JP2010106813A

JP2010106813A - Exhaust emission control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2010106813A
Application number: JP2008282133A
Authority: JP
Inventors: Mikio Inoue; 三樹男井上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-05-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine suppressing thermal degradation caused during the period of the sulfur poisoning recovery process of a NOx storage catalyst. <P>SOLUTION: This exhaust emission control device for the internal combustion engine includes the NOx storage catalyst, and performs the sulfur poisoning recovery process when the amount of SOx stored in the NOx storage catalyst exceeds a predetermined acceptable amount. The device includes a selection means calculating the degree of the thermal degradation of the NOx storage catalyst from regeneration temperature and regeneration time set by the regeneration temperature and selecting the regeneration temperature and regeneration time with the degree of the thermal degradation minimized, when the sulfur poisoning recovery process is to be performed. The sulfur poisoning recovery process is performed by the selected regeneration temperature and regeneration time. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

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

ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関は、機関本体で燃料が燃焼され、汚染物を含む排気ガスが排出される。排気ガスの汚染物には、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃炭化水素（ＨＣ）またはパティキュレート（ＰＭ）のほかに、窒素酸化物（ＮＯ_Ｘ）が含まれる。窒素酸化物を除去する方法の一つとして、機関排気通路にＮＯ_Ｘ吸蔵触媒が配置されることが提案されている。 In an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine, fuel is burned in the engine body, and exhaust gas containing pollutants is discharged. The contaminants in the exhaust gas, carbon monoxide (CO), in addition to unburned hydrocarbons (HC) or particulate (PM), contained nitrogen oxides (NO _X) is. One method of removing nitrogen oxides, NO _X storage catalyst has been proposed to be located in the engine exhaust passage.

ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒は、排気ガスの空燃比が理論空燃比より大きな時、すなわち、排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯ_Ｘを吸蔵する。これに対して、排気ガス中の空燃比が理論空燃比より小さい時、すなわち排気ガスの空燃比がリッチのとき、または理論空燃比のときには、吸蔵されたＮＯ_Ｘを放出すると共に排気ガスに含まれる還元剤によりＮＯ_Ｘが還元浄化される。ディーゼルエンジン等は、通常運転時には排気ガスの空燃比がリーンであり、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒が排気ガス中のＮＯ_Ｘを吸蔵する。ＮＯ_Ｘの吸蔵を続けた後に、所定の時期に排気ガスの空燃比をリッチまたは理論空燃比にすることにより、ＮＯ_Ｘを還元浄化することができる。 _The NO _X storage catalyst, the air-fuel ratio of the exhaust gas is when greater than the stoichiometric air-fuel ratio, i.e., the air-fuel ratio of the exhaust gas is occluded NO _X when the lean. In contrast, when the air-fuel ratio in the exhaust gas is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich or the stoichiometric air-fuel ratio, the stored NO _X is released and included in the exhaust gas. NO _X is reduced and purified by the reducing agent. Diesel engines, etc., during normal operation air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, NO _X storage catalyst occludes NO _X in the exhaust gas. After continuing NO _X occlusion, NO _X can be reduced and purified by making the air-fuel ratio of the exhaust gas rich or stoichiometric at a predetermined time.

内燃機関の排気ガスには、硫黄酸化物（ＳＯ_Ｘ）が含まれる場合がある。この場合に、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒は、ＮＯ_Ｘの吸蔵と同時にＳＯ_Ｘも吸蔵する。ＳＯ_Ｘが吸蔵されると、ＮＯ_Ｘの吸蔵可能量が低下する。このように、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒には、いわゆる硫黄被毒が生じる。この硫黄被毒を解消するために、ＳＯ_Ｘを放出する硫黄被毒回復処理が行なわれる。ＳＯ_Ｘは、ＮＯ_Ｘに比べて安定な状態でＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵される。このため、硫黄被毒回復処理においては、例えば６００℃以上に昇温した上で、空燃比がリッチな排気ガス又は理論空燃比の排気ガスを供給することによりＳＯ_Ｘを放出する。 The exhaust gas of the internal combustion engine may contain sulfur oxide (SO _x ). In this case, the NO _X storage catalyst stores SO _X simultaneously with NO _X storage. When SO _X is occluded, the amount of NO _X that can be occluded decreases. Thus, so-called sulfur poisoning occurs in the NO _X storage catalyst. To overcome this sulfur poisoning, sulfur poisoning recovery process for releasing SO _X is performed. SO _X is occluded in the NO _X storage catalyst in a stable state as compared to the NO _X. For this reason, in the sulfur poisoning recovery process, for example, after raising the temperature to 600 ° C. or higher, SO _X is released by supplying exhaust gas having a rich air-fuel ratio or exhaust gas having a stoichiometric air-fuel ratio.

特開２００５−１１３７６２号公報においては、空燃比リッチ化中のＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の劣化度合を判定する劣化度合判定手段と、判定された劣化度合が所定値以上のときにＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸着された硫黄を離脱すべくＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の温度を上昇させる硫黄離脱手段と、硫黄離脱手段の作動後にＮＯ_Ｘ吸蔵能力の復元度合を判定する復元度合判定手段と、判定された復元度合が所定値以下になったときに、硫黄離脱手段の所定値を目標吸蔵量が低下する方向に補正する所定値補正手段と備える排気浄化装置が開示されている。この装置においては、硫黄離脱手段作動後のＮＯ_Ｘ吸蔵能力の復元度合に応じて、硫黄離脱手段の作動開始タイミングが早められ、熱劣化に伴う排気浄化性能の低下を抑制することが開示されている。 Patent In 2005-113762 discloses and determining the deterioration degree determination means the degree of deterioration of the NO _X storage catalyst in enriching the air-fuel ratio, the determined degree of degradation adsorbed in the NO _X storage catalyst when the predetermined value or more Sulfur desorption means for raising the temperature of the NO _X storage catalyst to desorb the generated sulfur, restoration degree determination means for determining the degree of restoration of the NO _X storage capacity after the operation of the sulfur removal means, and the degree of restoration determined is predetermined An exhaust emission control device is disclosed that includes predetermined value correction means for correcting a predetermined value of the sulfur removal means in a direction in which the target storage amount decreases when the value becomes equal to or less than the value. In this apparatus, it is disclosed that the operation start timing of the sulfur desorbing means is advanced in accordance with the degree of restoration of the NO _x storage capacity after the operation of the sulfur desorbing means, and the deterioration of the exhaust purification performance due to thermal deterioration is suppressed. Yes.

特開２００５−１１３７６２号公報JP 2005-113762 A

ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒は、継続的に使用することにより、排気ガスに曝されて熱劣化が生じる。熱劣化が生じるとＮＯ_Ｘの吸蔵可能量が減少するため、使用に伴って徐々にＮＯ_Ｘ吸蔵可能量が減少する。この熱劣化は、周りの温度が高いほど進行が速いという特性を有する。ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯ_Ｘを放出するための硫黄被毒回復処理を行なうときには、昇温された状態が、例えば数十分程度という長い時間維持される。このため、熱劣化は、硫黄被毒回復処理のときには比較的速く進行する。 _The NO _X storage catalyst, by continuous use, thermal degradation occurs when exposed to the exhaust gas. When thermal degradation occurs, the NO _X storable amount decreases, and the NO _X storable amount gradually decreases with use. This thermal deterioration has a characteristic that the higher the ambient temperature, the faster the progress. When performing the sulfur poisoning recovery process for releasing SO _X stored in the NO _X storage catalyst, the elevated temperature is maintained for a long time, for example, about several tens of minutes. For this reason, thermal degradation proceeds relatively quickly during the sulfur poisoning recovery process.

従来の技術においては、熱劣化の程度に関わらずＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の再生温度および再生時間を予め設定して、この再生時間の間、再生温度を維持しながら硫黄被毒回復処理を行っていた。このため、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒が必要以上に高温の雰囲気にさらされ、熱劣化が過剰に進行している可能性があるという問題があった。 In the conventional technique, the regeneration temperature and regeneration time of the NO _X storage catalyst are set in advance regardless of the degree of thermal deterioration, and the sulfur poisoning recovery process is performed while maintaining the regeneration temperature during this regeneration time. . For this reason, there has been a problem that the NO _X storage catalyst is exposed to an atmosphere that is unnecessarily high in temperature and thermal deterioration may proceed excessively.

また、ＮＯ_Ｘの吸蔵可能量の低下に伴ってＳＯ_Ｘの吸蔵可能量も減少する。ここで、ＳＯ_Ｘ吸蔵量が少ないときに硫黄被毒回復処理を開始するとＳＯ_Ｘの放出速度が遅く、硫黄被毒回復処理を行なう時間が長くなる。熱劣化が進行するに伴って、少ないＳＯ_Ｘ吸蔵量で硫黄被毒回復処理を開始する必要が生じる。ところが、ＳＯ_Ｘ吸蔵量が少ない状態で硫黄被毒回復処理を開始するために、硫黄被毒回復処理を行なう時間が長くなり、熱劣化がさらに進行するという悪循環を招いていた。 Further, as the NO _X storable amount decreases, the SO _X storable amount also decreases. Here, when the sulfur poisoning recovery process is started when the SO _X storage amount is small, the release rate of SO _X is slow, and the time for performing the sulfur poisoning recovery process becomes longer. As the thermal deterioration progresses, it is necessary to start the sulfur poisoning recovery process with a small SO _X storage amount. However, in order to start the sulfur poisoning recovery process in a state where the SO _X storage amount is small, it takes a long time to perform the sulfur poisoning recovery process, resulting in a vicious circle in which the thermal deterioration further proceeds.

上記の特開２００５−１１３７６２号公報においては、熱劣化の程度に応じて、硫黄被毒回復処理を開始する時期を変化させているものの、硫黄被毒回復処理を行なっているときの熱劣化の進行については考慮されておらず、高温の状態になる硫黄被毒回復処理の期間に生じる熱劣化を適切に抑制することができないという問題があった。 In the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-113762, although the timing of starting the sulfur poisoning recovery process is changed according to the degree of the thermal deterioration, the thermal deterioration during the sulfur poisoning recovery process is performed. There is a problem that the progress is not taken into account, and the thermal deterioration that occurs during the sulfur poisoning recovery process that becomes a high temperature state cannot be appropriately suppressed.

本発明は、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒を備え、硫黄被毒回復処理の期間に生じる熱劣化を抑制することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that includes an NO _X storage catalyst and can suppress thermal degradation that occurs during the period of sulfur poisoning recovery processing.

本発明の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の機関排気通路内に流入する排気ガスの空燃比がリーンの時には排気ガス中に含まれるＮＯ_Ｘを吸蔵し流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸蔵したＮＯ_Ｘを放出するＮＯ_Ｘ吸蔵触媒を配置し、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯ_Ｘ量が予め定められた許容量を超えたときに、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の温度をＳＯ_Ｘ放出可能な温度まで上昇させると共に、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチにして硫黄被毒回復処理を行なうようにした内燃機関の排気浄化装置において、硫黄被毒回復処理をすべき時に、再生温度と再生温度により定まる再生時間とからＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の熱劣化量を算出して、熱劣化量が最小になる再生温度および再生時間を選定する選定手段を備え、選定手段により選定された再生温度と再生時間により硫黄被毒回復処理を行なうことを特徴とする。この構成により、硫黄被毒回復処理の期間に生じる熱劣化を抑制することができる。 An exhaust purification system of an internal combustion engine of the present invention, the air-fuel ratio is the theoretical exhaust gas air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the exhaust passage of the internal combustion engine at the time of lean of occluding NO _X contained in the exhaust gas inflow It becomes the air-fuel ratio or rich is arranged to the NO _X storing catalyst to release the occluded NO _X, when the SO _X amount occluded exceeds the allowable amount predetermined in the NO _X storage catalyst, of the NO _X storage catalyst In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, the temperature is raised to a temperature at which SO _X can be released, and the exhaust gas flowing into the NO _X storage catalyst is made to have a stoichiometric air-fuel ratio or rich to perform sulfur poisoning recovery processing. , the time to the sulfur poisoning recovery process, from the reproduction time determined by the regeneration temperature and the regeneration temperature to calculate the thermal degradation of _the NO _X storage catalyst, the regeneration temperature and regeneration time thermal degradation amount is minimized Comprising a selecting means for constant, and performs sulfur poisoning recovery process by the selection reproduction temperature and playback time by selecting means. With this configuration, it is possible to suppress thermal degradation that occurs during the sulfur poisoning recovery process.

上記発明において、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯ_Ｘ吸蔵量を検知するＳＯ_Ｘ吸蔵量検知手段と、硫黄被毒回復処理を開始するまでのＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の熱劣化量を算出して、熱劣化量に基づいて硫黄被毒回復処理の開始時期を設定する再生時期設定手段と、硫黄被毒回復処理を開始するときのＳＯ_Ｘ吸蔵量と再生温度から再生時間を算出する再生時間算出手段とを備えることができる。 In the above invention, by calculating the SO _X storage amount detecting means for detecting the SO _X storage amount stored in the NO _X storage catalyst, the thermal deterioration of the NO _X storing catalyst to the start of sulfur poisoning recovery process, Regeneration time setting means for setting the start time of the sulfur poisoning recovery process based on the heat deterioration amount, and a regeneration time calculation means for calculating the regeneration time from the SO _X storage amount and the regeneration temperature when starting the sulfur poisoning recovery process Can be provided.

上記発明において、選定手段は、複数の再生温度に対して各々の熱劣化量を算出して、熱劣化量が最小になる再生温度を選定することができる。この構成により、簡易な制御で熱劣化を抑制することができる。 In the above invention, the selecting means can calculate the respective heat deterioration amounts for a plurality of regeneration temperatures and select the regeneration temperature at which the heat deterioration amount is minimized. With this configuration, thermal degradation can be suppressed with simple control.

上記発明においては、選定手段は、再生時間および再生温度に依存する熱劣化の速度により熱劣化量を算出する実験式を有し、実験式により熱劣化量が最も小さくなる再生温度を選定することができる。この構成により、連続的な温度に関して熱劣化量の比較を行なうことができ、熱劣化量がより小さくなる温度を選定することができる。 In the above invention, the selection means has an empirical formula for calculating the amount of thermal degradation based on the rate of thermal degradation depending on the regeneration time and the regeneration temperature, and selects the regeneration temperature at which the amount of thermal degradation is minimized by the empirical formula. Can do. With this configuration, the amount of heat deterioration can be compared with respect to continuous temperatures, and a temperature at which the amount of heat deterioration becomes smaller can be selected.

上記発明においては、選定手段は、再生時間の上限時間を有し、上限時間内で熱劣化量が最も小さくなる再生温度を選定することが好ましい。この構成により、硫黄被毒回復処理を所望の時間内に終了させることができる。 In the said invention, it is preferable that a selection means selects the reproduction | regeneration temperature which has the upper limit time of reproduction | regeneration time and becomes the smallest amount of thermal degradation within the upper limit time. With this configuration, the sulfur poisoning recovery process can be completed within a desired time.

上記発明においては、再生時期設定手段は、排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘの吸蔵を行なうために要求されるＳＯ_Ｘ吸蔵量の範囲のうち、ＳＯ_Ｘ吸蔵量が最大になる時期を硫黄被毒回復処理の開始時期に設定することが好ましい。この構成により、ＳＯ_Ｘ放出速度を速くすることができ、短時間で硫黄被毒回復処理を行なうことができる。 In the above-described invention, the regeneration timing setting means recovers the sulfur poisoning time when the SO _X occlusion amount is maximum in the range of the SO _X occlusion amount required to occlude NO _X contained in the exhaust gas. It is preferable to set the start time of processing. With this configuration, the SO _X release rate can be increased, and the sulfur poisoning recovery process can be performed in a short time.

本発明によれば、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒を備え、硫黄被毒回復処理の期間に生じる熱劣化を抑制することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。 According to the present invention, it includes a _the NO _X storage catalyst, it is possible to provide an exhaust purification system of an internal combustion engine which can suppress the thermal degradation caused in the period of the sulfur poisoning recovery process.

図１から図１５を参照して、実施の形態における内燃機関の排気浄化装置について説明する。 With reference to FIGS. 1 to 15, an exhaust emission control device for an internal combustion engine in an embodiment will be described.

図１に、本実施の形態における圧縮着火式の内燃機関の全体図を示す。本実施の形態においては、ディーゼルエンジンを例に取り上げて説明する。内燃機関は、機関本体１を備える。機関本体１は、各気筒の燃焼室２と、各燃焼室２内に夫々燃料を噴射するための電子制御式の燃料噴射弁３と、吸気マニホールド４と、排気マニホールド５とを含む。 FIG. 1 shows an overall view of a compression ignition type internal combustion engine in the present embodiment. In the present embodiment, a diesel engine will be described as an example. The internal combustion engine includes an engine body 1. The engine body 1 includes a combustion chamber 2 for each cylinder, an electronically controlled fuel injection valve 3 for injecting fuel into each combustion chamber 2, an intake manifold 4, and an exhaust manifold 5.

吸気マニホールド４は、吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結されている。コンプレッサ７ａの入口は、吸入空気量検出器８を介してエアクリーナ９に連結されている。吸気ダクト６内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁１０が配置されている。更に、吸気ダクト６の周りには吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１１が配置されている。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１１内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。 The intake manifold 4 is connected to the outlet of the compressor 7 a of the exhaust turbocharger 7 via the intake duct 6. An inlet of the compressor 7 a is connected to an air cleaner 9 via an intake air amount detector 8. A throttle valve 10 driven by a step motor is disposed in the intake duct 6. Further, a cooling device 11 for cooling the intake air flowing through the intake duct 6 is disposed around the intake duct 6. In the embodiment shown in FIG. 1, the engine cooling water is guided into the cooling device 11, and the intake air is cooled by the engine cooling water.

一方、排気マニホールド５は、排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｂの入口に連結されている。排気タービン７ｂの出口は、排気管１２を介してＮＯ_Ｘ吸蔵触媒１７に連結されている。ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒１７の下流の機関排気通路内には排気ガス中のパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタ１６が配置されている。また、図１に示される実施例では、パティキュレートフィルタ１６の下流の機関排気通路内に、酸化触媒１３が配置されている。 On the other hand, the exhaust manifold 5 is connected to the inlet of the exhaust turbine 7 b of the exhaust turbocharger 7. The outlet of the exhaust turbine 7 b is connected to the NO _X storage catalyst 17 through the exhaust pipe 12. A particulate filter 16 for collecting particulates in the exhaust gas is disposed in the engine exhaust passage downstream of the NO _X storage catalyst 17. In the embodiment shown in FIG. 1, the oxidation catalyst 13 is disposed in the engine exhaust passage downstream of the particulate filter 16.

排気マニホールド５と吸気マニホールド４との間には、排気ガス再循環（ＥＧＲ）を行うためにＥＧＲ通路１８が配置されている。ＥＧＲ通路１８内には電子制御式のＥＧＲ制御弁１９が配置されている。また、ＥＧＲ通路１８の周りにはＥＧＲ通路１８内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２０が配置されている。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置２０に導かれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。 An EGR passage 18 is arranged between the exhaust manifold 5 and the intake manifold 4 for exhaust gas recirculation (EGR). An electronically controlled EGR control valve 19 is disposed in the EGR passage 18. A cooling device 20 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 18 is disposed around the EGR passage 18. In the embodiment shown in FIG. 1, the engine cooling water is guided to the cooling device 20, and the EGR gas is cooled by the engine cooling water.

それぞれの燃料噴射弁３は、燃料供給管２１を介してコモンレール２２に連結されている。このコモンレール２２は、電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２３を介して燃料タンク２４に連結されている。燃料タンク２４に貯蔵されている燃料は、燃料ポンプ２３によってコモンレール２２内に供給される。コモンレール２２に供給された燃料は、それぞれの燃料供給管２１を介して燃料噴射弁３に供給される。 Each fuel injection valve 3 is connected to a common rail 22 via a fuel supply pipe 21. The common rail 22 is connected to a fuel tank 24 via an electronically controlled fuel pump 23 having a variable discharge amount. The fuel stored in the fuel tank 24 is supplied into the common rail 22 by the fuel pump 23. The fuel supplied to the common rail 22 is supplied to the fuel injection valve 3 through each fuel supply pipe 21.

電子制御ユニット３０は、デジタルコンピュータからなる。本実施の形態における内燃機関の制御装置は、電子制御ユニット３０を含む。電子制御ユニット３０は、双方性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を備える。ＲＯＭ３２は、読み込み専用の記憶装置であり、制御を行なうための必要なマップ等の情報が予め記憶されている。ＣＰＵ３４は、任意の演算や判断を行なうことができる。ＲＡＭ３３は、読み書きが可能な記憶装置であり、運転履歴などの情報を保存したり、演算結果を一時的に保存したりすることができる。 The electronic control unit 30 is composed of a digital computer. The control device for the internal combustion engine in the present embodiment includes an electronic control unit 30. The electronic control unit 30 includes a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, a CPU (Microprocessor) 34, an input port 35, and an output port 36 connected to each other by a bidirectional bus 31. The ROM 32 is a read-only storage device and stores information such as a map necessary for control in advance. The CPU 34 can perform arbitrary calculations and determinations. The RAM 33 is a readable / writable storage device, and can store information such as an operation history or temporarily store a calculation result.

ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒１７の下流には、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒１７の温度を検出するための温度センサ２６が配置されている。酸化触媒１３の下流には、酸化触媒１３又はパティキュレートフィルタ１６の温度を検出するための温度センサ２７が配置されている。これら温度センサ２６，２７の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。 Downstream of the NO _X storage catalyst 17, a temperature sensor 26 for detecting the temperature of the NO _X storage catalyst 17 is arranged. A temperature sensor 27 for detecting the temperature of the oxidation catalyst 13 or the particulate filter 16 is disposed downstream of the oxidation catalyst 13. The output signals of these temperature sensors 26 and 27 are input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37.

また、パティキュレートフィルタ１６には、パティキュレートフィルタ１６の前後差圧を検出するための差圧センサ２８が取付けられている。この差圧センサ２８および吸入空気量検出器８の出力信号は、夫々対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。 The particulate filter 16 is provided with a differential pressure sensor 28 for detecting the differential pressure across the particulate filter 16. Output signals of the differential pressure sensor 28 and the intake air amount detector 8 are input to the input port 35 via the corresponding AD converters 37.

ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒１７の上流の機関排気通路内には、機関排気通路内に還元剤を添加するための燃料添加弁１５が配置されている。本実施の形態における燃料添加弁１５は、排気管１２の内部に向かって燃料を噴射するように形成されている。本実施の形態においては、機関本体１の燃料と同じ燃料を噴射するように形成されているが、この形態に限られず、機関本体１の燃料とは異なる還元剤が用いられていても構わない。 A fuel addition valve 15 for adding a reducing agent to the engine exhaust passage is disposed in the engine exhaust passage upstream of the NO _X storage catalyst 17. The fuel addition valve 15 in the present embodiment is formed so as to inject fuel toward the inside of the exhaust pipe 12. In the present embodiment, it is formed so as to inject the same fuel as the fuel of the engine body 1, but the present invention is not limited to this, and a reducing agent different from the fuel of the engine body 1 may be used. .

アクセルペダル４０には、アクセルペダル４０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１が接続されている。負荷センサ４１の出力電圧は、対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４２が接続されている。一方、出力ポート３６は、対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁１０の駆動用ステップモータ、ＥＧＲ制御弁１９および燃料ポンプ２３に接続されている。さらに、出力ポート３６は、対応する駆動回路３８を介して燃料添加弁１５に接続されている。本実施の形態における燃料添加弁１５は、電子制御ユニット３０により制御されている。 Connected to the accelerator pedal 40 is a load sensor 41 that generates an output voltage proportional to the depression amount L of the accelerator pedal 40. The output voltage of the load sensor 41 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. Further, the input port 35 is connected to a crank angle sensor 42 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates, for example, 15 °. On the other hand, the output port 36 is connected to the fuel injection valve 3, the step motor for driving the throttle valve 10, the EGR control valve 19, and the fuel pump 23 through corresponding drive circuits 38. Further, the output port 36 is connected to the fuel addition valve 15 via a corresponding drive circuit 38. The fuel addition valve 15 in the present embodiment is controlled by the electronic control unit 30.

酸化触媒１３は、排気浄化を行うための酸化能力を有する触媒である。酸化触媒１３は、例えば、円筒形状のケース本体の内部に排気ガスの流れ方向に伸びる隔壁を有する基体を備える。基体は、例えばハニカム構造に形成されている。基体の表面には、例えば多孔質酸化物粉末よりなるコート層が形成され、このコート層に白金Ｐｔ等の貴金属触媒が担持されている。排気ガスに含まれるＣＯまたはＨＣは、酸化触媒１３で酸化されて水や二酸化炭素等の無害な物質に変換される。 The oxidation catalyst 13 is a catalyst having oxidation ability for purifying exhaust gas. The oxidation catalyst 13 includes, for example, a base body having a partition wall extending in the exhaust gas flow direction inside a cylindrical case body. The substrate is formed in a honeycomb structure, for example. A coating layer made of, for example, porous oxide powder is formed on the surface of the substrate, and a noble metal catalyst such as platinum Pt is supported on the coating layer. CO or HC contained in the exhaust gas is oxidized by the oxidation catalyst 13 and converted into harmless substances such as water and carbon dioxide.

パティキュレートフィルタ１６は、排気ガス中に含まれる炭素微粒子、サルフェート等のイオン系微粒子等の粒子状物質（パティキュレート）を除去するフィルタである。パティキュレートフィルタは、例えば、ハニカム構造を有し、ガスの流れ方向に伸びる複数の流路を有する。複数の流路において、下流端が封止された流路と上流端が封止された流路とが交互に形成されている。流路の隔壁は、コージライトのような多孔質材料で形成されている。この隔壁を排気ガスが通過するときにパティキュレートが捕捉される。 The particulate filter 16 is a filter that removes particulate matter (particulates) such as carbon particulates and ionic particulates such as sulfate contained in the exhaust gas. The particulate filter has, for example, a honeycomb structure and has a plurality of flow paths extending in the gas flow direction. In the plurality of channels, the channels whose downstream ends are sealed and the channels whose upstream ends are sealed are alternately formed. The partition walls of the flow path are formed of a porous material such as cordierite. Particulates are captured when the exhaust gas passes through the partition walls.

粒子状物質は、パティキュレートフィルタ１６上に捕集されて酸化される。パティキュレートフィルタ１６に次第に堆積する粒子状物質は、空気過剰の雰囲気中で温度を例えば６００℃程度まで上昇することにより酸化されて除去される。 Particulate matter is collected on the particulate filter 16 and oxidized. The particulate matter gradually deposited on the particulate filter 16 is oxidized and removed by raising the temperature to, for example, about 600 ° C. in an atmosphere containing excess air.

図１に示す装置例においては、差圧センサ２８により検出されたパティキュレートフィルタ１６の前後差圧ΔＰが許容値ＰＸを越えたときに、パティキュレートフィルタ１６に堆積した粒子状物質の量が許容量を越えたと判断される。粒子状物質の量が許容量を越えたときには、排気ガスの空燃比がリーンのもとでパティキュレートフィルタ１６の温度を上昇させ、それによって堆積した粒子状物質を酸化除去する。 In the example of the apparatus shown in FIG. 1, when the differential pressure ΔP before and after the particulate filter 16 detected by the differential pressure sensor 28 exceeds the allowable value PX, the amount of particulate matter deposited on the particulate filter 16 is allowed. It is judged that the capacity has been exceeded. When the amount of the particulate matter exceeds the allowable amount, the temperature of the particulate filter 16 is raised under the lean air-fuel ratio of the exhaust gas, thereby oxidizing and removing the deposited particulate matter.

図２に、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の概略断面図を示す。ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒１７は、基体上に例えばアルミナからなる触媒担体４５が担持されている。触媒担体４５の表面上には貴金属触媒４６が分散して担持されている。触媒担体４５の表面上にはＮＯ_Ｘ吸収剤４７の層が形成されている。貴金属触媒４６としては、例えば白金Ｐｔが用いられる。ＮＯ_Ｘ吸収剤４７を構成する成分としては、例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つが用いられている。 FIG. 2 is a schematic sectional view of the NO _X storage catalyst. The NO _X storage catalyst 17 has a catalyst carrier 45 made of alumina, for example, supported on a substrate. A noble metal catalyst 46 is dispersed and supported on the surface of the catalyst carrier 45. A layer of NO _X absorbent 47 is formed on the surface of the catalyst carrier 45. As the noble metal catalyst 46, for example, platinum Pt is used. The components constituting the NO _X absorbent 47 are selected from, for example, alkali metals such as potassium K, sodium Na and cesium Cs, alkaline earth such as barium Ba and calcium Ca, and rare earths such as lanthanum La and yttrium Y. At least one of these is used.

機関吸気通路、燃焼室、またはＮＯ_Ｘ吸蔵触媒より上流の機関排気通路に供給された空気および燃料（炭化水素）の比を排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）と称すると、排気ガスの空燃比がリーンのとき（理論空燃比より大きなとき）には、排気ガス中に含まれるＮＯが貴金属触媒４６上において酸化されてＮＯ_２になる。ＮＯ_２は、硝酸イオンＮＯ_３ ⁻の形でＮＯ_Ｘ吸収剤４７内に吸蔵される。 Engine intake passage, combustion chamber, or NO _X when the ratio of the storage catalyst from being supplied to the upstream of the engine exhaust passage air and fuel (hydrocarbons) is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas (A / F), empty the exhaust gas ratio is in the case of lean (greater time than the stoichiometric air-fuel ratio), NO contained in the exhaust gas is oxidized becomes NO ₂ on the precious metal catalyst 46. NO ₂ is nitrate ions NO ₃ ^- are occluded in the NO _X absorbent 47 in the form of.

これに対して、排気ガスの空燃比がリッチのとき（理論空燃比より小さなとき）或いは理論空燃比になると、排気ガス中の酸素濃度が低下するために反応が逆方向（ＮＯ_３ ⁻→ＮＯ_２）に進む。ＮＯ_Ｘ吸収剤４７内の硝酸イオンＮＯ_３ ⁻がＮＯ_２の形でＮＯ_Ｘ吸収剤４７から放出される。放出されたＮＯ_Ｘは、排気ガスに含まれる未燃ＨＣ、ＣＯによってＮ_２に還元される。 On the other hand, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich (smaller than the stoichiometric air-fuel ratio) or becomes the stoichiometric air-fuel ratio, the oxygen concentration in the exhaust gas decreases and the reaction proceeds in the reverse direction (NO ₃ ⁻ → NO Go to ₂ ). _The NO _X absorbent in the 47 nitrate ions NO ₃ ^- are released from _the NO _X absorbent 47 in the form of NO _2. The released NO _X is reduced to N ₂ by unburned HC and CO contained in the exhaust gas.

本実施の形態における運転例では、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に蓄えられるＮＯ_Ｘ吸蔵量を検知する。たとえば、機関回転数Ｎと要求トルクＴＱとを関数にする単位時間あたりのＮＯ_Ｘの蓄積量のマップを電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２に内蔵しておく。運転状態に応じて算出される単位時間あたりのＮＯ_Ｘの蓄積量を積算することにより、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されているＮＯ_Ｘ吸蔵量を検知することができる。ＮＯ_Ｘ吸収剤４７の吸収能力が飽和する前に燃料添加弁１５から燃料を添加して排気ガスの空燃比をリッチにする。排気ガスの空燃比を一時的にリッチにすることにより、ＮＯ_Ｘ吸収剤４７からＮＯ_Ｘを放出させると共に還元することができる。 In the operating example of the present embodiment, to detect the _the NO _X storage amount stored in _the NO _X storage catalyst. For example, a map of the accumulated amount of NO _X per unit time that has the engine speed N and the required torque TQ as functions is built in the ROM 32 of the electronic control unit 30. By integrating the storage amount of the NO _X per unit is calculated time in accordance with the operating conditions, it is possible to detect _the NO _X storage amount stored in the NO _X storage catalyst. Before the absorption capacity of the NO _X absorbent 47 is saturated, fuel is added from the fuel addition valve 15 to enrich the air-fuel ratio of the exhaust gas. By temporarily make the air can be reduced along with the release of NO _X from _the NO _X absorbent 47.

図３に、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の他の概略断面図を示す。排気ガス中にはＳＯ_Ｘ、即ちＳＯ_２が含まれている。このＳＯ_２は、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒１７に流入すると、貴金属触媒４６において酸化されてＳＯ_３となる。このＳＯ_３はＮＯ_Ｘ吸収剤４７に吸収されて、例えば炭酸バリウムＢａＣＯ_３と結合しながら、硫酸イオンＳＯ_４ ^２−の形でＮＯ_Ｘ吸収剤４７内に拡散して、硫酸塩ＢａＳＯ_４を生成する。ＮＯ_Ｘ吸収剤４７は、強い塩基性を有するために硫酸塩ＢａＳＯ_４は安定していて分解しづらく、単に排気ガスの空燃比をリッチにしただけでは硫酸塩ＢａＳＯ_４は分解されずにそのまま残る。このため、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の使用を継続すると、ＮＯ_Ｘ吸収剤４７内の硫酸塩ＢａＳＯ_４が増大して、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒が吸収できるＮＯ_Ｘ量が低下することになる。この様に、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒１７に硫黄被毒が生じる。硫黄被毒を解消するためには、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒からＳＯ_Ｘを放出する硫黄被毒回復処理を行なう。硫黄被毒回復処理においては、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒１７の温度をＳＯ_Ｘ放出が可能な温度まで上昇させた状態でＮＯ_Ｘ吸蔵触媒１７に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチにすることにより、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒からＳＯ_Ｘを放出する処理を行なう。 FIG. 3 shows another schematic cross-sectional view of the NO _X storage catalyst. The exhaust gas contains SO _X , that is, SO ₂ . When this SO ₂ flows into the NO _X storage catalyst 17, it is oxidized in the noble metal catalyst 46 to become SO ₃ . The SO ₃ is absorbed in _the NO _X absorbent 47, for example, while bonding with the barium carbonate BaCO _3, and diffuses in the NO _X absorbent 47 in sulfate ions _SO ^{4 2-form,} generating the sulfate BaSO ₄ To do. Since the NO _X absorbent 47 has a strong basicity, the sulfate BaSO ₄ is stable and difficult to decompose. Simply by making the air-fuel ratio of the exhaust gas rich, the sulfate BaSO ₄ remains as it is without being decomposed. . For this reason, if the use of the NO _X storage catalyst is continued, the sulfate BaSO ₄ in the NO _X absorbent 47 increases, and the amount of NO _X that can be absorbed by the NO _X storage catalyst decreases. In this way, sulfur poisoning occurs in the NO _X storage catalyst 17. In order to eliminate the sulfur poisoning, a sulfur poisoning recovery process for releasing SO _X from the NO _X storage catalyst is performed. In the sulfur poisoning recovery process, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO _X storage catalyst 17 the temperature of the NO _X storage catalyst 17 in a state of being raised to a temperature capable of SO _X release the stoichiometric air-fuel ratio or rich Thus, a process for releasing SO _X from the NO _X storage catalyst is performed.

図４に、本実施の形態における内燃機関の排気浄化装置において、硫黄被毒回復処理を行なうときのフローチャートを示す。本実施の形態においては、硫黄被毒回復処理を行なっている期間に生じるＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の熱劣化量を考慮して、熱劣化量が小さくなるように再生温度および再生時間を設定する。 FIG. 4 shows a flowchart when the sulfur poisoning recovery process is performed in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine in the present embodiment. In the present embodiment, in consideration of the thermal deterioration of _the NO _X storage catalyst occurring period doing the sulfur poisoning recovery process, to set the regeneration temperature and the playback time as thermal degradation amount is reduced.

ステップ１０１において、内燃機関の運転時にＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されているＳＯ_Ｘ吸蔵量を算出する。ステップ１０１は、内燃機関の運転中に継続的に行なわれている。本実施の形態における排気浄化装置は、ＳＯ_Ｘ吸蔵量検知手段を備え、ＳＯ_Ｘ吸蔵量検知手段によりＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯ_Ｘ吸蔵量を検知する。図１を参照して、本実施の形態におけるＳＯ_Ｘ吸蔵量検知手段は、電子制御ユニット３０を含む。 In step 101, the SO _X storage amount stored in the NO _X storage catalyst during operation of the internal combustion engine is calculated. Step 101 is performed continuously during operation of the internal combustion engine. The exhaust purification system in the present embodiment is provided with a SO _X storage amount detecting means to detect the SO _X storage amount stored in the NO _X storage catalyst by SO _X storage amount detecting means. Referring to FIG. 1, the SO _X storage amount detection means in the present embodiment includes an electronic control unit 30.

図５に、機関回転数と要求トルクとを関数にするＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に単位時間に蓄積されるＳＯ_Ｘ量のマップを示す。機関回転数Ｎと要求トルクＴＱを特定することにより、単位時間にＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に蓄積されるＳＯ_Ｘ量ＳＯＸＺを求めることができる。このマップは、例えば電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２に記憶されている。運転を継続するとともに、所定の期間毎に、マップから単位時間に蓄積されるＳＯ_Ｘ量を求める。例えば、ＣＰＵ３４にて、このＳＯ_Ｘ量を積算することにより、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡを算出する。ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡは、例えばＲＡＭ３３に保存される。ステップ１０１においては、前回の硫黄被毒回復処理の終了時に残存するＳＯ_Ｘ吸蔵量に、吸収されるＳＯ_Ｘを積算することにより、任意の時点におけるＳＯ_Ｘ吸蔵量を検知することができる。 FIG. 5 shows a map of the SO _X amount accumulated per unit time in the NO _X storage catalyst having the engine speed and the required torque as functions. By specifying the engine speed N and the required torque TQ, the SO _X amount SOXZ accumulated in the NO _X storage catalyst per unit time can be obtained. This map is stored in the ROM 32 of the electronic control unit 30, for example. While the operation is continued, the SO _X amount accumulated per unit time is obtained from the map for each predetermined period. For example, the CPU 34 calculates the SO _X storage amount SA stored in the NO _X storage catalyst by integrating the SO _X amount. The SO _X storage amount SA is stored in the RAM 33, for example. In step 101, the SO _X storage amount remaining at the end of the previous sulfur poisoning recovery process, by integrating the absorbed SO _X, it is possible to detect the SO _X storage amount at any given time.

ＳＯ_Ｘ吸蔵量検知手段としては、この形態に限られず、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されているＳＯ_Ｘ吸蔵量を検知することができる任意の手段を採用することができる。 SO The _X storage amount detecting means, it is possible to employ any means which can detect the SO _X storage amount which the present invention is not limited to the mode, stored in the NO _X storage catalyst.

次に、ステップ１０２において、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の熱劣化量を検知する。本実施の形態における内燃機関の制御装置は、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の熱劣化量を検知する熱劣化量検知手段を備える。ステップ１０２は、内燃機関の運転中に継続的に行なわれている。本実施の形態においては、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の温度履歴により熱劣化量を算出する。例えば、図１を参照して、所定の時間毎に温度センサ２６によりＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の温度を測定して、測定した温度をＲＡＭ３３に保存する。この温度の値を積算することにより、積算値に対応する熱劣化量を算定する。 Next, in step 102, the thermal deterioration amount of the NO _X storage catalyst is detected. Control apparatus for an internal combustion engine in the present embodiment is provided with a thermal deterioration amount detecting means for detecting a thermal deterioration amount of the NO _X storage catalyst. Step 102 is continuously performed during operation of the internal combustion engine. In the present embodiment, the thermal deterioration amount is calculated from the temperature history of the NO _X storage catalyst. For example, referring to FIG. 1, and measure the temperature of the NO _X storage catalyst by the temperature sensor 26 at predetermined time intervals, stores the measured temperature in RAM 33. By integrating the temperature values, the amount of thermal degradation corresponding to the integrated value is calculated.

熱劣化量検知手段は、この形態に限られず、熱劣化量を検知できる任意の手段を採用することができる。たとえば、温度を関数にする熱劣化の速度のマップをＲＯＭ３２に記憶しておき、測定された温度から熱劣化の速度を求める。温度の計測は、所定の間隔で行なう。この後に、熱劣化の速度に所定の時間を乗じて熱劣化量を算出する。この熱劣化量を積算することにより、熱劣化量を算出しても構わない。 The thermal deterioration amount detection means is not limited to this form, and any means that can detect the thermal deterioration amount can be adopted. For example, a map of the rate of thermal degradation as a function of temperature is stored in the ROM 32, and the rate of thermal degradation is obtained from the measured temperature. The temperature is measured at predetermined intervals. Thereafter, the amount of heat deterioration is calculated by multiplying the rate of heat deterioration by a predetermined time. The heat deterioration amount may be calculated by integrating the heat deterioration amounts.

また、本実施の形態においては、ＳＯ_Ｘ吸蔵量を検知した後に、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の熱劣化量を検知算出しているが、この形態に限られず、例えば、熱劣化量を検知した後にＳＯ_Ｘ吸蔵量を検知しても構わない。または、ＳＯ_Ｘ吸蔵量の検知および熱劣化量の検知を並行して行っても構わない。 In the present embodiment, after detecting the SO _X storage amount, the thermal deterioration amount of the NO _X storage catalyst is detected and calculated. However, the present invention is not limited to this mode. For example, after detecting the thermal deterioration amount, the SO _X storage amount is detected. You may detect _X occlusion amount. Alternatively, the detection of the SO _X storage amount and the detection of the heat deterioration amount may be performed in parallel.

次に、ステップ１０３において、算出された熱劣化量に基づいて、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒のＮＯ_Ｘ吸蔵可能量とＳＯ_Ｘ吸蔵量との関係を算出する。さらに、ステップ１０４において、求められたＮＯ_Ｘ吸蔵可能量とＳＯ_Ｘ吸蔵量との関係から、硫黄被毒回復処理を開始するときの目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量を設定する。本実施の形態における排気浄化装置は、硫黄被毒回復処理の開始時期を設定する再生時期設定手段を備える。再生時期設定手段は、たとえば、電子制御ユニット３０を含む。 Next, in step 103, based on the calculated thermal deterioration amount, a relationship between the NO _X storage capacity of the NO _X storage catalyst and the SO _X storage amount is calculated. Further, in step 104, a target SO _X storage amount when starting the sulfur poisoning recovery process is set from the relationship between the determined NO _X storage capacity and the SO _X storage amount. The exhaust emission control device in the present embodiment includes a regeneration time setting means for setting the start time of the sulfur poisoning recovery process. The reproduction time setting means includes, for example, an electronic control unit 30.

図６に、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されているＳＯ_Ｘ吸蔵量と、ＮＯ_Ｘ吸蔵可能量との関係を説明するグラフを示す。ＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰは、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒が吸蔵することができる最大のＮＯ_Ｘ量であり、ＮＯ_Ｘを吸収できる容量を示す。図６のグラフにおいては、熱劣化進行前と熱劣化進行後とのグラフが示されている。前述したようにＳＯ_Ｘ吸蔵量が増加するにつれて、ＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰが減少する。また、熱劣化進行前では多くのＮＯ_Ｘを吸蔵することができるが、運転を行なって熱劣化が進行すると、矢印２０１に示すように、ＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰが減少する。なお、図６には、本実施の形態における実施例が一点鎖線で示されている。 FIG. 6 shows a graph for explaining the relationship between the SO _X storage amount stored in the NO _X storage catalyst and the NO _X storage capacity. The NO _X storable amount NP is the maximum amount of NO _X that can be stored by the NO _X storage catalyst, and indicates a capacity that can absorb NO _X. The graph of FIG. 6 shows a graph before and after the progress of thermal degradation. As described above, as the SO _X storage amount increases, the NO _X storage amount NP decreases. Further, a large amount of NO _X can be stored before the thermal deterioration progresses. However, if the thermal deterioration progresses after operation, the NO _X storable amount NP decreases as indicated by an arrow 201. In FIG. 6, an example in the present embodiment is indicated by a one-dot chain line.

ここで、内燃機関の運転を行なうためには、排気浄化装置がＮＯ_Ｘを除去する所定の能力を有している必要がある。このため、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒は、ＮＯ_Ｘ吸蔵可能量の下限値を有する。例えば、内燃機関の運転を行なうために要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰ_ｒｅｑが、予め設定されている。要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰ_ｒｅｑは、たとえば、排気規制の要求を満たす限界のＮＯ_Ｘ吸蔵可能量に余裕を含めた値が設定されている。 Here, in order to perform the operation of the internal combustion engine, it is necessary to exhaust gas purification device has a predetermined ability to remove NO _X. For this reason, the NO _X storage catalyst has a lower limit value of the NO _X storage capacity. For example, the NO _X storable amount NP _req required for operating the internal combustion engine is set in advance. As the required NO _X storable amount NP _req , for example, a value including a margin is set for the limit NO _X storable amount that satisfies the requirements of exhaust gas regulation.

硫黄被毒回復処理を開始する時期は、要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰ_ｒｅｑ以上の範囲で設定することができる。本実施の形態においては、ＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰが要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰ_ｒｅｑになるまで、ＳＯ_Ｘの吸蔵を行なう。後述するように、多くのＳＯ_Ｘを吸蔵した後に硫黄被毒回復処理を行なうと、短時間でＳＯ_Ｘの放出を終了することができるため、本実施の形態においては、ＳＯ_Ｘを最大限に吸蔵する。図６において、実施例の一点鎖線と、要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰ_ｒｅｑとが交わるＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡを、硫黄被毒回復処理を開始する時の目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_ＴＡとして採用している。 The timing for starting the sulfur poisoning recovery process can be set in a range equal to or more than the required NO _X storable amount NP _req . In the present embodiment, SO _X is occluded until the NO _X storable amount NP reaches the required NO _X storable amount NP _req . As will be described later, when the sulfur poisoning recovery process is performed after a large amount of SO _X is occluded, the SO _X release can be completed in a short time. Therefore, in this embodiment, SO _X is maximized. Occlude. In FIG. 6, the SO _X storage amount SA in which the one-dot chain line of the embodiment and the required NO _X storage amount NP _req intersect is adopted as the target SO _X storage amount SA _TA when the sulfur poisoning recovery process is started. is doing.

目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_ＴＡを設定する場合には、要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰ_ｒｅｑに所定の幅を持たせて、この幅の領域内に入るＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡの任意の点を目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_ＴＡとして設定していても構わない。 When the target SO _X storage amount SA _TA is set, the required NO _X storage amount NP _req has a predetermined width, and an arbitrary point of the SO _X storage amount SA that falls within the range of this width is determined. The target SO _X storage amount SA _TA may be set.

図７に、熱劣化量Ｄと、運転を行なうために要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰ_ｒｅｑとの関係を説明するグラフを示す。熱劣化量Ｄが大きくなると、要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰ_ｒｅｑが減少する。このため、要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰ_ｒｅｑを硫黄被毒回復処理の開始点とした場合に、運転を行なって熱劣化が進行すると目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_ＴＡが減少する。 FIG. 7 shows a graph for explaining the relationship between the heat deterioration amount D and the NO _X storable amount NP _req required for operation. When the heat deterioration amount D increases, the required NO _X storable amount NP _req decreases. For this reason, when the required NO _X storable amount NP _req is used as the starting point of the sulfur poisoning recovery process, the target SO _X storage amount _SATA decreases as the operation progresses and the thermal deterioration progresses.

それぞれの熱劣化量に対応する運転を行なうために要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰ_ｒｅｑを求めておいて、熱劣化量Ｄを算出することにより、硫黄被毒回復処理を開始するときの目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_ＴＡを定めることができる。この特定には、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の熱劣化量Ｄを関数にする目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_ＴＡのマップを用いることができる。このマップは、例えば、電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２に記憶されている。 The target when starting the sulfur poisoning recovery process by calculating the thermal deterioration amount D by _{obtaining the} NO _X storable amount NP _req required for performing the operation corresponding to each thermal deterioration amount. it can be determined SO _X storage amount _{SA TA.} This particular can be used a map of the target SO _X storage amount _{SA TA} to thermal degradation amount D of _the NO _X storage catalyst function. This map is stored in the ROM 32 of the electronic control unit 30, for example.

硫黄被毒回復処理を開始する時の目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量の設定においては、この形態に限られず、内燃機関の運転に要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量が確保できれば構わない。例えば更に余裕を見込んで、要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰ_ｒｅｑよりも大きな点を、硫黄被毒回復処理を開始する時の目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_ＴＡとしても構わない。 The setting of the target SO _X storage amount at the start of the sulfur poisoning recovery process is not limited to this form, and any NO _X storage storable amount required for the operation of the internal combustion engine may be secured. For example, a point larger than the required NO _X storable amount NP _req may be set as the target SO _X storage amount SA _TA when the sulfur poisoning recovery process is started with further allowance.

図８に、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の熱劣化量と、ＮＯ_Ｘ吸蔵可能量とを関数にするＳＯ_Ｘ吸蔵量のマップを示す。図８は、図６のグラフの関係をマップにしたものである。算出された熱劣化量ＤとＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰを定めることにより、ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡを特定することができる。このマップを用いることにより、硫黄被毒回復処理を開始する時の任意のＮＯ_Ｘ吸蔵可能量から、硫黄被毒回復処理を開始する時の目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_ＴＡを求めることができる。このマップは、例えば、電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２に記憶されている。 FIG. 8 shows a map of the SO _X storage amount having the function of the thermal deterioration amount of the NO _X storage catalyst and the NO _X storage capacity. FIG. 8 is a map of the relationship of the graph of FIG. By determining the calculated thermal deterioration amount D and the NO _X storable amount NP, the SO _X storage amount SA can be specified. By using this map, from any of the NO _X storable amount when starting a sulfur poisoning recovery process, it is possible to find the target SO _X storage amount SA _TA when starting a sulfur poisoning recovery process. This map is stored in the ROM 32 of the electronic control unit 30, for example.

図４を参照して、次に、ステップ１０５において、ＳＯ_Ｘ吸蔵量が、硫黄被毒回復処理を開始する時の目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_ＴＡ以上か否かを判別する。ＳＯ_Ｘ吸蔵量が目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量に達していたら、次のステップ１０６に進む。ＳＯ_Ｘ吸蔵量が目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量に達していなければステップ１０１に戻る。 Referring to FIG. 4, then, in step 105, SO _X storage amount is determined whether the target SO _X storage amount _{SA TA} or more when starting a sulfur poisoning recovery process. If the SO _X storage amount has reached the target SO _X storage amount, the process proceeds to the next step 106. If the SO _X storage amount has not reached the target SO _X storage amount, the routine returns to step 101.

次に、ステップ１０６において、硫黄被毒回復処理を一の再生温度で行ったときに必要な再生時間を算出する。本実施の形態における排気浄化装置は、硫黄被毒回復処理を開始するときのＳＯ_Ｘ吸蔵量と再生温度とから、再生時間を算出する再生時間算出手段を備える。再生時間算出手段は、例えば電子制御ユニット３０を含む。本実施の形態においては、低い再生温度Ｔ_ｌｏｗと高い再生温度Ｔ_ｈｉｇｈのいずれかにて硫黄被毒回復処理を行なうことを検討している。このステップで設定する温度は、検討の温度である。低い再生温度Ｔ_ｌｏｗとしては、例えば６００℃であり、高い再生温度Ｔ_ｈｉｇｈとしては、例えば７００℃である。 Next, in step 106, a regeneration time required when the sulfur poisoning recovery process is performed at one regeneration temperature is calculated. Exhaust purification system in the present embodiment, the SO _X storage amount when starting the sulfur poisoning recovery process and the regeneration temperature, and a reproduction time calculating means for calculating the playback time. The reproduction time calculation means includes an electronic control unit 30, for example. In the present embodiment, it is considered to perform the sulfur poisoning recovery process at either the low regeneration temperature T _low or the high regeneration temperature T _high . The temperature set in this step is the temperature under consideration. The low regeneration temperature T _low is, for example, 600 ° C., and the high regeneration temperature T _high is, for example, 700 ° C.

図９に、ＳＯ_Ｘ吸蔵量と、再生を行なっているときのＳＯ_Ｘ放出速度の平均との関係を説明するグラフを示す。横軸がＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されているＳＯ_Ｘ吸蔵量であり、縦軸がＮＯ_Ｘ吸蔵触媒から放出されるＳＯ_Ｘ放出速度の平均を示している。再生温度Ｔ_ｌｏｗおよび再生温度Ｔ_ｈｉｇｈのグラフが示されている。このグラフから、ＳＯ_Ｘ吸蔵量が増加すると、再生を行なうときのＳＯ_Ｘ放出速度が速くなることが分かる。また、再生温度の高い方が、ＳＯ_Ｘ放出速度が速くなることが分かる。 FIG. 9 shows a graph for explaining the relationship between the SO _X storage amount and the average of the SO _X release rate during regeneration. The horizontal axis represents the SO _X storage amount stored in the NO _X storage catalyst, and the vertical axis represents the average of the SO _X release speed released from the NO _X storage catalyst. A graph of regeneration temperature T _low and regeneration temperature T _high is shown. From this graph, it can be seen that as the SO _X storage amount increases, the SO _X release rate during regeneration is increased. It can also be seen that the higher the regeneration temperature, the faster the SO _X release rate.

図１０に、硫黄被毒回復処理を行なっているときのＳＯ_Ｘ吸蔵量と時間との関係を説明するグラフを示す。図１０には、ＳＯ_Ｘ吸蔵量が多いＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_１の時に硫黄被毒再生を開始した場合と、ＳＯ_Ｘ吸蔵量が少ないＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_２の時に硫黄被毒再生を開始した場合が示されている。それぞれの場合において、所定量ＱのＳＯ_Ｘを放出させる制御を行なっている。ＳＯ_Ｘ吸蔵量が多いほどＳＯ_Ｘの放出速度が速くなるために、即ち、グラフの傾きが大きくなるために、ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_１で硫黄被毒回復処理を開始した時に必要な時間ｔ_１は、ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_２で硫黄被毒回復処理を開始した時に必要な時間ｔ_２よりも短くなる。 FIG. 10 is a graph illustrating the relationship between the SO _X storage amount and time when the sulfur poisoning recovery process is performed. Figure 10 is a case of starting the sulfur regeneration when the SO _X storage amount is large SO _X storage amount SA _1, was initiated sulfur regeneration when the SO _X storage amount is small SO _X storage amount SA ₂ The case is shown. In each case, control is performed to release a predetermined amount Q of SO _X. To release rate of the SO _X as storage amount is large SO _X increases, i.e., to the slope of the graph becomes large, the time required at the start of the sulfur poisoning recovery process in SO _X storage amount SA ₁ t ₁ Is shorter than the time t ₂ required when the sulfur poisoning recovery process is started with the SO _X storage amount SA ₂ .

図１１に、硫黄被毒回復処理を開始するときのＳＯ_Ｘ吸蔵量と再生時間との関係を説明するグラフを示す。横軸が硫黄被毒回復処理を開始するときのＳＯ_Ｘ吸蔵量であり、縦軸がＳＯ_Ｘの放出を行なうために必要な再生時間である。図１１のグラフから、再生温度が高いほど、再生時間が短くなることが分かる。また、図９および図１０に示した様に、ＳＯ_Ｘ吸蔵量が多いほど必要な再生時間が短くなる。 Figure 11 shows a graph for explaining the relationship between the SO _X storage amount and the reproduction time when starting the sulfur poisoning recovery process. The horizontal axis represents the SO _X storage amount when the sulfur poisoning recovery process is started, and the vertical axis represents the regeneration time necessary for releasing SO _X. From the graph of FIG. 11, it can be seen that the higher the regeneration temperature, the shorter the regeneration time. Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the required regeneration time is shortened as the SO _X storage amount increases.

このように、硫黄被毒回復処理においては、回復処理を開始するときのＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されているＳＯ_Ｘ吸蔵量が多いほど、再生時間を短くすることができる。再生時間が短くなることにより、高温を維持する時間が短くなって、熱劣化を抑制することができる。また、温度上昇に必要な燃料の消費を抑えて、燃費を向上させることができる。硫黄被毒回復処理を行なうときには、ＮＯ_Ｘの吸蔵に必要なＮＯ_Ｘ吸蔵可能量を確保するＳＯ_Ｘ吸蔵量の範囲のうち、最大のＳＯ_Ｘ吸蔵量において硫黄被毒回復処理を開始することが好ましい。 Thus, in the sulfur poisoning recovery process, the regeneration time can be shortened as the SO _X storage amount stored in the NO _X storage catalyst at the start of the recovery process increases. By shortening the regeneration time, the time for maintaining the high temperature is shortened, and thermal degradation can be suppressed. In addition, fuel consumption can be improved by suppressing consumption of fuel necessary for temperature rise. When performing the sulfur poisoning recovery process, within the range of SO _X storage amount to ensure _the NO _X storage amount capable necessary storage of NO _X, to initiate the sulfur poisoning recovery process in the largest SO _X storage amount preferable.

図６を参照して、本実施の形態においては、ＮＯ_Ｘの吸蔵のために要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量ＮＰ_ｒｅｑになる点を、硫黄被毒回復処理を開始する目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量に設定している。この制御を採用することにより、ＳＯ_Ｘの放出時間を短くすることができて熱劣化を抑制することができる。 Referring to FIG. 6, in the present embodiment, the point at which the NO _X storable amount NP _req which is required for the storage of NO _X, the target SO _X storage amount to initiate the sulfur poisoning recovery process It is set. By adopting this control, the SO _X release time can be shortened and thermal degradation can be suppressed.

また、図１１に示すグラフから、目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_ＴＡにおいて、再生温度Ｔ_ｌｏｗまたは再生温度Ｔ_ｈｉｇｈで再生を行ったときに、それぞれに必要な再生時間ｔ_{ＴＡｌｏｗ}または再生時間ｔ_{ＴＡｈｉｇｈ}を求めることができる。すなわち、それぞれの再生温度における再生時間を求めることができる。 Further, from the graph shown in FIG. 11, when regeneration is performed at the regeneration temperature T _low or regeneration temperature T _high at the target SO _X storage amount SA _TA , the regeneration time t _TAlow or regeneration time t _TAhigh required for each is _obtained . be able to. That is, the regeneration time at each regeneration temperature can be obtained.

図１２に、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒におけるＳＯ_Ｘ吸蔵量と再生温度とを関数にする再生時間のマップを示す。図１２は、図１１のグラフの関係をマップにしたものである。このようなマップは、例えば、電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２に予め記憶されている。このマップにより、再生温度Ｔと硫黄被毒回復処理を開始する目標ＳＯ_Ｘ吸蔵量ＳＡ_ＴＡとから、それぞれの再生時間ｔを求めることができる。 FIG. 12 shows a regeneration time map in which the SO _X storage amount in the NO _X storage catalyst and the regeneration temperature are functions. FIG. 12 is a map of the relationship of the graph of FIG. Such a map is stored in advance in the ROM 32 of the electronic control unit 30, for example. This map, from the target SO _X storage amount SA _TA to initiate the regeneration temperature T and the sulfur poisoning recovery process, it is possible to determine the respective reproduction time t.

図４を参照して、次に、ステップ１０７において、再生温度Ｔ_ｌｏｗおよび再生温度Ｔ_ｈｉｇｈで硫黄被毒回復処理を行なったときのそれぞれの熱劣化量Ｄを求める。すなわち、それぞれの温度で再生を行なうときに、硫黄被毒回復処理の期間に生じる熱劣化量を求める。 Referring to FIG. 4, then, in step 107, it obtains the respective thermal degradation amount D when subjected to sulfur poisoning recovery process at the regeneration temperature T _low and the regeneration temperature T _high. That is, when regeneration is performed at each temperature, the amount of thermal deterioration that occurs during the sulfur poisoning recovery process is obtained.

図１３に、硫黄被毒回復処理を行なうときの再生温度と、再生時間および熱劣化率とのそれぞれの関係を説明するグラフを示す。熱劣化率Ｒは、熱劣化の速度（熱劣化感度）であり、単位時間当りの熱劣化量である。再生温度Ｔが高くなるほど、熱劣化率Ｒが大きくなることが分かる。また、前述したように、再生温度Ｔを高くすることにより、ＳＯ_Ｘ放出速度を速くすることができて、再生時間ｔを短くすることができる。硫黄被毒回復処理を行っている期間の熱劣化量は、例えば、熱劣化量のマップを予め作成して、このマップを参照することにより、熱劣化量を算出することができる。 FIG. 13 is a graph illustrating the relationship between the regeneration temperature, the regeneration time, and the thermal deterioration rate when performing the sulfur poisoning recovery process. The thermal degradation rate R is the rate of thermal degradation (thermal degradation sensitivity) and is the amount of thermal degradation per unit time. It can be seen that the higher the regeneration temperature T, the greater the thermal deterioration rate R. Further, as described above, by increasing the regeneration temperature T, the SO _X release rate can be increased, and the regeneration time t can be shortened. The amount of heat deterioration during the period in which the sulfur poisoning recovery process is performed can be calculated by, for example, creating a map of the heat deterioration amount in advance and referring to this map.

図１４に、硫黄被毒回復処理における再生温度および再生時間を関数にする熱劣化量のマップを示す。このようなマップは、例えば、電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２に記憶されている。この熱劣化量のマップは、実験的に求めることができる。図１４に示すマップを用いることにより、再生温度Ｔ_ｌｏｗまたは再生温度Ｔ_ｈｉｇｈで被毒回復を行ったときのそれぞれの熱劣化量Ｄを求めることができる。なお、本実施の形態においては、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒が新品の状態から継続使用後の状態まで、一つのマップを用いているが、この形態に限られず、使用期間や熱劣化量に応じて複数のマップを使い分けても構わない。 FIG. 14 shows a map of the amount of heat deterioration as a function of the regeneration temperature and regeneration time in the sulfur poisoning recovery process. Such a map is stored in the ROM 32 of the electronic control unit 30, for example. The map of the heat deterioration amount can be obtained experimentally. By using the map shown in FIG. 14, it is possible to obtain the respective heat deterioration amounts D when the poisoning recovery is performed at the regeneration temperature T _low or the regeneration temperature T _high . In the present embodiment, one map is used from the state where the NO _X storage catalyst is new to the state after continuous use. However, the present invention is not limited to this form, and there are a plurality of maps depending on the period of use and the amount of heat deterioration. You can use different maps.

図４を参照して、次に、ステップ１０８において、再生温度を選定する。本実施の形態における内燃機関の排気浄化装置は、硫黄被毒回復処理における再生温度を選定する選定手段を備える。選定手段は、例えば電子制御ユニット３０を含む。ステップ１０８において、それぞれの再生温度Ｔにおける熱劣化量Ｄを比較して、熱劣化量の少ない温度を硫黄被毒回復処理の再生温度Ｔに設定する。この判断は、例えば、ＣＰＵ３４で行なうことができる。再生温度Ｔが選定されることにより、前述したように、再生時間ｔを求めることができる。なお、２つ以上の温度について熱劣化量を比較したときに、熱劣化量が同一である場合には、温度の高い方が再生時間を短くすることができるため、高い再生温度を選定することが好ましい。 Referring to FIG. 4, next, at step 108, a regeneration temperature is selected. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine in the present embodiment includes selection means for selecting a regeneration temperature in the sulfur poisoning recovery process. The selection means includes, for example, the electronic control unit 30. In step 108, the heat deterioration amount D at each regeneration temperature T is compared, and a temperature with a small heat deterioration amount is set as the regeneration temperature T for the sulfur poisoning recovery process. This determination can be made by the CPU 34, for example. By selecting the regeneration temperature T, the regeneration time t can be obtained as described above. When comparing the amount of heat deterioration for two or more temperatures, if the amount of heat deterioration is the same, the higher the temperature, the shorter the regeneration time, so select a higher regeneration temperature. Is preferred.

次に、ステップ１０９において、硫黄被毒回復処理を実施可能か否かについて判定する。ステップ１０９においては、そのときの内燃機関の負荷状態に基づいて、硫黄被毒回復処理を行なえるか否かが判定される。硫黄被毒回復処理は、内燃機関本体の負荷が比較的低い範囲内において実施することができる。例えば、要求トルクと機関回転数とを変数にした硫黄被毒回復処理の実施可能領域と実施不可能領域とを示したマップを電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２に予め内蔵する。要求トルクと機関回転数とに基づいて、このマップを参照することにより、硫黄被毒回復処理が可能であるか否かについて判定を行なう。 Next, in step 109, it is determined whether or not the sulfur poisoning recovery process can be performed. In step 109, it is determined whether or not the sulfur poisoning recovery process can be performed based on the load state of the internal combustion engine at that time. The sulfur poisoning recovery process can be performed within a relatively low load range of the internal combustion engine body. For example, a map showing the feasible region and non-feasible region of the sulfur poisoning recovery process using the required torque and the engine speed as variables is built in the ROM 32 of the electronic control unit 30 in advance. Based on the required torque and the engine speed, it is determined whether or not the sulfur poisoning recovery process is possible by referring to this map.

ステップ１０９において、硫黄被毒回復処理が実施可能と判断されれば、ステップ１１０に進んで硫黄被毒回復処理が行なわれる。硫黄被毒回復処理か実施不可能であれば、この制御を終了する。ステップ１０９の判断については、いずれの段階で行なっても構わない。たとえば、ステップ１０３の前にステップ１０９を行なっても構わない。 If it is determined in step 109 that the sulfur poisoning recovery process can be performed, the process proceeds to step 110, where the sulfur poisoning recovery process is performed. If the sulfur poisoning recovery process cannot be performed, this control is terminated. The determination in step 109 may be performed at any stage. For example, step 109 may be performed before step 103.

次に、ステップ１１０において、選定された再生温度Ｔおよび再生時間ｔにて硫黄被毒回復処理を行なう。硫黄被毒回復処理においては、前述のとおり、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の昇温を行なう。図１を参照して、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の昇温方法としては、例えば、燃焼室２に燃料を噴射する燃料噴射弁３を制御することにより行う。燃焼室２において、圧縮上死点近傍で行われる主噴射の噴射時期を遅くしたり、さらに、主噴射の後の膨張行程の初期にアフター噴射を追加したりすることにより、排気温度を上昇させることができる。すなわち、主噴射を遅角させて後燃え期間を長くしたり、噴射される合計の燃料量を増加したりすることにより排気ガスの温度を上昇させて、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の昇温を行なうことができる。 Next, at step 110, sulfur poisoning recovery processing is performed at the selected regeneration temperature T and regeneration time t. Sulfur in the poisoning recovery process, as described above, performs the Atsushi Nobori of the NO _X storage catalyst. With reference to FIG. 1, the temperature raising method of the NO _X storage catalyst is performed, for example, by controlling a fuel injection valve 3 that injects fuel into the combustion chamber 2. In the combustion chamber 2, the exhaust temperature is increased by delaying the injection timing of the main injection performed near the compression top dead center, or by adding after injection at the beginning of the expansion stroke after the main injection. be able to. That is, longer or the afterburning period by retarding the main injection, to raise the temperature of the exhaust gas by or increasing the fuel amount of the total injected, to perform the Atsushi Nobori of the NO _X storage catalyst Can do.

ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の温度が選定された再生温度Ｔに到達したら、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に対して還元剤を供給する。図１を参照して、例えば、燃料添加弁１５から燃料を噴射することにより、還元剤を供給することができる。還元剤を供給して、排気ガスの空燃比をリッチにすることにより、ＳＯ_Ｘを放出させることができる。ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の昇温と還元剤の供給については、この形態に限られず、任意の形態を採用することができる。選定された再生時間ｔに到達したら、還元剤の供給を終了して、通常の運転状態に戻すことができる。 When the temperature of the NO _X storage catalyst reaches the selected regeneration temperature T, the reducing agent is supplied to the NO _X storage catalyst. With reference to FIG. 1, for example, the reducing agent can be supplied by injecting fuel from the fuel addition valve 15. By supplying a reducing agent and enriching the air-fuel ratio of the exhaust gas, SO _X can be released. The temperature rise of the NO _X storage catalyst and the supply of the reducing agent are not limited to this form, and any form can be adopted. When the selected regeneration time t is reached, the supply of the reducing agent can be terminated and the normal operation state can be restored.

本実施の形態においては、硫黄被毒回復処理を開始する時のＳＯ_Ｘ吸蔵量を算出して、このＳＯ_Ｘ吸蔵量を放出するための再生温度と再生時間とを算出している。このために、過剰に高温の状態を継続することを抑制できる。また、本実施の形態においては、再生温度に対応する熱劣化量を算出した後に、再生温度を定めている。このため、硫黄被毒回復処理を行なう期間中に生じる熱劣化を抑制することができる。この結果、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒のＮＯ_Ｘ吸蔵可能量が減少することを抑制できる。また、ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の温度を高温に維持するための燃料消費を抑制することができる。 In the present embodiment, the SO _X storage amount at the start of the sulfur poisoning recovery process is calculated, and the regeneration temperature and regeneration time for releasing this SO _X storage amount are calculated. For this reason, it can suppress continuing an excessively high temperature state. In the present embodiment, the regeneration temperature is determined after calculating the amount of thermal degradation corresponding to the regeneration temperature. For this reason, the thermal deterioration which arises during the period which performs a sulfur poisoning recovery process can be suppressed. As a result, it is possible to suppress a decrease in the NO _X storage capacity of the NO _X storage catalyst. Further, fuel consumption for maintaining the temperature of the NO _X storage catalyst at a high temperature can be suppressed.

本実施の形態においては、再生温度を選定する時の仮の温度として２つの温度を予め設定しているが、この形態に限られず、３つ以上の温度を設定して、それぞれの熱劣化量を算出して、熱劣化量が最小となる温度を選定しても構わない。複数の温度を予め設定して熱劣化量の比較を行うことにより、簡易な制御で再生温度を選定することができる。 In the present embodiment, two temperatures are set in advance as provisional temperatures when selecting the regeneration temperature. However, the present invention is not limited to this mode, and three or more temperatures are set, and each amount of thermal deterioration is set. May be calculated and the temperature at which the amount of thermal degradation is minimized may be selected. By setting a plurality of temperatures in advance and comparing the amount of heat deterioration, the regeneration temperature can be selected with simple control.

または、図１３を参照して、対象となるＮＯ_Ｘ吸蔵触媒について実験を行なうことにより、熱劣化率Ｒと硫黄被毒回復処理に必要な再生時間ｔとを変数に含む熱劣化量を算出するための実験式を求めることができる。例えば、電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２にこの実験式を記憶していて、この実験式から、熱劣化量が最も小さくなる温度を算出して、再生温度として設定しても構わない。この構成により、連続的な温度に関して検討を行なうことができて、熱劣化量がより小さくなる温度を選定することができる。 Or, with reference to FIG. 13, by performing experiments on the NO _X storing catalyst of interest, to calculate the heat deterioration amount and a reproduction time t required for the thermal degradation rate R and the sulfur poisoning recovery process variable An empirical formula can be obtained. For example, this empirical formula may be stored in the ROM 32 of the electronic control unit 30, and the temperature at which the amount of thermal degradation is minimized may be calculated from this empirical formula and set as the regeneration temperature. With this configuration, the continuous temperature can be studied, and the temperature at which the amount of thermal deterioration becomes smaller can be selected.

本実施の形態においては、ＮＯ_Ｘ吸蔵可能量を確保する範囲において、ＳＯ_Ｘ吸蔵量が最も多くなる時期を硫黄被毒回復処理の開始時期に設定しているが、この形態に限られず、ＮＯ_Ｘ吸蔵量を確保する範囲内の任意の点で硫黄被毒回復処理を行なうことができる。 In the present embodiment, the time when the SO _X storage amount is the maximum is set as the start time of the sulfur poisoning recovery process within the range in which the NO _X storage capacity is ensured. _The sulfur poisoning recovery process can be performed at an arbitrary point within the range for securing the _X storage amount.

図１５に、本実施の形態における他の硫黄被毒回復処理を説明するフローチャートを示す。他の硫黄被毒回復処理においては、硫黄被毒回復処理を行なうときの上限時間を設けて、上限時間を超える場合には、再生温度を高くして再生時間を短くする制御を行っている。すなわち、上限時間の範囲内で熱劣化量が小さくなる温度を選定している。 FIG. 15 shows a flowchart for explaining another sulfur poisoning recovery process in the present embodiment. In other sulfur poisoning recovery processing, an upper limit time for performing sulfur poisoning recovery processing is provided, and when the upper limit time is exceeded, control is performed to increase the regeneration temperature and shorten the regeneration time. That is, a temperature at which the amount of thermal degradation is reduced within the upper limit time range is selected.

ステップ１０１からステップ１０６までは、図４に示した硫黄被毒回復処理のフローチャートと同様である。ステップ１０６において、それぞれの温度に対する再生時間を算出した後に、ステップ１１１に移行する。ステップ１１１においては、それぞれ算出された再生時間ｔが上限時間ｔ_ｍａｘ内にあるか否かを判別する。 Steps 101 to 106 are the same as the flowchart of the sulfur poisoning recovery process shown in FIG. In step 106, after calculating the regeneration time for each temperature, the process proceeds to step 111. In step 111, it is determined whether or not the calculated reproduction time t is within the upper limit time _tmax .

算出されたそれぞれの再生時間ｔが上限時間ｔ_ｍａｘを越えている場合には、再生温度Ｔを上昇させて、ステップ１０６に戻る。たとえば、低温の再生温度Ｔ_ｌｏｗの再生時間ｔ_{ＴＡｌｏｗ}が、上限時間ｔ_ｍａｘを超えていた場合には、再生温度Ｔ_ｌｏｗに予め決められた温度ΔＴを加算して、ステップ１０６に戻る。すなわち、再生温度Ｔ_ｌｏｗを上昇して、再び再生時間を算出する。再生温度Ｔを高くすることにより再生時間ｔを短くすることができる。それぞれ算出された再生時間ｔが上限時間ｔ_ｍａｘ以下であれば、ステップ１０７に移行する。ステップ１０７以降のステップは、図４に示した硫黄被毒回復処理のフローチャートと同様である。 When the respective reproduction time t calculated exceeds the upper limit time t _max elevates the regeneration temperature T, the flow returns to step 106. For example, if the regeneration time t _{TAlow of the} _low regeneration temperature T _low exceeds the upper limit time t _max , a predetermined temperature ΔT is added to the regeneration temperature T _low and the process returns to step 106. That is, the regeneration temperature T _low is increased and the regeneration time is calculated again. By increasing the regeneration temperature T, the regeneration time t can be shortened. If the calculated playback times t are less than or equal to the upper limit time t _max , the process proceeds to step 107. Steps subsequent to step 107 are the same as those in the flowchart of the sulfur poisoning recovery process shown in FIG.

このように、再生時間に上限を設けることにより、再生時間が想定される時間よりも長くなってしまうことを防止することができ、所望の限られた時間内で硫黄被毒回復処理を行なうことができる。 In this way, by setting an upper limit on the regeneration time, it is possible to prevent the regeneration time from becoming longer than the expected time, and to perform the sulfur poisoning recovery process within a desired limited time. Can do.

算出された再生時間ｔの判別を行なうステップ１１１については、再生温度Ｔと再生時間ｔを決定した後に行なっても構わない。すなわち、ステップ１１１をステップ１０８の後に行なっても構わない。また、ステップ１１２の計算する温度を上昇させる工程においては、任意の上げ幅を採用することができる。 Step 111 for determining the calculated regeneration time t may be performed after the regeneration temperature T and the regeneration time t are determined. That is, step 111 may be performed after step 108. Further, in the process of increasing the temperature calculated in step 112, an arbitrary increase width can be adopted.

ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒としては、ＮＯ_Ｘを一時的に吸蔵して放出することができる触媒であれば構わない。例えば、ＮＯ_Ｘの吸蔵および放出を行なうためにＮＯ_Ｘ吸収剤および貴金属がパティキュレートフィルタに担持されていても構わない。 The NO _X storage catalyst may be any catalyst that can temporarily store NO _X and release it. For example, NO _X absorbent and the noble metal in order to carry out the insertion and extraction of the NO _X is may be supported on a particulate filter.

上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に含まれる変更が意図されている。 In the respective drawings described above, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. In addition, said embodiment is an illustration and does not limit invention. Further, in the embodiment, changes included in the scope of claims are intended.

実施の形態における内燃機関の概略図である。1 is a schematic view of an internal combustion engine in an embodiment. ＮＯ_Ｘを吸蔵する時のＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の拡大概略断面図である。The NO _X is an enlarged schematic sectional view of the NO _X storage catalyst when occluding. ＳＯ_Ｘを吸蔵する時のＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の拡大概略断面図である。It is an enlarged schematic sectional view of the NO _X storage catalyst when occluding SO _X. 実施の形態における一の硫黄被毒回復処理のフローチャートである。It is a flowchart of one sulfur poisoning recovery process in an embodiment. 機関回転数と要求トルクとを関数にする単位時間当りのＳＯ_Ｘ蓄積量のマップである。Engine is a map of the engine speed and the required torque per unit time to function and SO _X storage amount. ＳＯ_Ｘ吸蔵量に対するＮＯ_Ｘ吸蔵可能量を説明するグラフである。It is a graph explaining NO _X occlusion possible amount with respect to SO _X occlusion amount. 熱劣化量と要求されるＮＯ_Ｘ吸蔵可能量とを説明するグラフである。It is a graph explaining the amount of thermal degradation and the required NO _X storage capacity. 熱劣化量とＮＯ_Ｘ吸蔵可能量とを関数にするＳＯ_Ｘ吸蔵量のマップである。It is a map of SO _X storage amount which makes a thermal deterioration amount and NO _X storage possible amount a function. 硫黄被毒回復処理を開始するときのＳＯ_Ｘ吸蔵量とＳＯ_Ｘ放出速度との関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the SO _X storage amount and SO _X release rate when starting a sulfur poisoning recovery process. 硫黄被毒回復処理を行っているときのＳＯ_Ｘ吸蔵量と時間との関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the SO _X storage amount and time when performing the sulfur poisoning recovery process. 硫黄被毒回復処理を開始するときのＳＯ_Ｘ吸蔵量と再生時間との関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the SO _X storage amount and the reproduction time when starting the sulfur poisoning recovery process. 硫黄被毒回復処理を開始するときのＳＯ_Ｘ吸蔵量と再生温度とを関数にする再生時間のマップである。Is a map of the playback time to SO _X storage amount and regeneration temperature and the function when starting the sulfur poisoning recovery process. 再生温度と再生時間または熱劣化率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between reproduction | regeneration temperature, reproduction | regeneration time, or a heat deterioration rate. 再生温度と再生時間とを関数にする熱劣化量のマップである。It is a map of the amount of thermal degradation which makes regeneration temperature and regeneration time a function. 実施の形態における他の硫黄被毒回復処理のフローチャートである。It is a flow chart of other sulfur poisoning recovery processing in an embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１機関本体
２燃焼室
３燃料噴射弁
１２排気管
１３酸化触媒
１５燃料添加弁
１６パティキュレートフィルタ
１７ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒
２６温度センサ
２７温度センサ
２８差圧センサ
３０電子制御ユニット
３２ＲＯＭ
３３ＲＡＭ
３４ＣＰＵ
４６貴金属触媒
４７ＮＯ_Ｘ吸収剤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine body 2 Combustion chamber 3 Fuel injection valve 12 Exhaust pipe 13 Oxidation catalyst 15 Fuel addition valve 16 Particulate filter 17 NO _X storage catalyst 26 Temperature sensor 27 Temperature sensor 28 Differential pressure sensor 30 Electronic control unit 32 ROM
33 RAM
34 CPU
46 Precious metal catalyst 47 NO _X absorbent

Claims

内燃機関の機関排気通路内に流入する排気ガスの空燃比がリーンの時には排気ガス中に含まれるＮＯ_Ｘを吸蔵し流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸蔵したＮＯ_Ｘを放出するＮＯ_Ｘ吸蔵触媒を配置し、前記ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯ_Ｘ量が予め定められた許容量を超えたときに、前記ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の温度をＳＯ_Ｘ放出可能な温度まで上昇させると共に、前記ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチにして硫黄被毒回復処理を行なうようにした内燃機関の排気浄化装置において、
前記硫黄被毒回復処理をすべき時に、再生温度と前記再生温度により定まる再生時間とから前記ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の熱劣化量を算出して、前記熱劣化量が最小になる前記再生温度および前記再生時間を選定する選定手段を備え、選定された前記再生温度と前記再生時間により前記硫黄被毒回復処理を行なうことを特徴とする、内燃機関の排気浄化装置。 When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the engine exhaust passage of the internal combustion engine is lean, the NO _X contained in the exhaust gas is occluded, and when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing in becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich, the occluded NO _X is The NO _X storage catalyst to be released is arranged, and when the amount of SO _X stored in the NO _X storage catalyst exceeds a predetermined allowable amount, the temperature of the NO _X storage catalyst is increased to a temperature at which SO _X can be released. In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, the sulfur poisoning recovery process is performed by raising the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO _X storage catalyst while increasing the stoichiometric air-fuel ratio or rich.
When should the sulfur poisoning recovery process, to calculate the thermal degradation of the _the NO _X storage catalyst and a reproduction time determined by the regeneration temperature and the regeneration temperature, the regeneration temperature and the said heat deterioration amount is minimized An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising selection means for selecting a regeneration time, and performing the sulfur poisoning recovery process according to the selected regeneration temperature and the regeneration time.

前記ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯ_Ｘ吸蔵量を検知するＳＯ_Ｘ吸蔵量検知手段と、
前記硫黄被毒回復処理を開始するまでの前記ＮＯ_Ｘ吸蔵触媒の熱劣化量を算出して、前記熱劣化量に基づいて前記硫黄被毒回復処理の開始時期を設定する再生時期設定手段と、
前記硫黄被毒回復処理を開始するときのＳＯ_Ｘ吸蔵量と前記再生温度とから前記再生時間を算出する再生時間算出手段と
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。 And SO _X storage amount detecting means for detecting the SO _X storage amount occluded in the _the NO _X storage catalyst,
A regeneration time setting means for calculating a thermal deterioration amount of the NO _X storage catalyst until the sulfur poisoning recovery process is started, and setting a start timing of the sulfur poisoning recovery process based on the thermal deterioration amount;
The exhaust of the internal combustion engine according to claim 1, further comprising a regeneration time calculating means for calculating the regeneration time from the SO _X storage amount when starting the sulfur poisoning recovery process and the regeneration temperature. Purification equipment.

前記選定手段は、複数の前記再生温度に対して各々の前記熱劣化量を算出して、前記熱劣化量が最小になる前記再生温度を選定することを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The selection means calculates the thermal deterioration amount for each of a plurality of regeneration temperatures, and selects the regeneration temperature that minimizes the thermal deterioration amount. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine as described.

前記選定手段は、前記再生時間および前記再生温度に依存する熱劣化の速度により前記熱劣化量を算出する実験式を有し、前記実験式により前記熱劣化量が最小になる前記再生温度を選定することを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The selection means has an empirical formula for calculating the amount of thermal degradation based on the rate of thermal degradation depending on the regeneration time and the regeneration temperature, and selects the regeneration temperature that minimizes the amount of thermal degradation based on the empirical formula. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that:

前記選定手段は、前記再生時間の上限時間を有し、前記上限時間内で前記熱劣化量が最も小さくなる前記再生温度を選定することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。 The said selection means has the upper limit time of the said reproduction | regeneration time, and selects the said reproduction | regeneration temperature with which the said amount of thermal degradation becomes the minimum within the said upper limit time, The said any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. Exhaust gas purification device for internal combustion engine.

前記再生時期設定手段は、前記排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘの吸蔵を行なうために要求される前記ＳＯ_Ｘ吸蔵量の範囲のうち、前記ＳＯ_Ｘ吸蔵量が最大になる時期を前記硫黄被毒回復処理の開始時期に設定することを特徴とする、請求項２から５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。 The regeneration time setting means determines the time when the SO _X occlusion amount is maximized from the range of the SO _X occlusion amount required for occlusion of NO _X contained in the exhaust gas. 6. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the exhaust gas purification apparatus is set at a processing start time.