exhaust purification device for a direct injection type engine with a turbocharger according to Item 6.