JP2007154771A - Exhaust emission control device - Google Patents

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Minehiro Murata
峰啓 村田
Yoshihisa Takeda
好央 武田
Nobuhiro Kondo
暢宏 近藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device capable of efficiently performing S-purge while preventing an NOx storage catalyst from being excessively heated. <P>SOLUTION: In this exhaust emission control device, when an engine 1 is not in a pre-set rich spike allowable operating range, supply of HC for rich spike for S-purge of the NOx storage catalyst 36 is prohibited. When the operating state of the engine 1 is moved from the non-rich spike allowable operating range to the rich spike allowable operating range, if a predetermined time or longer is passed after the previous supply of HC for the rich spike, the supply of HC for rich spike is performed immediately after the engine is moved to the rich spike allowable operating range. If the predetermined time is not passed, the engine performs the supply of HC for rich spike after a predetermined time is passed after the previous supply of HC for the rich spike. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンの排気を浄化するための排気浄化装置に関し、特にＮＯｘ吸蔵触媒を備えた排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust purification device for purifying engine exhaust, and more particularly to an exhaust purification device including a NOx storage catalyst.

酸化雰囲気のときに排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を吸蔵し、還元雰囲気のときに吸蔵していた前記ＮＯｘを放出して還元するＮＯｘ吸蔵触媒をエンジンの排気通路に設け、排気中のＮＯｘを浄化するようにした排気浄化装置が知られている。
一方、燃料中やエンジンの潤滑油中にはイオウ成分が含まれており、このイオウ成分がＳＯｘ（硫黄酸化物）となってエンジンの排気と共に排出される。このＳＯｘもＮＯｘと同様のメカニズムによりＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵され、ＳＯｘの吸蔵量増大と共にＮＯｘ吸蔵能力が低下する、いわゆるイオウ被毒が生じる。 A NOx occlusion catalyst that occludes NOx (nitrogen oxide) in the exhaust in an oxidizing atmosphere and releases and reduces the NOx occluded in the reducing atmosphere is provided in the exhaust passage of the engine, and the NOx in the exhaust There is known an exhaust purification device that purifies gas.
On the other hand, sulfur components are contained in fuel and engine lubricating oil, and these sulfur components become SOx (sulfur oxide) and are discharged together with engine exhaust. This SOx is also stored in the NOx storage catalyst by the same mechanism as NOx, and so-called sulfur poisoning occurs in which the NOx storage capacity decreases as the storage amount of SOx increases.

そこで、このようなイオウ被毒の回復、即ちＳパージのため、排気中に間欠的にＨＣ（炭化水素）供給を行って、ＮＯｘ吸蔵触媒を昇温すると共に還元雰囲気とすること（以下リッチスパイクと称する）が知られている。
このリッチスパイクでは、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度を７００℃前後に上昇させながらＮＯｘ吸蔵触媒を還元雰囲気とする必要があるが、例えばエンジンがアイドル運転状態にあるときや減速運転などの無負荷運転状態にあるときには排気中の酸素濃度が高いため、ＮＯｘ吸蔵触媒を還元雰囲気とするためにはＨＣを多く必要とする。ところが、このような運転状態では排気流量が少ないため、排気中に多く供給されたＨＣは局所的に排気中の酸素と急激に反応し、ＮＯｘ吸蔵触媒が過昇温となるおそれがある。このため、アイドル運転状態や無負荷運転状態では、ＮＯｘ吸蔵触媒をＳパージに適した温度に昇温しながら還元雰囲気とすることが困難である。 Therefore, in order to recover such sulfur poisoning, that is, S purge, HC (hydrocarbon) is intermittently supplied into the exhaust to raise the temperature of the NOx storage catalyst and make it a reducing atmosphere (hereinafter referred to as rich spike). Is known).
In this rich spike, the NOx occlusion catalyst needs to be in a reducing atmosphere while raising the temperature of the NOx occlusion catalyst to around 700 ° C. For example, when the engine is in an idle operation state or in a no-load operation state such as a deceleration operation. In some cases, since the oxygen concentration in the exhaust is high, a large amount of HC is required to make the NOx storage catalyst into a reducing atmosphere. However, since the exhaust gas flow rate is small in such an operating state, the HC supplied in a large amount in the exhaust gas locally reacts with oxygen in the exhaust gas, and the NOx occlusion catalyst may overheat. For this reason, in an idle operation state or a no-load operation state, it is difficult to create a reducing atmosphere while raising the temperature of the NOx storage catalyst to a temperature suitable for S purge.

このような問題を考慮し、エンジンの運転状態がリッチスパイクの可能な運転領域にない場合に、リッチスパイクのＨＣ供給を禁止するようにした排気浄化装置が特許文献１により提案されている。特許文献１の排気浄化装置は、エンジンが高負荷運転状態にあるときにはＮＯｘ吸蔵触媒が高温となっているためリッチスパイクの可能な運転領域にないとして、リッチスパイクのＨＣ供給を禁止するようにしたものである。
特開２００３−１２９８３０号公報 In consideration of such a problem, Patent Document 1 proposes an exhaust emission control device that prohibits the supply of rich spike HC when the operating state of the engine is not in an operation region where rich spike is possible. The exhaust purification device of Patent Document 1 prohibits the supply of rich spike HC, assuming that the NOx occlusion catalyst is at a high temperature when the engine is in a high-load operation state, so that it is not in an operation region where rich spike is possible. Is.
JP 2003-129830 A

特許文献１の排気浄化装置のように、エンジンの運転状態がリッチスパイクの可能な運転領域にないときにはリッチスパイクのＨＣ供給を禁止するようにした場合、エンジンの運転状態がリッチスパイクの可能な運転領域に移行すると直ちにリッチスパイクのＨＣ供給が再開されるようになっている。
ところが、エンジンの運転状態がリッチスパイクの可能な運転領域にはない状態がわずかしか継続せず、すぐにリッチスパイクの可能な運転領域に戻った場合には、前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から十分な時間が経過していない状態でリッチスパイクのＨＣ供給が行われるため、ＮＯｘ吸蔵触媒が過昇温となって熱劣化してしまうという問題が生じる。 As in the exhaust gas purification apparatus of Patent Document 1, when the engine operating state is not in the operating region where rich spikes are possible, when the HC supply of rich spikes is prohibited, the engine operating state is capable of rich spikes. Immediately after shifting to the region, the rich spike HC supply is resumed.
However, when the engine operation state is not in the operation region where the rich spike is possible, and the operation immediately returns to the operation region where the rich spike is possible, Since rich spike HC is supplied in a state where sufficient time has not elapsed, there arises a problem that the NOx storage catalyst is excessively heated and thermally deteriorates.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＮＯｘ吸蔵触媒の過昇温を防止しながら、効率良くＳパージを実行することが可能な排気浄化装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust purification device capable of efficiently performing S purge while preventing excessive temperature rise of the NOx storage catalyst. It is to provide.

上記目的を達成するため、本発明の排気浄化装置は、エンジンの排気通路に設けられ、酸化雰囲気のときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、還元雰囲気のときに吸蔵していた前記ＮＯｘを放出して還元するＮＯｘ吸蔵触媒と、前記ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気中にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、前記エンジンが予め設定されたリッチスパイク可能運転領域にあるときに前記ＨＣ供給手段からリッチスパイクのＨＣ供給を行って前記ＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージを行う一方、前記エンジンが前記リッチスパイク可能運転領域にないときには前記リッチスパイクのＨＣ供給を禁止する制御手段とを備えた排気浄化装置において、前記制御手段は、前記エンジンの運転状態が前記リッチスパイク可能運転領域にない状態から前記リッチスパイク可能運転領域に移行した場合には、前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から所定時間以上経過していれば前記リッチスパイク可能運転領域に移行後直ちに前記リッチスパイクのＨＣ供給を行う一方、前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から前記所定時間が経過していなければ前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から前記所定時間経過後に前記リッチスパイクのＨＣ供給を行うことを特徴とする（請求項１）。   In order to achieve the above object, an exhaust emission control device according to the present invention is provided in an exhaust passage of an engine and occludes NOx in exhaust gas in an oxidizing atmosphere and releases the NOx occluded in a reducing atmosphere. The NOx storage catalyst to be reduced, the HC supply means for supplying HC into the exhaust gas flowing into the NOx storage catalyst, and the rich spike from the HC supply means when the engine is in a preset rich spike enabled operating range. In the exhaust emission control device, the control means for prohibiting the HC supply of the rich spike when the engine is not in the rich spike enabled operation region while performing the S purge of the NOx storage catalyst by performing the HC supply of The control means performs the rich spike enabling operation from a state where the engine operating state is not in the rich spike enabling operation region. In the case of transition to the region, if a predetermined time or more has passed since the previous rich spike HC supply, the rich spike HC supply is performed immediately after the transition to the rich spike enabled operation region, while the previous rich spike HC supply is performed. If the predetermined time has not elapsed since the HC supply, the rich spike HC is supplied after the predetermined time has elapsed since the last rich spike HC supply (claim 1).

このように構成された排気浄化装置によれば、エンジンが予め設定されたリッチスパイク可能運転領域にあるときにＨＣ供給手段からリッチスパイクのＨＣ供給を行ってＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージを行う一方、エンジンがリッチスパイク可能運転領域にないときにはリッチスパイクのＨＣ供給を禁止する。そして、エンジンの運転状態がリッチスパイク可能運転領域にない状態からリッチスパイク可能運転領域に移行した場合には、前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から所定時間以上経過していればリッチスパイク可能運転領域に移行後直ちにリッチスパイクのＨＣ供給を行う一方、前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から所定時間が経過していなければ前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から所定時間経過後にリッチスパイクのＨＣ供給を行う。   According to the exhaust emission control device configured in this way, when the engine is in a preset rich spike enabled operation region, the rich spike HC is supplied from the HC supply means to perform the S purge of the NOx storage catalyst, When the engine is not in the rich spike enabled operation region, the rich spike HC supply is prohibited. When the engine operating state shifts from a state not in the rich-spike-capable operating region to a rich-spike-capable operating region, the rich-spike-capable operating region if a predetermined time or more has elapsed since the last rich-spike HC supply On the other hand, the rich spike HC is supplied immediately after the transition to, while if the predetermined time has not elapsed since the previous rich spike HC supply, the rich spike HC is supplied after the predetermined rich spike HC supply. .

また、前記排気浄化装置において、前記制御手段は、前記ＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージが必要であるときに、前記エンジンの運転状態が前記リッチスパイク可能運転領域にない場合には、前記ＮＯｘ吸蔵触媒を酸化雰囲気のまま昇温可能な量のＨＣを前記ＨＣ供給手段から排気中に供給することを特徴とする（請求項２）。
このように構成された排気浄化装置によれば、ＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージが必要であるときに、エンジンの運転状態がリッチスパイク可能運転領域にない場合には、ＮＯｘ吸蔵触媒を酸化雰囲気のまま昇温可能な量のＨＣがＨＣ供給手段から排気中に供給される。 In the exhaust emission control device, when the S purge of the NOx storage catalyst is necessary, the control means turns off the NOx storage catalyst when the engine operating state is not in the rich spike enabled operation region. An amount of HC that can be raised in an oxidizing atmosphere is supplied into the exhaust gas from the HC supply means (claim 2).
According to the exhaust gas purification apparatus configured as described above, when S purge of the NOx storage catalyst is necessary, if the engine operating state is not in the rich spike enabled operation region, the NOx storage catalyst is left in the oxidizing atmosphere. An amount of HC capable of raising the temperature is supplied from the HC supply means into the exhaust.

本発明の排気浄化装置によれば、エンジンの運転状態がリッチスパイク可能運転領域にない状態からリッチスパイク可能運転領域に移行した場合に、前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から所定時間以上経過していれば、リッチスパイク可能運転領域に移行後直ちにリッチスパイクのＨＣ供給が行われるので、ＮＯｘ吸蔵触媒のイオウ被毒回復が迅速に行われ、Ｓパージ期間を短縮して燃料消費量を抑えることができる。   According to the exhaust emission control device of the present invention, when the engine operating state shifts from a state that is not in the rich spike-capable operation region to a rich spike-capable operation region, a predetermined time or more has elapsed since the last rich spike HC supply. If this is the case, the rich spike HC is supplied immediately after the shift to the rich spike enabled operation region, so that the sulfur poisoning recovery of the NOx storage catalyst can be performed quickly, and the S purge period can be shortened to reduce fuel consumption. it can.

一方、エンジンの運転状態がリッチスパイク可能運転領域にない状態からリッチスパイク可能運転領域に移行した場合に、前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から所定時間が経過していなければ前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から所定時間経過後にリッチスパイクのＨＣ供給が行われるので、短い期間にリッチスパイクのＨＣ供給が続けて行われることによるＮＯｘ吸蔵触媒の過昇温を防止することができる。   On the other hand, when the engine operating state shifts from a state that is not in the rich-spike-capable operation region to a rich-spike-capable operation region, if the predetermined time has not elapsed since the last rich-spike HC supply, Since the rich spike HC supply is performed after a lapse of a predetermined time from the HC supply, it is possible to prevent the NOx storage catalyst from being excessively heated due to the rich spike HC supply being continued in a short period of time.

また、請求項２の排気浄化装置によれば、ＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージが必要であって、エンジンの運転状態がリッチスパイク可能運転領域にない場合にも、ＨＣ供給手段から排気中にＨＣが供給されることにより、リッチスパイクのＨＣ供給が禁止されている間のＮＯｘ吸蔵触媒の温度低下を防止し、次にリッチスパイク可能運転領域に移行してリッチスパイクのＨＣ供給が行われたときに、迅速にＮＯｘ吸蔵触媒のイオウ被毒を回復させ、Ｓパージ期間を短縮して燃料消費量を抑えることができる。また、このとき供給されるＨＣの量は、ＮＯｘ吸蔵触媒を酸化雰囲気のまま昇温可能な量であるため、アイドル運転状態や減速運転状態などのように排気中の酸素濃度が高い状態であっても、供給されたＨＣが急激に排気中の酸素と反応してＮＯｘ吸蔵触媒が過昇温となるといった問題が生じることがない。   Further, according to the exhaust purification device of claim 2, even when the S purge of the NOx storage catalyst is necessary and the operating state of the engine is not in the rich spike enabled operation region, HC is discharged from the HC supply means into the exhaust. When the supply of rich spike HC is prohibited, the temperature of the NOx storage catalyst is prevented from decreasing while the rich spike HC supply is performed. The sulfur poisoning of the NOx storage catalyst can be quickly recovered, the S purge period can be shortened, and the fuel consumption can be suppressed. Further, since the amount of HC supplied at this time is an amount that can raise the temperature of the NOx storage catalyst in an oxidizing atmosphere, the oxygen concentration in the exhaust gas is high, such as in an idle operation state or a deceleration operation state. However, there is no problem that the supplied HC suddenly reacts with oxygen in the exhaust and the NOx storage catalyst becomes excessively heated.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の１実施形態に係る排気浄化装置が適用される４気筒のディーゼルエンジン（以下、エンジンという）のシステム構成図を示しており、図１に基づき本発明に係る排気浄化装置の構成を説明する。
エンジン１は各気筒共通の高圧蓄圧室（以下コモンレールという）２を備えており、燃料噴射ポンプ（図示せず）から供給されてコモンレール２に蓄えられた高圧の燃料である軽油が、各気筒に設けられたインジェクタ４に供給され、各インジェクタ４からそれぞれの気筒内に軽油が噴射される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a system configuration diagram of a four-cylinder diesel engine (hereinafter referred to as an engine) to which an exhaust emission control device according to an embodiment of the present invention is applied. The exhaust emission control device according to the present invention is based on FIG. The structure of will be described.
The engine 1 includes a high-pressure accumulator chamber (hereinafter referred to as a common rail) 2 common to each cylinder, and light oil, which is high-pressure fuel supplied from a fuel injection pump (not shown) and stored in the common rail 2, is supplied to each cylinder. The oil is supplied to the provided injectors 4, and light oil is injected from the injectors 4 into the respective cylinders.

吸気通路６にはターボチャージャ８が装備されており、図示しないエアクリーナから吸入された吸気は、吸気通路６からターボチャージャ８のコンプレッサ８ａへと流入し、コンプレッサ８ａで過給された吸気はインタークーラ１０及び吸気制御弁１２を介して吸気マニホールド１４に導入される。また、吸気通路６のコンプレッサ８ａより上流側には、エンジン１への吸入空気流量を検出するための吸気流量センサ１６が設けられている。   The intake passage 6 is equipped with a turbocharger 8. The intake air drawn from an air cleaner (not shown) flows into the compressor 8a of the turbocharger 8 from the intake passage 6, and the intake air supercharged by the compressor 8a is intercooler. 10 and the intake control valve 12 are introduced into the intake manifold 14. An intake flow rate sensor 16 for detecting the intake air flow rate to the engine 1 is provided upstream of the compressor 8 a in the intake passage 6.

一方、エンジン１の各気筒から排気が排出される排気ポート（図示せず）は、排気マニホールド１８を介して排気管（排気通路）２０に接続されている。なお、排気マニホールド１８と吸気マニホールド１４との間には、ＥＧＲ弁２２を介して排気マニホールド１８と吸気マニホールド１４とを連通するＥＧＲ通路２４が設けられている。
排気管２０はターボチャージャ８のタービン８ｂを経た後、排気絞り弁２６を介して排気後処理装置２８に接続されている。また、タービン８ｂの回転軸はコンプレッサ８ａの回転軸と連結されており、タービン８ｂが排気管２０内を流動する排気を受けてコンプレッサ８ａを駆動する。 On the other hand, an exhaust port (not shown) through which exhaust is discharged from each cylinder of the engine 1 is connected to an exhaust pipe (exhaust passage) 20 via an exhaust manifold 18. An EGR passage 24 that communicates the exhaust manifold 18 and the intake manifold 14 via the EGR valve 22 is provided between the exhaust manifold 18 and the intake manifold 14.
The exhaust pipe 20 passes through the turbine 8 b of the turbocharger 8 and is connected to an exhaust aftertreatment device 28 via an exhaust throttle valve 26. The rotating shaft of the turbine 8b is connected to the rotating shaft of the compressor 8a, and the turbine 8b receives the exhaust flowing in the exhaust pipe 20 and drives the compressor 8a.

排気後処理装置２８は、上流側ケーシング３０と、上流側ケーシング３０の下流側に連通路３２で連通された下流側ケーシング３４とで構成される。
上流側ケーシング３０内には、ＮＯｘ吸蔵触媒３６が収容されると共に、ＮＯｘ吸蔵触媒３６の下流側にパティキュレートフィルタ（以下フィルタという）３８が収容されている。 The exhaust aftertreatment device 28 includes an upstream casing 30 and a downstream casing 34 that is communicated with the downstream side of the upstream casing 30 through a communication passage 32.
A NOx storage catalyst 36 is accommodated in the upstream casing 30, and a particulate filter (hereinafter referred to as a filter) 38 is accommodated on the downstream side of the NOx storage catalyst 36.

このＮＯｘ吸蔵触媒３６は、流入する排気中の酸素濃度が高い酸化雰囲気にあるときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気中の酸素濃度が低くＨＣやＣＯ（一酸化炭素）等の還元成分が排気中に含まれる還元雰囲気にあるときに、吸蔵しているＮＯｘを放出して還元する機能を有している。
また、フィルタ３８はハニカム型のセラミック担体からなり、上流側と下流側とを連通する通路が多数並設されると共に、通路の上流側開口と下流側開口とが交互に閉鎖されており、排気中のパティキュレートを捕集することによりエンジン１の排気を浄化する。 The NOx storage catalyst 36 stores NOx in the exhaust when it is in an oxidizing atmosphere where the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is high, and the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is low and reduces HC, CO (carbon monoxide) or the like. When the component is in a reducing atmosphere contained in the exhaust gas, it has a function of releasing and reducing the stored NOx.
The filter 38 is made of a honeycomb-type ceramic carrier, and has a large number of passages communicating with the upstream side and the downstream side, and the upstream side opening and the downstream side opening of the passage are alternately closed, The exhaust of the engine 1 is purified by collecting the particulates inside.

ＮＯｘ吸蔵触媒３６へのＮＯｘ吸蔵量が限界量を超えて吸蔵されなくなった排気中のＮＯｘはフィルタ３８に流入し、フィルタ３８に捕捉されて堆積したパティキュレートに対して酸化剤として作用することにより、パティキュレートを酸化してフィルタ３８から除去し、フィルタ３８を連続再生すると共にＮ２となって大気中に排出される。
上流側ケーシング３０内には、ＮＯｘ吸蔵触媒３６の下流側に、ＮＯｘ吸蔵触媒３６の出口側排気温度Ｔｃを検出する触媒温度センサ４０が設けられている。また、フィルタ３８の前後には、フィルタ３８上流側の排気圧力を検出する上流圧力センサ４２と、フィルタ３８下流側の排気圧力を検出する下流圧力センサ４４とが設けられている。 NOx in the exhaust gas that has been stored in the NOx storage catalyst 36 after the NOx storage amount exceeds the limit amount flows into the filter 38, and acts as an oxidant on the particulates trapped and deposited in the filter 38. The particulates are oxidized and removed from the filter 38, and the filter 38 is continuously regenerated and discharged as N 2 into the atmosphere.
In the upstream casing 30, a catalyst temperature sensor 40 that detects the outlet side exhaust temperature Tc of the NOx storage catalyst 36 is provided on the downstream side of the NOx storage catalyst 36. Further, before and after the filter 38, an upstream pressure sensor 42 for detecting the exhaust pressure upstream of the filter 38 and a downstream pressure sensor 44 for detecting the exhaust pressure downstream of the filter 38 are provided.

下流側ケーシング３４内には、後段酸化触媒４６が収容されている。後段酸化触媒４６は、ＮＯｘ吸蔵触媒３６で浄化されずに排気中に残留するＨＣやＣＯを酸化するほか、後述するフィルタ３８の強制再生でフィルタ３８に吸着したＨＣが温度上昇によって離脱した場合にこのＨＣを酸化したり、フィルタ３８の強制再生でパティキュレートが焼却される際に発生するＣＯを酸化し、ＣＯ２として大気中に排出する機能などを有している。 A downstream oxidation catalyst 46 is accommodated in the downstream casing 34. The post-stage oxidation catalyst 46 oxidizes HC and CO remaining in the exhaust gas without being purified by the NOx storage catalyst 36, or when the HC adsorbed on the filter 38 due to forced regeneration of the filter 38 described later is separated due to a temperature rise. It has a function of oxidizing HC, oxidizing CO generated when particulates are incinerated by forced regeneration of the filter 38, and discharging it to the atmosphere as CO 2 .

ターボチャージャ８のタービン８ｂと排気絞り弁２６との間の排気管２０には、燃料噴射ポンプ（図示せず）から燃料が供給され、排気管２０内の排気中に燃料を噴射する燃料添加弁（ＨＣ供給手段）４８が設けられている。この燃料添加弁４８からＮＯｘ吸蔵触媒３６に流入する排気中に燃料を噴射することにより、ＮＯｘ吸蔵触媒３８を還元雰囲気とし、ＮＯｘ吸蔵触媒３８に吸蔵されているＮＯｘが放出され還元される。   A fuel addition valve that injects fuel into the exhaust pipe 20 between the turbine 8b of the turbocharger 8 and the exhaust throttle valve 26 is supplied with fuel from a fuel injection pump (not shown). (HC supply means) 48 is provided. By injecting fuel into the exhaust gas flowing into the NOx storage catalyst 36 from the fuel addition valve 48, the NOx storage catalyst 38 is placed in a reducing atmosphere, and NOx stored in the NOx storage catalyst 38 is released and reduced.

また、後述するフィルタ３８の強制再生の際にも、フィルタ３８の昇温を行うために燃料添加弁４８から排気中への燃料噴射を行う。
ＥＣＵ（制御手段）５０は、エンジン１の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、ＣＰＵ、メモリ、タイマカウンタなどから構成され、様々な制御量の演算を行うと共に、その制御量に基づき各種デバイスの制御を行っている。 Further, also during forced regeneration of the filter 38, which will be described later, in order to raise the temperature of the filter 38, fuel is injected from the fuel addition valve 48 into the exhaust gas.
The ECU (control means) 50 is a control device for performing comprehensive control including operation control of the engine 1, and includes a CPU, a memory, a timer counter, and the like, and calculates various control amounts. Various devices are controlled based on the control amount.

ＥＣＵ５０の入力側には、各種制御に必要な情報を収集するため、上述した吸気流量センサ１６、触媒温度センサ４０、上流圧力センサ４２、及び下流圧力センサ４４のほか、エンジン回転数を検出する回転数センサ５２、及びアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ５４などの各種センサ類が接続されており、出力側には演算した制御量に基づき制御が行われる各気筒のインジェクタ４、吸気制御弁１２、ＥＧＲ弁２２、排気絞り弁２６、及び燃料添加弁４８などの各種デバイス類が接続されている。   On the input side of the ECU 50, in addition to the intake flow rate sensor 16, the catalyst temperature sensor 40, the upstream pressure sensor 42, and the downstream pressure sensor 44 described above, in order to collect information necessary for various controls, the rotation for detecting the engine speed is detected. Various sensors such as a number sensor 52 and an accelerator opening sensor 54 for detecting the depression amount of an accelerator pedal (not shown) are connected, and each cylinder is controlled on the output side based on the calculated control amount. Various devices such as the injector 4, the intake control valve 12, the EGR valve 22, the exhaust throttle valve 26, and the fuel addition valve 48 are connected.

エンジン１の各気筒への燃料供給量の演算、及び演算した燃料供給量に基づくインジェクタ４からの燃料供給制御もＥＣＵ５０によって行われる。エンジン１の運転に必要な燃料供給量（主噴射量）は、回転数センサ５２によって検出されたエンジン回転数とアクセル開度センサ５４によって検出されたアクセル開度とに基づき、予め記憶しているマップから読み出して決定する。各気筒に供給される燃料の量は、インジェクタ４の開弁時間によって調整され、決定された燃料量に対応した駆動時間で各インジェクタ４が開弁駆動され、各気筒に主噴射が行われることにより、エンジン１の運転に必要な燃料量が供給される。   The ECU 50 also performs calculation of the fuel supply amount to each cylinder of the engine 1 and control of fuel supply from the injector 4 based on the calculated fuel supply amount. The fuel supply amount (main injection amount) necessary for the operation of the engine 1 is stored in advance based on the engine speed detected by the speed sensor 52 and the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 54. Read from the map and decide. The amount of fuel supplied to each cylinder is adjusted by the valve opening time of the injector 4, and each injector 4 is driven to open in a driving time corresponding to the determined fuel amount, and main injection is performed in each cylinder. Thus, the amount of fuel necessary for the operation of the engine 1 is supplied.

またＥＣＵ５０は、フィルタ３８を強制再生するための制御も行う。フィルタ３８に堆積したパティキュレートは、前述したようにＮＯｘ吸蔵触媒３６を通過してフィルタ３８に流入するＮＯ２との反応による連続再生によって酸化除去されるが、このような連続再生だけでは、堆積したパティキュレートが十分に酸化除去されない場合がある。このような状態が継続すると、フィルタ３８内にパティキュレートが過剰に堆積し、フィルタ３８が目詰まりを起こすおそれがあるため、フィルタ３８におけるパティキュレートの堆積状況に応じて、適宜フィルタ３８の強制再生が行われる。 The ECU 50 also performs control for forcibly regenerating the filter 38. Particulates deposited on the filter 38 are oxidized and removed by continuous regeneration by reaction with NO 2 flowing through the NOx storage catalyst 36 and flowing into the filter 38 as described above. In some cases, the particulates are not sufficiently oxidized and removed. If such a state continues, particulates excessively accumulate in the filter 38 and the filter 38 may be clogged. Therefore, the forced regeneration of the filter 38 is appropriately performed according to the particulate accumulation state in the filter 38. Is done.

即ち、上流圧力センサ４２及び下流圧力センサ４４や吸気流量センサ１６の検出値などに基づきフィルタ３８へのパティキュレート堆積量が所定量に達したと判断すると、強制再生の制御が開始される。
この強制再生制御では、吸気制御弁１２や排気絞り弁２６を閉方向に制御することにより排気温度を上昇させると共に、燃料添加弁４８から排気中に燃料を噴射して、パティキュレートを焼却可能な温度までフィルタ３８を昇温する。即ち、燃料添加弁４８によって供給されたＨＣはＮＯｘ吸蔵触媒３６に達し、ＮＯｘ吸蔵触媒３６でのＨＣの酸化反応によって更に温度が上昇した高温の排気がフィルタ３８内に流入する。フィルタ３８に堆積したパティキュレートは、このようにして高温となった排気により焼却され、フィルタ３８が強制再生される。 That is, when it is determined that the particulate accumulation amount on the filter 38 has reached a predetermined amount based on the detection values of the upstream pressure sensor 42, the downstream pressure sensor 44, and the intake flow rate sensor 16, the forced regeneration control is started.
In this forced regeneration control, the exhaust temperature can be raised by controlling the intake control valve 12 and the exhaust throttle valve 26 in the closing direction, and fuel can be injected into the exhaust from the fuel addition valve 48 to incinerate the particulates. The filter 38 is heated to a temperature. That is, the HC supplied by the fuel addition valve 48 reaches the NOx storage catalyst 36, and high-temperature exhaust gas whose temperature has further increased due to the oxidation reaction of HC in the NOx storage catalyst 36 flows into the filter 38. The particulates deposited on the filter 38 are incinerated by the exhaust gas that has become high in this manner, and the filter 38 is forcibly regenerated.

更にＥＣＵ５０は、ＮＯｘ吸蔵触媒３６によるＮＯｘ浄化を適正に行うための制御も行っている。エンジン１はディーゼルエンジンであって、大部分の運転領域において希薄燃焼となり排気中の酸素濃度が高くなって、排気中のＮＯｘがＮＯｘ吸蔵触媒３６に吸蔵されていく。そして、ＮＯｘ吸蔵触媒３６が排気中のＮＯｘを吸蔵していく状態が長く継続すると、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＮＯｘ吸蔵能力が飽和し、排気中のＮＯｘがＮＯｘ吸蔵触媒３６に吸蔵されずにそのまま大気中に放出されるおそれがある。   Further, the ECU 50 also performs control for properly performing NOx purification by the NOx storage catalyst 36. The engine 1 is a diesel engine, and in most operating regions, lean combustion occurs, and the oxygen concentration in the exhaust gas increases, and NOx in the exhaust gas is stored in the NOx storage catalyst 36. Then, if the state in which the NOx storage catalyst 36 stores NOx in the exhaust gas continues for a long time, the NOx storage capacity of the NOx storage catalyst 36 is saturated, and the NOx in the exhaust gas is not stored in the NOx storage catalyst 36 and remains in the atmosphere. May be released inside.

このようなＮＯｘ吸蔵能力の飽和を防止するため、ＥＣＵ５０は燃料添加弁４８を制御して、例えば所定の時間間隔で排気中に燃料を噴射することでＨＣを供給してＮＯｘ吸蔵触媒３６を還元雰囲気とし、ＮＯｘ吸蔵触媒３６に吸蔵されているＮＯｘを放出させ還元するようにしている。
以上のように構成された排気浄化装置を備えるエンジン１では、燃料中やエンジン１の潤滑油中にイオウ成分が含まれており、このイオウ成分がＳＯｘとなってエンジン１の排気と共に排出される。排気中に含まれるＳＯｘは、ＮＯｘと同様のメカニズムによりＮＯｘ吸蔵触媒３６に吸蔵されるため、ＳＯｘの吸蔵量が増大するにつれて、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＮＯｘ吸蔵能力が低下する、いわゆるイオウ被毒が生じる。このイオウ被毒を放置した場合にも、ＮＯｘ吸蔵触媒３６によるＮＯｘの浄化効率が低下し、排気中のＮＯｘがＮＯｘ吸蔵触媒３６に吸蔵されずにそのまま大気中に放出されてしまうおそれがある。 In order to prevent such saturation of the NOx storage capacity, the ECU 50 controls the fuel addition valve 48 to reduce the NOx storage catalyst 36 by supplying HC, for example, by injecting fuel into the exhaust at predetermined time intervals. The atmosphere is set so that NOx stored in the NOx storage catalyst 36 is released and reduced.
In the engine 1 including the exhaust emission control device configured as described above, a sulfur component is contained in the fuel or the lubricating oil of the engine 1, and this sulfur component becomes SOx and is discharged together with the exhaust of the engine 1. . Since SOx contained in the exhaust is stored in the NOx storage catalyst 36 by the same mechanism as NOx, so-called sulfur poisoning in which the NOx storage capacity of the NOx storage catalyst 36 decreases as the storage amount of SOx increases. Arise. Even when this sulfur poisoning is left unattended, the NOx purification efficiency of the NOx storage catalyst 36 is lowered, and NOx in the exhaust gas may be released into the atmosphere as it is without being stored in the NOx storage catalyst 36.

そこで、ＮＯｘ吸蔵触媒３６を備えた排気浄化装置においては、このようなイオウ被毒の回復、いわゆるＳパージを適宜行う。即ち、ＥＣＵ５０がエンジン１の運転状態などに基づきＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要であると判断すると、ＮＯｘ吸蔵触媒３６を７００℃前後に昇温すると共に還元雰囲気とすることにより、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが行われる。   Therefore, in the exhaust gas purification apparatus provided with the NOx storage catalyst 36, such sulfur poisoning recovery, so-called S purge is appropriately performed. That is, when the ECU 50 determines that the S purge of the NOx storage catalyst 36 is necessary based on the operating state of the engine 1, etc., the NOx storage catalyst 36 is heated to around 700 ° C. and brought into a reducing atmosphere, so that the NOx storage catalyst 36 S purge is performed.

このようなＳパージ制御は、エンジン１の運転中に図２のフローチャートに従い、ＥＣＵ５０によって所定の制御周期で行われる。
まず最初のステップＳ２では、ＳパージフラグＦｓの値が１であるか否かを判定する。ＳパージフラグＦｓは、その値が１であることによってＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要であることを示すものであり、初期値は０となっている。従って、ステップＳ２でＳパージフラグＦｓの値が１ではないとしてステップＳ４に進むと、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要であるか否かを判定する。ここでは、エンジン１の燃料消費量や運転時間などに応じてＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳＯｘ吸蔵量を推定し、この推定ＳＯｘ吸蔵量が所定値以上となったときにＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要であると判定する。 Such S purge control is performed by the ECU 50 at a predetermined control period according to the flowchart of FIG.
First, in step S2, it is determined whether or not the value of the S purge flag Fs is 1. The S purge flag Fs indicates that the S purge of the NOx storage catalyst 36 is necessary when the value is 1, and the initial value is 0. Therefore, if the value of the S purge flag Fs is not 1 in step S2 and the process proceeds to step S4, it is determined whether or not the S purge of the NOx storage catalyst 36 is necessary. Here, the SOx occlusion amount of the NOx occlusion catalyst 36 is estimated according to the fuel consumption of the engine 1, the operating time, etc., and when the estimated SOx occlusion amount becomes a predetermined value or more, the S purge of the NOx occlusion catalyst 36 is performed. Determine that it is necessary.

ステップＳ４で、現時点でのＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが不要であると判定した場合には、そのまま今回の制御周期を終了するので、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージは行われない。そして、次の制御周期以降もステップＳ４でＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要であると判定するまで、制御周期ごとに繰り返しステップＳ４でＳパージの要否が判定が行われる。   If it is determined in step S4 that the current S purge of the NOx storage catalyst 36 is not necessary, the current control cycle is terminated as it is, and therefore the S purge of the NOx storage catalyst 36 is not performed. Then, after the next control cycle, it is repeatedly determined at step S4 whether or not S purge is necessary until it is determined at step S4 that S purge of the NOx storage catalyst 36 is necessary.

ステップＳ４でＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要であると判定すると、ステップＳ６でＳパージフラグＦｓの値を１とした後、ステップＳ８に進む。従って、次の制御周期以降では、ＳパージフラグＦｓの値が０とされない限り、ステップＳ２からステップＳ８に直接処理が進むことになる。
ステップＳ８では、アクセル開度センサ５４が検出したアクセルペダル踏み込み量ＡＰが０より大であると判定することにより、エンジン１がアイドル運転状態や減速運転状態にないと判定する。 If it is determined in step S4 that S purge of the NOx storage catalyst 36 is necessary, the value of the S purge flag Fs is set to 1 in step S6, and the process proceeds to step S8. Therefore, after the next control cycle, unless the value of the S purge flag Fs is set to 0, the process proceeds directly from step S2 to step S8.
In step S8, by determining that the accelerator pedal depression amount AP detected by the accelerator opening sensor 54 is greater than 0, it is determined that the engine 1 is not in the idle operation state or the deceleration operation state.

このアイドル運転状態や減速運転状態は、排気中の酸素濃度が高いので、ＮＯｘ吸蔵触媒３６を還元雰囲気とするために必要なＨＣ供給量が多く、しかも排気流量が少ない。このため、リッチスパイクのＨＣ供給を行うと、供給されたＨＣが局所的に排気中の酸素と急激に反応し、ＮＯｘ吸蔵触媒３６が過昇温となるおそれがある。
そこで本実施形態では、アクセルペダル踏み込み量ＡＰに基づき、エンジン１がアイドル運転状態や減速運転状態にないときにリッチスパイク可能運転領域にあると判定するようにしている。そして、アクセルペダル踏み込み量ＡＰが０より大であって、エンジン１がアイドル運転状態や減速運転状態にない、即ちリッチスパイク可能運転領域にあると判定するとステップＳ１０に進む。 In the idle operation state and the deceleration operation state, since the oxygen concentration in the exhaust gas is high, a large amount of HC is required to make the NOx storage catalyst 36 a reducing atmosphere, and the exhaust gas flow rate is small. For this reason, when rich spike HC is supplied, the supplied HC reacts with the oxygen in the exhaust gas locally, and the NOx storage catalyst 36 may overheat.
Therefore, in the present embodiment, based on the accelerator pedal depression amount AP, it is determined that the engine 1 is in the rich spike enabled operation region when the engine 1 is not in the idle operation state or the deceleration operation state. If it is determined that the accelerator pedal depression amount AP is greater than 0 and the engine 1 is not in the idling operation state or the deceleration operation state, that is, in the rich spike enabling operation region, the process proceeds to step S10.

ステップＳ１０では、継続フラグＦｃの値が１であるか否かを判定する。この継続フラグＦｃは、ステップＳ４でＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要であると判定した後に、既に１回以上リッチスパイクのＨＣ供給を行っていることを、その値が１であることによって示すものであり、初期値は０となっている。従って、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要となってから１度もリッチスパイクのＨＣ供給を行っていない場合には、継続フラグＦｃの値は０であるのでステップＳ１２に進む。   In step S10, it is determined whether or not the value of the continuation flag Fc is 1. This continuation flag Fc indicates that rich spike HC supply has already been performed at least once after determining that the S purge of the NOx storage catalyst 36 is necessary in step S4. The initial value is 0. Therefore, if the rich spike HC supply has not been performed once since the S purge of the NOx storage catalyst 36 is required, the value of the continuation flag Fc is 0, and the process proceeds to step S12.

ステップＳ１２では継続フラグＦｃの値を１とし、次のステップＳ１６に進んで触媒温度センサ４０によって検出されたＮＯｘ吸蔵触媒３６の出口側排気温度Ｔｃが所定温度Ｔ１以上であるか否かにより、ＮＯｘ吸蔵触媒３６の温度がＳパージに適した温度となっているか否かを判定する。Ｓパージに適したＮＯｘ吸蔵触媒３６の温度は７００℃前後であり、本実施形態では所定温度Ｔ１を７００℃とし、ＮＯｘ吸蔵触媒３６の出口側排気温度ＴｃがＴ１以上であるときにＳパージに適した温度にあると判定する。   In step S12, the value of the continuation flag Fc is set to 1, and the process proceeds to the next step S16 to determine whether or not the NOx storage catalyst 36 outlet side exhaust temperature Tc detected by the catalyst temperature sensor 40 is equal to or higher than the predetermined temperature T1. It is determined whether or not the temperature of the storage catalyst 36 is a temperature suitable for S purge. The temperature of the NOx storage catalyst 36 suitable for S purge is around 700 ° C. In this embodiment, the predetermined temperature T1 is set to 700 ° C., and when the exhaust gas temperature Tc on the outlet side of the NOx storage catalyst 36 is T1 or higher, the S purge is performed. Determine that the temperature is appropriate.

ステップＳ１６で出口側排気温度ＴｃがＴ１以上と判定した場合にはステップＳ１８に進み、出口側排気温度ＴｃがＴ１未満であると判定した場合にはステップＳ２０に進む。
ステップＳ１８及びＳ２０ではそれぞれリッチスパイクのＨＣ供給量Ｑｓを設定する。このＨＣ供給量Ｑｓは、所定の時間間隔でリッチスパイクのＨＣ供給を行った場合に、ＮＯｘ吸蔵触媒３６をＳパージに適した温度に昇温すると共に還元雰囲気とするために必要なＨＣ供給量であって、予め実験等によって求められてリッチスパイク用マップに記憶されたＨＣ供給量からエンジン１の運転状態等に応じて読み出されたＨＣ供給量が設定されるようになっている。 If it is determined in step S16 that the outlet side exhaust temperature Tc is equal to or higher than T1, the process proceeds to step S18. If it is determined that the outlet side exhaust temperature Tc is lower than T1, the process proceeds to step S20.
In steps S18 and S20, a rich spike HC supply amount Qs is set. This HC supply amount Qs is the amount of HC supply necessary to raise the temperature of the NOx storage catalyst 36 to a temperature suitable for S purge and to make a reducing atmosphere when rich spike HC supply is performed at predetermined time intervals. The HC supply amount read out according to the operating state of the engine 1 or the like from the HC supply amount obtained in advance by experiments or the like and stored in the rich spike map is set.

リッチスパイク用マップには、幾分多めにＨＣ供給量が記憶された増量マップと、幾分少なめにＨＣ供給量が記憶された減量マップとがあり、ステップＳ１６で出口側排気温度ＴｃがＴ１以上と判定した場合には、ステップＳ１８にて減量マップから読み出されたＨＣ供給量ＱｒｄがリッチスパイクのＨＣ供給量Ｑｓとされる。一方、ステップＳ１６で出口側排気温度ＴｃがＴ１未満と判定した場合には、ステップＳ２０にて増量マップから読み出されたＨＣ供給量ＱｒｉがリッチスパイクのＨＣ供給量Ｑｓとされる。   The rich spike map includes an increase map in which the HC supply amount is stored somewhat larger, and a decrease map in which the HC supply amount is stored slightly higher. In step S16, the outlet side exhaust temperature Tc is equal to or higher than T1. Is determined, the HC supply amount Qrd read from the reduction map in step S18 is set as the rich spike HC supply amount Qs. On the other hand, if it is determined in step S16 that the outlet side exhaust temperature Tc is less than T1, the HC supply amount Qri read from the increase map in step S20 is set as the rich spike HC supply amount Qs.

次のステップＳ２２では、ステップＳ１８又はＳ２０で設定された供給量ＱｓのＨＣが排気中に供給されるよう、燃料添加弁４８が制御される。燃料添加弁４８から排気中に供給されたＨＣは、ＮＯｘ吸蔵触媒３６上で排気中の酸素と反応し、ＮＯｘ吸蔵触媒３６を昇温すると共に還元雰囲気とする。このとき、ＮＯｘ吸蔵触媒３６に供給されるＨＣの量は、上述のようにＮＯｘ吸蔵触媒３６の出口側排気温度Ｔｃと所定温度Ｔ１との比較結果に応じて選択された増量マップ又は減量マップを用いて設定されるので、ＮＯｘ吸蔵触媒３６が所定温度Ｔ１前後の温度に昇温される。そして、ＮＯｘ吸蔵触媒３６はＨＣの供給により還元雰囲気となっているので、ＮＯｘ吸蔵触媒３６に吸着していたＳＯｘが離脱しＮＯｘ吸蔵触媒３６のイオウ被毒が回復されていく。   In the next step S22, the fuel addition valve 48 is controlled so that the supply amount Qs of HC set in step S18 or S20 is supplied into the exhaust gas. The HC supplied into the exhaust gas from the fuel addition valve 48 reacts with oxygen in the exhaust gas on the NOx storage catalyst 36 to raise the temperature of the NOx storage catalyst 36 and make it a reducing atmosphere. At this time, the amount of HC supplied to the NOx storage catalyst 36 is obtained by using the increase map or the decrease map selected according to the comparison result between the outlet side exhaust temperature Tc of the NOx storage catalyst 36 and the predetermined temperature T1 as described above. Therefore, the NOx storage catalyst 36 is heated to a temperature around the predetermined temperature T1. Since the NOx storage catalyst 36 is in a reducing atmosphere due to the supply of HC, the SOx adsorbed on the NOx storage catalyst 36 is released and the sulfur poisoning of the NOx storage catalyst 36 is recovered.

次にステップＳ２４に進むと、タイマＴＭ１を一旦リセットした後、その時間カウントをスタートさせ、ステップＳ２６に進む。このタイマＴＭ１は、リッチスパイクのＨＣ供給を行う際の時間間隔を設定するためのものである。
ステップＳ２６では、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが完了したか否かを判定する。本実施形態では、ステップＳ４でＳパージ制御が必要であると判定してからの経過時間が所定の終了判定時間に達するとＳパージが完了したものと判断している。なお、Ｓパージの完了を判定する方法は、これに限られるものではなく、リッチスパイクのＨＣ供給回数が所定回数となったときにＳパージ完了と判定してもよいし、それ以外の公知の様々な方法で判定するようにしてもよい。 Next, in step S24, after resetting the timer TM1, the time counting is started, and the process proceeds to step S26. The timer TM1 is used to set a time interval for performing rich spike HC supply.
In step S26, it is determined whether the S purge of the NOx storage catalyst 36 has been completed. In this embodiment, when the elapsed time after determining that the S purge control is necessary in step S4 reaches a predetermined end determination time, it is determined that the S purge is completed. Note that the method for determining the completion of the S purge is not limited to this, and it may be determined that the S purge is complete when the number of rich spike HC supply times reaches a predetermined number. You may make it determine by various methods.

ステップＳ２６でＳパージがまだ完了していないと判定した場合には、今回の制御周期を終了し、次の制御周期で再びステップＳ２から処理を開始する。
以上のように、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要となったとき、エンジン１がアイドル運転状態や減速運転状態になければ、即ちリッチスパイク可能運転領域にあれば直ちに１回目のリッチスパイクのＨＣ供給が行われる。 If it is determined in step S26 that the S purge is not yet completed, the current control cycle is terminated, and the process is started again from step S2 in the next control cycle.
As described above, when the S purge of the NOx storage catalyst 36 is required, if the engine 1 is not in the idle operation state or the deceleration operation state, that is, in the rich spike enabled operation region, the first rich spike HC is immediately Supply is made.

次の制御周期では、ＳパージフラグＦｓの値が前述の通り既に１となっているので、ステップＳ２からステップＳ８に処理が進む。そして、引き続きステップＳ８でアクセル開度センサ５４の検出値ＡＰに基づき、検出値ＡＰが０より大であってエンジン１がリッチスパイク可能運転領域にあると判定すると、ステップＳ１０で継続フラグＦｃの値が１であるか否かを判定する。継続フラグＦｃの値は、前述の通り既に１とされているので、今回はステップＳ１４に処理が進む。   In the next control cycle, since the value of the S purge flag Fs is already 1 as described above, the process proceeds from step S2 to step S8. Then, when it is determined in step S8 that the detected value AP is greater than 0 and the engine 1 is in the rich spikeable operation region based on the detected value AP of the accelerator opening sensor 54, the value of the continuation flag Fc is determined in step S10. Whether or not is 1 is determined. Since the value of the continuation flag Fc is already 1 as described above, the process proceeds to step S14 this time.

ステップＳ１４では、タイマＴＭ１がカウントした時間ｔ１が所定時間ｔｒ以上になったか否かを判定する。タイマＴＭ１のカウント時間ｔ１が所定時間ｔｒに達していない場合には、その制御周期を終了し、次の制御周期で再びステップＳ２から処理を開始する。
一方、タイマＴＭ１のカウント時間ｔ１が所定時間ｔｒに達していれば、ステップＳ１６に進んでＮＯｘ吸蔵触媒３６の出口側排気温度Ｔｃが所定温度Ｔ１以上であるか否かを判定した後、ステップＳ１８又はステップＳ２０で、この判定結果に応じて選択したリッチスパイク用マップから読み出した量のＨＣをリッチスパイクとして排気中に供給する。 In step S14, it is determined whether or not the time t1 counted by the timer TM1 is equal to or longer than a predetermined time tr. If the count time t1 of the timer TM1 has not reached the predetermined time tr, the control cycle is ended, and the process is started again from step S2 in the next control cycle.
On the other hand, if the count time t1 of the timer TM1 has reached the predetermined time tr, the routine proceeds to step S16, where it is determined whether or not the outlet side exhaust temperature Tc of the NOx storage catalyst 36 is equal to or higher than the predetermined temperature T1, and then step S18. Alternatively, in step S20, the amount of HC read from the rich spike map selected according to the determination result is supplied into the exhaust gas as a rich spike.

そして、ステップＳ２４ではタイマＴＭ１を一旦リセットした後、再びその時間カウントを開始させる。
従って、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要となって最初にリッチスパイクのＨＣ供給を行ってからは、エンジン１がリッチスパイク可能運転領域にある限り、タイマＴＭ１のカウントした時間ｔ１に基づき、所定時間ｔｒごとにリッチスパイクのＨＣ供給が行われることになる。 In step S24, after resetting the timer TM1, the time counting is started again.
Therefore, after the S purge of the NOx storage catalyst 36 is required and the rich spike HC is supplied for the first time, as long as the engine 1 is in the rich spike enabled operation region, the predetermined time is determined based on the time t1 counted by the timer TM1. Rich spike HC is supplied every time tr.

このようにして、エンジン１がリッチスパイク可能運転領域にある状態が継続する限りは、所定時間ｔｒを周期とするリッチスパイクのＨＣ供給が行われてＮＯｘ吸蔵触媒３６のイオウ被毒が回復されていき、ステップＳ２６でイオウ被毒の回復が完了したと判定すると、ステップＳ２８に進んでＳパージフラグＦｓ及び継続フラグＦｃの値を０とすると共に、タイマＴＭ１の時間カウントを停止する。これにより、次の制御周期からはステップＳ２からステップＳ４に進んで、再びＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージの要否が判定されることになる。   In this way, as long as the state where the engine 1 is in the operation region where the rich spike is possible continues, rich spike HC supply with a predetermined time tr is performed, and the sulfur poisoning of the NOx storage catalyst 36 is recovered. If it is determined in step S26 that the recovery from sulfur poisoning has been completed, the process proceeds to step S28, where the values of the S purge flag Fs and the continuation flag Fc are set to 0, and the time count of the timer TM1 is stopped. Thus, the process proceeds from step S2 to step S4 from the next control cycle, and it is determined again whether or not the S purge of the NOx storage catalyst is necessary.

次に、このようにリッチスパイクのＨＣ供給によりＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージを行っている途中でアクセルペダルの踏み込みが解除され、エンジン１がアイドル運転状態或いは減速運転状態となった場合、即ちリッチスパイク可能運転領域から脱した場合について以下に説明する。
既にＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要と判定され、リッチスパイクのＨＣ供給を１回以上行っている状態で、エンジン１の運転状態がアイドル運転又は減速運転に移行すると、ステップＳ２からステップＳ８に進んだときに、アクセルペダルの踏み込みが解除されることによってアクセル開度センサ５４の検出値ＡＰが０となっているので、エンジン１がリッチスパイク可能運転領域にないと判定して、処理はステップＳ３０に進むことになる。 Next, when the accelerator pedal is released during the S purge of the NOx occlusion catalyst by the rich spike HC supply in this way, the engine 1 enters the idle operation state or the deceleration operation state, that is, the rich spike state. The case where it deviates from the possible operation area will be described below.
If it is already determined that the S purge of the NOx storage catalyst 36 is necessary and the rich spike HC is supplied one or more times, and the operation state of the engine 1 shifts to the idle operation or the deceleration operation, the process proceeds from step S2 to step S8. When the accelerator pedal is depressed, the detected value AP of the accelerator opening sensor 54 is 0 because the depression of the accelerator pedal is released. Proceed to S30.

ステップＳ３０では、触媒温度センサ４０によって検出されたＮＯｘ吸蔵触媒３６の出口側排気温度Ｔｃが所定温度Ｔ２以上であるか否かを判定する。この所定温度Ｔ２は、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージに適した温度に対応する所定温度Ｔ１よりは低いものの、所定温度Ｔ１に近く、且つ排気中へのＨＣ供給によりＮＯｘ吸蔵触媒３６を還元雰囲気とすることなく昇温可能な温度として、予め実験等により求められ設定された温度であって、例えば６００℃〜６５０℃の温度が所定温度Ｔ２とされる。   In step S30, it is determined whether or not the outlet side exhaust temperature Tc of the NOx storage catalyst 36 detected by the catalyst temperature sensor 40 is equal to or higher than a predetermined temperature T2. The predetermined temperature T2 is lower than the predetermined temperature T1 corresponding to the temperature suitable for the S purge of the NOx storage catalyst 36, but is close to the predetermined temperature T1 and makes the NOx storage catalyst 36 a reducing atmosphere by supplying HC into the exhaust gas. The temperature that can be raised without performing the temperature is obtained and set in advance by experiments or the like, for example, a temperature of 600 ° C. to 650 ° C. is set as the predetermined temperature T2.

ステップＳ３０で出口側排気温度Ｔｃが所定温度Ｔ２以上であると判定した場合はステップＳ３２に進み、出口側排気温度Ｔｃが所定温度Ｔ２未満であると判定した場合はステップＳ３４に進む。
ステップＳ３２及びＳ３４ではそれぞれ燃料添加弁４８から排気中に供給するＨＣの供給量Ｑｓを設定する。このＨＣ供給量Ｑｓは、燃料添加弁４８から排気中に連続的にＨＣ供給を行った場合に、ＮＯｘ吸蔵触媒３６を酸化雰囲気に維持したまま所定温度Ｔ２前後の温度に昇温することが可能なＨＣ供給量であって、予め実験等によって求められて昇温用マップに記憶されたＨＣ供給量から、回転数センサ５２で検出されたエンジン回転数やアクセル開度センサ５４で検出されたアクセルペダル踏み込み量ＡＰなどのエンジン１の運転状態に応じて読み出されたＨＣ供給量が設定されるようになっている。 If it is determined in step S30 that the outlet side exhaust temperature Tc is equal to or higher than the predetermined temperature T2, the process proceeds to step S32. If it is determined that the outlet side exhaust temperature Tc is lower than the predetermined temperature T2, the process proceeds to step S34.
In steps S32 and S34, the supply amount Qs of HC supplied into the exhaust gas from the fuel addition valve 48 is set. This HC supply amount Qs can be raised to a temperature around the predetermined temperature T2 while maintaining the NOx storage catalyst 36 in an oxidizing atmosphere when HC is continuously supplied from the fuel addition valve 48 into the exhaust gas. The engine speed detected by the engine speed sensor 52 and the accelerator position detected by the accelerator opening sensor 54 from the HC supply quantity obtained in advance through experiments or the like and stored in the temperature increase map. The read HC supply amount is set in accordance with the operating state of the engine 1 such as the pedal depression amount AP.

この昇温用マップには、幾分多めにＨＣ供給量が記憶された増量マップと、幾分少なめにＨＣ供給量が記憶された減量マップとがあり、ステップＳ３０で出口側排気温度ＴｃがＴ２以上と判定した場合には、ステップＳ３２にて減量マップから読み出されたＨＣ供給量ＱｈｄがＨＣ供給量Ｑｓとされる。一方、ステップＳ３０で出口側排気温度ＴｃがＴ２未満と判定した場合には、ステップＳ３４にて増量マップから読み出されたＨＣ供給量ＱｈｉがＨＣ供給量Ｑｓとされる。   The temperature increase map includes an increase map in which the HC supply amount is stored somewhat larger, and a decrease map in which the HC supply amount is stored slightly lower. In step S30, the outlet side exhaust temperature Tc is T2. If it is determined as described above, the HC supply amount Qhd read from the reduction map in step S32 is set as the HC supply amount Qs. On the other hand, when it is determined in step S30 that the outlet side exhaust temperature Tc is lower than T2, the HC supply amount Qhi read from the increase map in step S34 is set as the HC supply amount Qs.

次のステップＳ３６では、ステップＳ３２又はＳ３４で設定された供給量ＱｓのＨＣが排気中に供給されるよう、燃料添加弁４８が制御される。燃料添加弁４８から排気中に供給されたＨＣは、ＮＯｘ吸蔵触媒３６上で排気中の酸素と反応してＮＯｘ吸蔵触媒３６を昇温する。一方、供給されるＨＣの量はＮＯｘ吸蔵触媒３６を還元雰囲気とするほどの量ではないため、ＮＯｘ吸蔵触媒３６は酸化雰囲気に維持され、ＨＣが局所的に排気中の酸素と過剰に反応してＮＯｘ吸蔵触媒３６を過昇温とするようなことはない。   In the next step S36, the fuel addition valve 48 is controlled so that the supply amount Qs of HC set in step S32 or S34 is supplied into the exhaust gas. HC supplied into the exhaust gas from the fuel addition valve 48 reacts with oxygen in the exhaust gas on the NOx storage catalyst 36 to raise the temperature of the NOx storage catalyst 36. On the other hand, since the amount of HC supplied is not so large as to make the NOx storage catalyst 36 a reducing atmosphere, the NOx storage catalyst 36 is maintained in an oxidizing atmosphere, and HC locally reacts with oxygen in the exhaust excessively. Thus, the NOx storage catalyst 36 is not overheated.

このとき、ＮＯｘ吸蔵触媒３６に供給されるＨＣの量は、上述のようにＮＯｘ吸蔵触媒３６の出口側排気温度Ｔｃと所定温度Ｔ２との比較結果に応じて選択された増量マップ又は減量マップを用いて設定されるので、ＮＯｘ吸蔵触媒３６が所定温度Ｔ２前後の温度に昇温される。
このようにしてステップＳ３６で排気中にＨＣを供給すると、その制御周期を終了して次の制御周期で再びステップＳ２から処理を開始する。次の制御周期以降も依然としてアクセルペダルの踏み込みが解除された状態である場合には、ステップＳ２からステップＳ８を経てステップＳ３０に処理が進み、ステップＳ３０乃至ステップＳ３６により上述のようにしてＮＯｘ吸蔵触媒３６を所定温度Ｔ２前後に昇温するためのＨＣ供給が燃料添加弁４８から行われる。 At this time, the amount of HC supplied to the NOx storage catalyst 36 is obtained by using the increase map or the decrease map selected according to the comparison result between the outlet side exhaust temperature Tc of the NOx storage catalyst 36 and the predetermined temperature T2 as described above. Therefore, the NOx storage catalyst 36 is heated to a temperature around the predetermined temperature T2.
When HC is supplied into the exhaust gas in step S36 as described above, the control cycle is ended and the process is started again from step S2 in the next control cycle. When the accelerator pedal is still depressed after the next control cycle, the process proceeds from step S2 to step S8 to step S30, and the NOx storage catalyst is processed as described above by steps S30 to S36. HC is supplied from the fuel addition valve 48 to raise the temperature of 36 to around the predetermined temperature T2.

従って、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要となり、リッチスパイクのＨＣ供給を行っている状態から、エンジン１の運転状態がリッチスパイク可能運転領域から脱すると、それ以降はリッチスパイクのＨＣ供給が行われず、その代わりにＮＯｘ吸蔵触媒３６を酸化雰囲気のままでＳパージに適した温度より幾分低い温度に昇温するためのＨＣ供給が行われることになる。   Accordingly, when the S1 purge of the NOx storage catalyst 36 is required and the rich spike HC supply is being performed, and the operation state of the engine 1 is removed from the rich spike possible operation region, the rich spike HC supply is performed thereafter. Instead, HC is supplied to raise the NOx storage catalyst 36 to a temperature somewhat lower than the temperature suitable for the S purge while maintaining the oxidizing atmosphere.

このようにリッチスパイクのＨＣ供給が行われない状態でも、ＮＯｘ吸蔵触媒３６を還元雰囲気とはしない程度のＨＣ供給を行うことにより、ＮＯｘ吸蔵触媒３６をＳパージに適した温度近傍に昇温しているため、その後にリッチスパイクのＨＣ供給が再開された場合に、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージを迅速に行うことが可能となり、結果的にＳパージに要する時間を短縮することが可能となって、Ｓパージに使用される燃料量を低減することができる。   Even when the rich spike HC is not supplied in this way, the NOx storage catalyst 36 is heated to a temperature suitable for the S purge by supplying HC to such an extent that the NOx storage catalyst 36 is not in a reducing atmosphere. Therefore, when the rich spike HC supply is restarted thereafter, the S purge of the NOx storage catalyst 36 can be performed quickly, and as a result, the time required for the S purge can be shortened. Thus, the amount of fuel used for the S purge can be reduced.

このような状態で再びアクセルペダルが踏み込まれると、ステップＳ２からステップＳ８に進んだときに、アクセル開度センサ５４の検出値ＡＰが０ではないので、エンジン１がリッチスパイク可能運転領域にあるとして、処理はステップＳ１０に進むことになる。
ステップＳ１０では継続フラグＦｃの値が１であるか否かを判定するが、継続フラグＦｃの値は最初のリッチスパイクのＨＣ供給を行ったときに１とされているため、処理はステップＳ１４に進む。 If the accelerator pedal is depressed again in such a state, the detected value AP of the accelerator opening sensor 54 is not 0 when the routine proceeds from step S2 to step S8. The process proceeds to step S10.
In step S10, it is determined whether or not the value of the continuation flag Fc is 1. Since the value of the continuation flag Fc is set to 1 when the first rich spike HC is supplied, the process proceeds to step S14. move on.

ステップＳ１４では、タイマＴＭ１のカウント時間ｔ１が所定時間ｔｒ以上であるか否かを判定するが、このときのタイマＴＭ１のカウントは、アクセルペダルの踏み込みが解除される前のリッチスパイクのＨＣ供給のうち最後に行ったＨＣ供給のときに開始されたまま継続しているものである。   In step S14, it is determined whether or not the count time t1 of the timer TM1 is equal to or longer than the predetermined time tr. The count of the timer TM1 at this time is the HC supply of the rich spike before the accelerator pedal is released. Among them, it is continued while being started at the time of the last HC supply.

そして、このタイマＴＭ１のカウント時間ｔ１がまだ所定時間ｔｒに達していない場合には、何もせずに今回の制御周期を終了する。次の制御周期以降でも引き続きエンジン１がリッチスパイク可能運転領域にあれば、ステップＳ１４に進んでタイマＴＭ１のカウント時間ｔ１が所定時間ｔｒ以上であるか否かを判定する。そして、タイマＴＭ１のカウント時間ｔ１が所定時間ｔｒに達するとステップＳ１６に進み、前述のようにステップＳ１６乃至Ｓ２２の処理により、ＮＯｘ吸蔵触媒３６の出口側排気温度Ｔｃが所定温度Ｔ１以上であるか否かを判定した後、この判定結果に応じて選択したリッチスパイク用マップから読み出した量のＨＣを、燃料添加弁４８からリッチスパイクとして排気中に供給する。このＨＣ供給により、ＮＯｘ吸蔵触媒が昇温されると共に還元雰囲気とされ、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のイオウ被毒が回復していく。   If the count time t1 of the timer TM1 has not yet reached the predetermined time tr, the current control cycle is terminated without doing anything. If the engine 1 is still in the rich spikeable operation region even after the next control cycle, the process proceeds to step S14 to determine whether the count time t1 of the timer TM1 is equal to or longer than the predetermined time tr. Then, when the count time t1 of the timer TM1 reaches the predetermined time tr, the process proceeds to step S16, and whether the outlet side exhaust temperature Tc of the NOx occlusion catalyst 36 is equal to or higher than the predetermined temperature T1 by the processing of steps S16 to S22 as described above. After determining whether or not, the amount of HC read from the rich spike map selected according to the determination result is supplied from the fuel addition valve 48 into the exhaust gas as a rich spike. This HC supply raises the temperature of the NOx storage catalyst and creates a reducing atmosphere, so that the sulfur poisoning of the NOx storage catalyst 36 is recovered.

そして、次のステップＳ２４ではタイマＴＭ１を一旦リセットした後、再びその時間カウントを開始させる。従って、エンジン１の運転状態がリッチスパイク可能運転領域にある限り、これ以降は所定時間ｔｒごとに燃料添加弁４８からリッチスパイクのＨＣ供給が行われることになる。
以上のように、エンジン１の運転状態がリッチスパイク可能運転領域にない状態からリッチスパイク可能運転領域に移行すると、前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から所定時間ｔｒが経過していない場合、直ちにはリッチスパイクのＨＣ供給が行われず、前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から所定時間ｔｒが経過した後にリッチスパイクのＨＣ供給が行われる。従って、エンジン１の運転状態がリッチスパイク可能運転領域にない期間が短い場合であっても、前回のリッチスパイクのＨＣ供給から時間をおかずに再びリッチスパイクのＨＣ供給が行われてＮＯｘ吸蔵触媒３６が過昇温となるという問題が生じることはない。 In the next step S24, the timer TM1 is once reset and then the time counting is started again. Therefore, as long as the operating state of the engine 1 is in the rich spike enabled operation region, the rich spike HC is supplied from the fuel addition valve 48 every predetermined time tr thereafter.
As described above, when the operation state of the engine 1 shifts from the state where the engine 1 is not in the rich spike capable operation region to the rich spike capable operation region, if the predetermined time tr has not elapsed since the last rich spike HC supply, The rich spike HC is not supplied, and the rich spike HC is supplied after a predetermined time tr has elapsed from the previous rich spike HC supply. Therefore, even when the operating state of the engine 1 is not in the rich spike-capable operating region, the rich spike HC supply is performed again without taking any time from the previous rich spike HC supply, and the NOx storage catalyst 36. There will be no problem of overheating.

一方、エンジン１の運転状態がリッチスパイク可能運転領域にない状態からリッチスパイク可能運転領域に移行して最初にステップＳ１４に進んだ時点で、タイマＴＭ１のカウント時間ｔ１が所定時間ｔｒ以上になっている場合には直ちにステップＳ１６に進み、前述のようにステップＳ１６乃至Ｓ２２の処理によってリッチスパイクのＨＣ供給が行われる。このＨＣ供給により、ＮＯｘ吸蔵触媒が昇温されると共に還元雰囲気とされ、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが行われる。   On the other hand, when the operating state of the engine 1 shifts from the state where the operating state of the engine 1 is not in the rich spike enabling operating region to the rich spike enabling operating region and first proceeds to step S14, the count time t1 of the timer TM1 becomes equal to or longer than the predetermined time tr. If YES in step S16, the process immediately proceeds to step S16, and rich spike HC is supplied by the processing in steps S16 to S22 as described above. This HC supply raises the temperature of the NOx storage catalyst and creates a reducing atmosphere, and the S purge of the NOx storage catalyst 36 is performed.

そして、ステップＳ２４ではタイマＴＭ１を一旦リセットした後、再びその時間カウントを開始させ、エンジン１の運転状態がリッチスパイク可能運転状態にある限り、これ以降は所定時間ｔｒごとにリッチスパイクのＨＣ供給が行われることになる。
以上のように、エンジン１の運転状態がリッチスパイク可能運転領域にない状態からリッチスパイク可能運転領域に移行すると、前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から既に所定時間ｔｒが経過している場合、直ちにリッチスパイクのＨＣ供給が行われ、ＮＯｘ吸蔵触媒が昇温されると共に還元雰囲気とされ、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のイオウ被毒が回復していく。従って、ＮＯｘ吸蔵触媒３６を過昇温することなくＳパージを実行可能な場合には、直ちにリッチスパイクのＨＣ供給が行われるので、迅速にＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージを再開することができ、結果的にＳパージに要する時間を短縮して燃料消費量を抑えることができる。 In step S24, after resetting the timer TM1, the time counting is started again, and as long as the operating state of the engine 1 is in a rich spike enabled operating state, the rich spike HC is supplied every predetermined time tr thereafter. Will be done.
As described above, when the operating state of the engine 1 shifts from the state where the engine 1 is not in the rich spike capable operating region to the rich spike capable operating region, if the predetermined time tr has already passed since the previous rich spike HC supply, Rich spike HC is supplied, the temperature of the NOx storage catalyst is raised and the reducing atmosphere is set, and the sulfur poisoning of the NOx storage catalyst 36 is recovered. Accordingly, when the S purge can be executed without excessively raising the temperature of the NOx storage catalyst 36, the rich spike HC is immediately supplied, so that the S purge of the NOx storage catalyst 36 can be resumed quickly, As a result, the time required for the S purge can be shortened and the fuel consumption can be suppressed.

なお、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要となった時点で既にエンジン１の運転状態がアイドル運転や減速運転にあってリッチスパイク可能運転領域にない場合には、ステップＳ４でＳパージが必要であると判定してステップＳ８に進んだ後、ステップＳ３０に進むことになる。そして、ステップＳ３０乃至ステップＳ３６の処理によって、前述のようにしてＮＯｘ吸蔵触媒３６を所定温度Ｔ２前後に昇温するためのＨＣ供給が燃料添加弁４８から行われる。   Note that if the S1 purge of the NOx storage catalyst 36 is required and the engine 1 is already in the idle operation or the deceleration operation and is not in the rich spike possible operation region, the S purge is necessary in step S4. After determining that it is present and proceeding to step S8, the process proceeds to step S30. Then, HC supply for raising the temperature of the NOx storage catalyst 36 to around the predetermined temperature T2 is performed from the fuel addition valve 48 as described above by the processing of step S30 to step S36.

エンジン１の運転状態がリッチスパイク可能運転領域にない状態が継続する限りは、このＨＣ供給が制御周期ごとに繰り返され、ＮＯｘ吸蔵触媒３６は酸化雰囲気を維持しながら所定温度Ｔ２前後に昇温される。
そして、その後にアクセルペダルが踏み込まれて、エンジン１の運転状態がリッチスパイク可能運転領域にない状態からリッチスパイク可能運転領域に移行すると、処理はステップＳ８からステップＳ１０に進むようになる。 As long as the operation state of the engine 1 is not in the rich spike enabled operation region, this HC supply is repeated every control cycle, and the NOx storage catalyst 36 is heated to around the predetermined temperature T2 while maintaining the oxidizing atmosphere. The
After that, when the accelerator pedal is depressed, and the operating state of the engine 1 shifts from a state not in the rich spike capable operating region to a rich spike capable operating region, the process proceeds from step S8 to step S10.

ステップＳ１０では、継続フラグＦｃの値が１であるか否かを判定するが、継続フラグＦｃの値は初期値の０のままであるため、ステップＳ１２に進んで継続フラグＦｃの値を１とした後、ステップＳ１６乃至Ｓ２０の処理によって、リッチスパイクのＨＣ供給が行われる。
そして、次のステップＳ２４でタイマＴＭ１を一旦リセットした後、その時間カウントをスタートさせるので、その後は所定時間ｔｒごとにリッチスパイクのＨＣ供給が燃料添加弁４８から行われることになる。 In step S10, it is determined whether or not the value of the continuation flag Fc is 1. However, since the value of the continuation flag Fc remains the initial value 0, the process proceeds to step S12 and the value of the continuation flag Fc is set to 1. After that, rich spike HC is supplied by the processing of steps S16 to S20.
Then, after the timer TM1 is once reset in the next step S24, the time count is started, and thereafter, the rich spike HC is supplied from the fuel addition valve 48 every predetermined time tr.

このように、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要となった時点でエンジン１の運転状態がリッチスパイク可能運転領域にない場合には、燃料添加弁４８からのリッチスパイクのＨＣ供給が行われず、その代わりにＮＯｘ吸蔵触媒３６を酸化雰囲気のままでＳパージに適した温度より幾分低い温度に昇温するためのＨＣ供給が燃料添加弁４８から行われることになる。   As described above, when the operating state of the engine 1 is not in the rich spike enabled operation region when the S purge of the NOx storage catalyst 36 becomes necessary, the rich spike HC supply from the fuel addition valve 48 is not performed. Instead, HC supply for raising the temperature of the NOx storage catalyst 36 to a temperature somewhat lower than the temperature suitable for the S purge in the oxidizing atmosphere is performed from the fuel addition valve 48.

従って、この場合にもその後にリッチスパイクのＨＣ供給が再開されたときに、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージを迅速に行うことが可能となり、結果的にＳパージに要する時間を短縮して燃料消費量を低減することが可能となる。
そして、この状態からエンジン１の運転状態がリッチスパイク可能運転領域に移行すると、直ちにリッチスパイクのＨＣ供給が行われ、その後は所定時間ｔｒごとにリッチスパイクのＨＣ供給が行われる。従って、迅速にＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージを開始することができ、結果的にＳパージに要する時間を短縮して燃料消費量を抑えることができる。 Accordingly, in this case as well, when the rich spike HC supply is resumed thereafter, the S purge of the NOx storage catalyst 36 can be performed quickly, resulting in a reduction in the time required for the S purge and fuel consumption. The amount can be reduced.
When the operating state of the engine 1 shifts from this state to an operation region where rich spikes are possible, rich spike HC is immediately supplied, and thereafter rich spike HC is supplied every predetermined time tr. Therefore, the S purge of the NOx storage catalyst 36 can be started quickly, and as a result, the time required for the S purge can be shortened and the fuel consumption can be suppressed.

以上のようなＳパージ制御を実行した場合の、排気中へのＨＣ供給状態及びそれに伴う触媒温度の変化の例を図３に示す。
図３は、上からＳパージフラグＦｓの値、アクセル開度センサ５４の検出値ＡＰ、燃料添加弁４８から排気中へのＨＣ供給量、及びＮＯｘ吸蔵触媒３６の触媒温度をそれぞれ時間の経過と共に示している。 FIG. 3 shows an example of the state of the HC supply into the exhaust and the change in the catalyst temperature associated therewith when the above S purge control is executed.
FIG. 3 shows the value of the S purge flag Fs from the top, the detected value AP of the accelerator opening sensor 54, the amount of HC supplied from the fuel addition valve 48 into the exhaust, and the catalyst temperature of the NOx storage catalyst 36 over time. ing.

まず時間ｔａの時点でＮＯｘ吸蔵触媒３６のＳパージが必要になってＳパージフラグの値が０から１に変化したとすると、この時点でアクセルペダルが踏み込まれておりエンジン１はリッチスパイク可能運転領域にあるので、直ちに燃料添加弁４８から排気中にリッチスパイクのＨＣ供給が行われる。このＨＣ供給によりＮＯｘ吸蔵触媒３６の温度が上昇し、Ｓパージが可能な温度Ｔ１を上回るようになるが、このときＮＯｘ吸蔵触媒３６はＨＣが排気中の酸素と反応することにより一時的に還元雰囲気となり、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のイオウ被毒が回復していく。   First, assuming that the S purge of the NOx storage catalyst 36 is required at the time ta and the value of the S purge flag changes from 0 to 1, the accelerator pedal is depressed at this time, and the engine 1 is in a rich spike possible operation region. Therefore, the rich spike HC is immediately supplied from the fuel addition valve 48 into the exhaust gas. With this supply of HC, the temperature of the NOx storage catalyst 36 rises and exceeds the temperature T1 at which S purge is possible. At this time, the NOx storage catalyst 36 is temporarily reduced by the reaction of HC with oxygen in the exhaust gas. The atmosphere becomes atmosphere and the sulfur poisoning of the NOx storage catalyst 36 is restored.

時間ｔａから所定時間ｔｒが経過した時間ｔｂになると、再び燃料添加弁４８からリッチスパイクのＨＣ供給が行われ、ＮＯｘ吸蔵触媒３６の温度はＳパージ可能な所定温度Ｔ１以上に維持されると共に、ＮＯｘ吸蔵触媒３６は再び一時的に還元雰囲気となってイオウ被毒が回復していく。
そして、時間ｔｂから所定時間ｔｒが経過する前にアクセルペダルの踏み込みが解除されて、エンジン１がリッチスパイク可能運転領域から脱すると、時間ｔｂから所定時間ｔｒが経過した時間ｔｃになってもリッチスパイクのＨＣ供給は行われず、代わりにアクセルペダルの踏み込みが解除された時点から、ＮＯｘ吸蔵触媒３６を酸化雰囲気に維持しながら所定温度Ｔ１より幾分低いＴ２に昇温するためのＨＣ供給が燃料添加弁４８から行われる。 At time tb when a predetermined time tr has elapsed from time ta, rich spike HC is supplied from the fuel addition valve 48 again, and the temperature of the NOx storage catalyst 36 is maintained at or above a predetermined temperature T1 at which S purge is possible. The NOx storage catalyst 36 again temporarily becomes a reducing atmosphere, and the sulfur poisoning recovers.
When the accelerator pedal is released before the predetermined time tr elapses from the time tb and the engine 1 is removed from the rich spike enabled operation region, the rich time is reached even when the predetermined time tr elapses from the time tb. Spike HC is not supplied. Instead, the HC supply for raising the temperature to T2 somewhat lower than the predetermined temperature T1 while maintaining the NOx storage catalyst 36 in the oxidizing atmosphere from the time when the depression of the accelerator pedal is released is the fuel. This is done from the addition valve 48.

このような制御が行われることにより、エンジン１がアイドル運転状態或いは減速運転状態にあるときにリッチスパイクのＨＣ供給が行われてＮＯｘ吸蔵触媒３６が過昇温となることが防止されると共に、次にリッチスパイクのＨＣ供給が再開されたときにＮＯｘ吸蔵触媒３６をＳパージが可能な温度Ｔ１に素早く昇温することが可能となる。
その後、時間ｔｄで再びアクセルペダルが踏み込まれ、エンジン１がリッチスパイク可能運転領域にない状態からリッチスパイク可能運転領域に移行すると、この時点で既に前回のリッチスパイクのＨＣ供給を行った時間ｔｂから所定時間ｔｒ以上の時間が経過しているため、直ちにリッチスパイクのＨＣ供給が行われ、ＮＯｘ吸蔵触媒３６が再びＴ１以上の温度に上昇すると共に一時的に還元雰囲気となり、ＮＯｘ吸蔵触媒３６のイオウ被毒が回復していく。 By performing such control, when the engine 1 is in the idle operation state or the deceleration operation state, rich spike HC supply is performed and the NOx storage catalyst 36 is prevented from being overheated, and Next, when the rich spike HC supply is resumed, the NOx storage catalyst 36 can be quickly heated to the temperature T1 at which the S purge can be performed.
After that, when the accelerator pedal is depressed again at time td and the engine 1 shifts from the state not in the rich spike-capable operation region to the rich spike-capable operation region, from the time tb at which the previous rich spike HC was already supplied Since the time equal to or longer than the predetermined time tr has passed, the rich spike HC is immediately supplied, and the NOx storage catalyst 36 rises again to a temperature of T1 or higher and temporarily becomes a reducing atmosphere, so that the sulfur content of the NOx storage catalyst 36 is increased. Poisoning recovers.

時間ｔｄから所定時間ｔｒが経過した時間ｔｅでは、アクセルペダルが依然として踏み込まれた状態であるため、再びリッチスパイクのＨＣ供給が行われる。
そして、時間ｔｅから所定時間ｔｒが経過する前に、アクセルペダルが一時的に踏み込みを解除された後、再び踏み込まれると、アクセルペダルの踏み込みが解除されている間はＮＯｘ吸蔵触媒３６を所定温度Ｔ２とするためのＨＣ供給が行われるが、アクセルペダルが踏み込まれてエンジン１がリッチスパイク可能運転領域にない状態からリッチスパイク可能運転領域に移行した直後にはリッチスパイクのＨＣ供給が行われない。これは、前にリッチスパイクのＨＣ供給を行った時間ｔｅから所定時間ｔｒが経過していないためであり、この場合には時間ｔｅから所定時間ｔｒが経過した時間ｔｆでリッチスパイクのＨＣ供給が行われる。 At the time te when the predetermined time tr has elapsed from the time td, the accelerator pedal is still depressed, so the rich spike HC is supplied again.
When the accelerator pedal is temporarily depressed before the predetermined time tr elapses from the time te and then is depressed again, the NOx storage catalyst 36 is kept at a predetermined temperature while the accelerator pedal is depressed. HC supply for T2 is performed, but the rich spike HC supply is not performed immediately after the accelerator pedal is depressed and the engine 1 is not in the rich spike enabled operation region to shift to the rich spike enabled operation region. . This is because the predetermined time tr has not elapsed since the time te when the rich spike HC was previously supplied. In this case, the rich spike HC is supplied at the time tf when the predetermined time tr has elapsed from the time te. Done.

前回リッチスパイクのＨＣ供給を行ってから所定時間ｔｒが経過する前である場合は、エンジン１がリッチスパイク可能運転領域にない状態からリッチスパイク可能運転領域に移行した直後にリッチスパイクのＨＣ供給を行ってしまうと、前回のリッチスパイクのＨＣ供給から十分な時間が経過する前にリッチスパイクのＨＣ供給が行われてＮＯｘ吸蔵触媒３６が過昇温となってしまうが、本実施形態ではこのような場合に直ちにリッチスパイクのＨＣ供給を行わず、前回のリッチスパイクのＨＣ供給から所定時間ｔｒが経過してからリッチスパイクのＨＣ供給を行うようにすることにより、ＮＯｘ吸蔵触媒３６の過昇温を防止することができる。   If the predetermined time tr has not elapsed since the last rich spike HC supply, the rich spike HC supply is performed immediately after the engine 1 is not in the rich spike enable operation region and then shifts to the rich spike enable operation region. If this is done, the rich spike HC will be supplied before sufficient time has elapsed since the previous rich spike HC supply, and the NOx storage catalyst 36 will be overheated. In this case, the rich spike HC is not supplied immediately, and the rich spike HC is supplied after a predetermined time tr has elapsed from the previous rich spike HC supply, whereby the NOx storage catalyst 36 is overheated. Can be prevented.

以上で本発明の一実施形態に係る排気浄化装置についての説明を終えるが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。
例えば、前記実施形態では、燃料添加弁４８をＨＣ供給手段として排気中にＨＣを供給するようにしたが、これに代えてエンジン１の各気筒への主噴射の後に行うポスト噴射により排気中にＨＣを供給するようにしてもよい。この場合には各気筒に設けられたインジェクタ４がＨＣ供給手段となる。 Although the description of the exhaust emission control device according to one embodiment of the present invention is finished above, the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the above-described embodiment, the fuel addition valve 48 is used as the HC supply means to supply HC into the exhaust gas. Instead of this, the post-injection performed after the main injection to each cylinder of the engine 1 is performed in the exhaust gas. HC may be supplied. In this case, the injector 4 provided in each cylinder serves as the HC supply means.

また、前記実施形態では、エンジン１がリッチスパイク可能運転領域にない場合に、燃料添加弁４８から排気中にＨＣを供給してＮＯｘ吸蔵触媒３６を酸化雰囲気に維持しながら昇温するようにしたが、エンジン１がリッチスパイク可能運転領域にない場合には燃料添加弁４８からのＨＣ供給を行わないようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, when the engine 1 is not in the operation region where the rich spike is possible, the temperature is raised while supplying the HC from the fuel addition valve 48 into the exhaust and maintaining the NOx storage catalyst 36 in the oxidizing atmosphere. However, the HC supply from the fuel addition valve 48 may not be performed when the engine 1 is not in the rich spike enabled operation region.

更に、前記実施形態では、アイドル運転状態や減速運転状態などのようにアクセルペダルが踏み込まれていないときにエンジン１がリッチスパイク可能運転領域にないと判定したが、リッチスパイク可能運転領域の判定方法はこれに限られるものではない。例えば、エンジン１の回転速度やその変化率などでアイドル運転状態や減速運転状態などを判定するようにしてもよいし、エンジン１の回転速度とアクセルペダル踏込量（又は主噴射量）とに基づいて設定したマップによってこれらの運転状態を判定するようにしても良い。また、アイドル運転状態や減速運転状態以外にも、触媒温度センサ４０の検出値などに基づきＮＯｘ吸蔵触媒が過昇温となる可能性がある状態にあるときを、リッチスパイク可能運転領域にないと判定するようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, it is determined that the engine 1 is not in the rich spike-capable operation region when the accelerator pedal is not depressed, such as in an idle operation state or a deceleration operation state. Is not limited to this. For example, the idling operation state or the deceleration operation state may be determined based on the rotation speed of the engine 1 or the rate of change thereof, or based on the rotation speed of the engine 1 and the accelerator pedal depression amount (or main injection amount). These operating states may be determined based on the map set in the above. In addition to the idling operation state and the deceleration operation state, when the NOx occlusion catalyst may be overheated based on the detection value of the catalyst temperature sensor 40 or the like, it is not in the rich spike enabling operation region. You may make it determine.

最後に、前記実施形態ではエンジン１を４気筒のディーゼルエンジンとしたが、エンジン１の気筒数や種類はこれに限られるものではなく、本発明はガソリンエンジンなどにも適用可能である。   Finally, although the engine 1 is a four-cylinder diesel engine in the above embodiment, the number and types of cylinders of the engine 1 are not limited to this, and the present invention can also be applied to a gasoline engine or the like.

本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an exhaust emission control device according to an embodiment of the present invention. 図１の排気浄化装置で行われるＳパージ制御のフローチャートである。2 is a flowchart of S purge control performed by the exhaust gas purification apparatus of FIG. 1. 図２のＳパージ制御によるＨＣ供給状態と触媒温度の変化を示すタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart showing changes in HC supply state and catalyst temperature by S purge control of FIG. 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ エンジン
２０ 排気管（排気通路）
３６ ＮＯｘ吸蔵触媒
４８ 燃料添加弁（ＨＣ供給手段）
５０ ＥＣＵ（制御手段）
1 Engine 20 Exhaust pipe (exhaust passage)
36 NOx storage catalyst 48 Fuel addition valve (HC supply means)
50 ECU (control means)

Claims (2)

エンジンの排気通路に設けられ、酸化雰囲気のときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、還元雰囲気のときに吸蔵していた前記ＮＯｘを放出して還元するＮＯｘ吸蔵触媒と、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気中にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、
前記エンジンが予め設定されたリッチスパイク可能運転領域にあるときに前記ＨＣ供給手段からリッチスパイクのＨＣ供給を行って前記ＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージを行う一方、前記エンジンが前記リッチスパイク可能運転領域にないときには前記リッチスパイクのＨＣ供給を禁止する制御手段とを備えた排気浄化装置において、
前記制御手段は、前記エンジンの運転状態が前記リッチスパイク可能運転領域にない状態から前記リッチスパイク可能運転領域に移行した場合には、前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から所定時間以上経過していれば前記リッチスパイク可能運転領域に移行後直ちに前記リッチスパイクのＨＣ供給を行う一方、前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から前記所定時間が経過していなければ前回行ったリッチスパイクのＨＣ供給から前記所定時間経過後に前記リッチスパイクのＨＣ供給を行うことを特徴とする排気浄化装置。 A NOx occlusion catalyst that is provided in the exhaust passage of the engine and occludes NOx in the exhaust in an oxidizing atmosphere and releases and reduces the NOx occluded in a reducing atmosphere;
HC supply means for supplying HC into the exhaust gas flowing into the NOx storage catalyst;
When the engine is in a preset rich spike enabled operation region, the rich spike HC is supplied from the HC supply means to perform S purge of the NOx storage catalyst, while the engine is in the rich spike enabled operation region. In an exhaust emission control device comprising a control means for prohibiting the supply of rich spike HC when not,
When the engine operating state shifts from a state where the engine is not in the rich spike-capable operation region to the rich spike-capable operation region, a predetermined time or more has elapsed since the last rich spike HC supply. If the rich spike HC supply is performed immediately after the transition to the rich spike enabled operation region, and if the predetermined time has not elapsed since the previous rich spike HC supply, the rich spike HC supply is performed from the previous rich spike HC supply. An exhaust emission control device, wherein the rich spike HC is supplied after a lapse of time. 前記制御手段は、前記ＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージが必要であるときに、前記エンジンの運転状態が前記リッチスパイク可能運転領域にない場合には、前記ＮＯｘ吸蔵触媒を酸化雰囲気のまま昇温可能な量のＨＣを前記ＨＣ供給手段から排気中に供給することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。   The control means can raise the temperature of the NOx occlusion catalyst in an oxidizing atmosphere when the Sx purge of the NOx occlusion catalyst is necessary and the engine operating state is not in the rich spike enabled operation region. The exhaust emission control device according to claim 1, wherein an amount of HC is supplied into the exhaust gas from the HC supply means.
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