JP2001152837A

JP2001152837A - エンジンの排気浄化装置

Info

Publication number: JP2001152837A
Application number: JP33108999A
Authority: JP
Inventors: Junichi Taga; 淳一田賀; Michihiro Imada; 道宏今田; Tatsuo Yamauchi; 健生山内; Kiyotaka Mamiya; 清孝間宮
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2001-06-05

Abstract

(57)【要約】【課題】排気通路のＮＯｘ吸収材から付着したイオウ
成分を放出する際に、ＮＯｘ吸収材へのイオウ成分の付
着量を正確に推定することを課題とする。【解決手段】ＮＯｘ吸収材へのイオウ成分の付着量
を、連続リーン運転時間を考慮に入れて推定する。特
に、連続リーン運転時間が短いときほど、イオウ成分の
付着速度が小さくなり、また、連続リーン運転時間が長
いときほど、同じくイオウ成分の付着速度が小さくなる
特性を用いてイオウ成分の付着量を推定する。ＮＯｘ吸
収材へのイオウ成分の付着量の推定精度が向上し、イオ
ウ放出処理を無駄なく効率よく遂行することが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの排気浄化
装置、特に排気通路にＮＯｘ吸収材が配設されたエンジ
ンの排気浄化装置に関し、排気ガス浄化の技術分野に属
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両用等のエンジンにおいて
は、排気ガス中に含まれるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ
（炭化水素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等の有害成分を除
去する装置として三元触媒が用いられる。しかし、近年
における燃費性能の向上を目的とした直噴成層燃焼方式
等を採用するエンジンの場合、排気ガス中の酸素濃度が
高くなるため、ウィンドウが理論空燃比近傍の狭い範囲
にある従来の三元触媒ではＮＯｘを充分に除去できない
という問題が発生する。

【０００３】これに対処するものとして、排気通路に、
空燃比がリーン（酸素過剰状態）のときには排気ガス中
のＮＯｘを吸収し、空燃比がリッチ（酸素不足状態）に
なれば吸収していたＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収材を用
いた触媒装置（ＮＯｘ触媒装置）を配置することが知ら
れている。これによれば、空燃比を適切に制御すること
により、リーン状態では、ＮＯｘが上記ＮＯｘ吸収材に
吸収されて、外部への排出が抑制され、またリッチ状態
では、ＮＯｘが上記ＮＯｘ吸収材から放出されて、多量
に存在するＣＯ，ＨＣと反応し、やはり外部への排出が
抑制される。その結果、成層燃焼方式を採用するエンジ
ンのＮＯｘ排出量を効果的に低減させることが可能とな
る。

【０００４】しかし、上記のＮＯｘ吸収材は、例えば燃
料中に含まれるイオウ成分等の他の物質とも結びつきや
すく、その付着量の増大によりＮＯｘ吸収能力が低下す
るという問題がある。特に、この種のＮＯｘ吸収材とし
て効果の高いバリウムを用いたものはＳＯｘ（イオウ酸
化物）と結びつきやすく、その付着量の増加によりＳＯ
ｘ被毒状態となってＮＯｘ浄化能力が著しく低下するの
である。

【０００５】このようなＮＯｘ吸収材のＳＯｘ被毒を解
消する方法としては、ＮＯｘ吸収材を、例えば６００〜
６５０℃以上の高温に加熱することが有効であると知ら
れている。すなわち、一般に、ＮＯｘ吸収材に付着した
イオウ成分の付着量を推定していき、その推定量が所定
の付着量以上となれば、排気ガスの温度を上昇させるこ
とによりＮＯｘ吸収材を上記のイオウ放出可能温度にま
で昇温して、イオウ成分をＮＯｘ吸収材から放出させる
のである。そして、そのイオウ成分の放出処理によりＮ
Ｏｘ吸収材から放出されたイオウ成分の放出量を推定し
ていき（あるいは、ＮＯｘ吸収材に残存しているイオウ
成分の残存量を推定していき）、その推定量が所定の放
出量以上となれば（同じく、所定の残存量以下となれ
ば）、該イオウ成分の放出を終了するのである。

【０００６】その場合に、排気ガス温度を上昇させる方
法としては、点火時期を遅角（リタード）させること
や、燃料を分割噴射することが有効であると知られてい
る。これらの点火時期のリタードや燃料の分割噴射は、
いずれも、燃料の未燃成分を増やし、該未燃成分をＮＯ
ｘ吸収材に近い排気通路内でいわゆる「後燃え」させる
ことにより、ＮＯｘ吸収材に流れ込む排気ガスの温度を
上昇させるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、イオウ放出
処理を実行するかどうかの判断基準となるＮＯｘ触媒へ
のイオウ付着量は直接測定することができず、一般に、
推定により定められる。そして、その推定精度が低下
し、推定量に誤差があると、実際よりも多い量のイオウ
付着量が推定されたときは、すでにイオウが完全に除去
されているのに、無駄にイオウ放出処理が続けられるこ
とになり、一方、実際よりも少ない量のイオウ付着量が
推定されたときには、まだイオウが完全には除去されて
いないのに、早々とイオウ放出処理が終了してしまうこ
とになる。

【０００８】そこで、特開平９−３１７４４７号公報に
は、イオウ成分がＮＯｘ吸収材に吸着されずに通過して
しまう量を推定値から除去することにより、イオウ成分
の付着量の推定の正確化を図ることが提案されている。
その場合に、イオウ推定付着量は、まず、イオウ成分の
発生源である燃料の供給量を基本として、該燃料供給量
が多いほどイオウ付着量が多くなるように推定される。

【０００９】そして、推定されたイオウ付着量は、排気
ガス温度や、すでに触媒に付着しているイオウ付着量
（既イオウ付着量）に基いて補正される。排気ガス温度
に基く補正は、予め実験的に求められた特性を用いて行
なわれる。また、すでに付着しているイオウ付着量に基
く補正は、すでに付着しているイオウ付着量が多いほど
新規のイオウ付着量が少なくなるような特性を用いて行
なわれる。

【００１０】一方、空燃比がリーンの状態での運転中に
ＮＯｘ吸収材に吸収されたＮＯｘ成分を放出させるため
に（ＮＯｘパージ）、例えば、所定の時間間隔で、空燃
比がリーンの状態での運転と、空燃比が該リーン状態に
比べてリッチ側にシフトした状態での運転とを切り換え
る場合がある（リッチスパイク運転）。また、本来的
に、運転者の運転操作に応じても、エンジンの運転状態
の変化に伴い、目標とする空燃比が変わって、空燃比が
リーンの状態での運転と、空燃比が該リーン状態に比べ
てリッチ側にシフトした状態での運転との切換えが行な
われる。ここで、ＳＯｘ被毒もまた、リーン状態におい
て促進され、ＣＯ濃度の増加により抑制される傾向にあ
る。

【００１１】したがって、この場合、排ガス中のＮＯｘ
濃度の高いリーン状態での運転時間が短ければそれだけ
イオウの付着量も少なく、逆に、長ければそれだけイオ
ウの付着量も多いと考えられる。しかし、本発明者ら
が、リーン状態での運転時間とイオウ付着量との関係を
鋭意詳細に検討研究を重ねたところ、もちろん、リーン
時間が長くなるほど累積のイオウ付着量は増加するので
はあるが、イオウの付着速度がリーン時間によって変わ
り、そして、その変わり方が必ずしも予想したような単
純なものではなかったのである。

【００１２】すなわち、本発明者らは、リーン状態での
運転時間、それも連続運転時間が、イオウ被毒量に大き
く影響を及ぼすことを見出して本発明を完成したもので
ある。本発明者らは、燃料供給量、排気ガス温度等の因
子をいろいろに変えて、エンジンをリーン状態で連続運
転した結果、その他の種々の因子が同じでも、連続リー
ン時間が異なれば、イオウの付着速度がある種の傾向で
変化することを見出した。つまり、リーン運転連続時間
が短くなればなるほど、イオウ成分の付着速度が小さく
なり、また、リーン運転連続時間が長くなっても、同じ
くイオウ成分の付着速度が小さくなるのである。つま
り、イオウ付着速度が最大となるリーン運転連続時間
（被毒速度ピーク時間）が存在するのである。

【００１３】このことは、例えば、イオウ付着速度が最
大となるリーン運転連続時間を５分間とすると、同じ５
分のリーン運転であっても、１分のリーン運転を５回行
ったときに比べて、５分のリーン運転を１回行ったとき
の方が、累積のイオウ付着量が多くなることを意味す
る。また、例えば、同じ２０分のリーン運転であって
も、２０分のリーン運転を１回行ったときに比べて、５
分のリーン運転を４回行ったときの方が、これまた累積
のイオウ付着量が多くなることを意味する。

【００１４】このような現象については、連続リーン運
転時間が被毒速度ピーク時間より短いときは、イオウ成
分とＮＯｘ吸収材の構成成分（例えばバリウム）との接
触時間が短く、イオウ成分とバリウム等の触媒構成成分
とが安定した化合物に反応する時間が足らず、結合が弱
くて、次にリッチ雰囲気になったときに、イオウ成分は
そのまま触媒表面から離脱するから、付着率が低下し
て、リーン運転連続時間が短くなればなるほど、イオウ
成分の付着速度が小さくなるものと思われる。

【００１５】また、連続リーン運転時間がピーク時間よ
り長くなると、多量のＮＯｘがすでに触媒に吸収されて
いるから、イオウ成分が付着することのできるスペース
がＮＯｘ吸収材において極端に減少し、イオウ成分の付
着率が低下して、やはり同様に、リーン運転連続時間が
長くなればなるほど、イオウ成分の付着速度が小さくな
るものと考えられる。

【００１６】そこで、本発明は、以上の知見に基づき、
ＮＯｘ吸収材へのイオウ成分の付着量を連続リーン運転
時間を考慮に入れてより正確に推定することを課題とす
る。以下、その他の課題を含め、本発明を詳細に説明す
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記課題を解
決するため、本願の特許請求の範囲における請求項１に
記載の発明は、酸素過剰雰囲気で排気ガス中のＮＯｘ成
分を吸収し、酸素濃度の低下によりＮＯｘ成分を放出す
るＮＯｘ吸収材を排気通路に備えると共に、該ＮＯｘ吸
収材に付着したイオウ成分の量を推定するイオウ成分付
着量推定手段と、該推定手段で推定されたイオウ成分の
付着量が所定の付着量以上となったときにイオウ成分を
ＮＯｘ吸収材から放出させるイオウ成分放出手段とを有
するエンジンの排気浄化装置であって、空燃比がリーン
の状態での運転が連続している時間を計測するリーン運
転連続時間計測手段と、該計測手段で計測された時間に
基いて、上記推定手段で推定されたイオウ成分の付着量
を補正するイオウ成分付着量補正手段とが設けられてい
ることを特徴とする。

【００１８】この発明によれば、例えば燃料供給量を基
本として、これに排ガス温度や、既イオウ付着量等に基
く補正を施したイオウ成分の付着量を、さらに、空燃比
がリーンの状態での運転が連続している時間に基いて補
正するように構成したから、より正確なイオウ付着量の
推定が実現する。

【００１９】次に、請求項２に記載の発明は、上記請求
項１に記載の発明において、燃料供給量に関連する値を
検出する燃料供給量検出手段が設けられ、イオウ成分付
着量推定手段は、この検出手段で検出された燃料供給量
関連値に基いてイオウ成分の付着量を推定することを特
徴とする。

【００２０】この発明によれば、特に、イオウ成分の発
生源である燃料の供給量を基本として、イオウ成分の付
着量を推定するから、適正なイオウ付着量の推定が実現
する。

【００２１】次に、請求項３に記載の発明は、上記請求
項１又は２に記載の発明において、イオウ成分付着量補
正手段は、リーン運転連続時間計測手段で計測された時
間が短いときほど、イオウ成分の付着速度が小さくな
り、また、リーン運転連続時間計測手段で計測された時
間が長いときほど、同じくイオウ成分の付着速度が小さ
くなる特性を用いてイオウ成分の付着量を補正すること
を特徴とする。

【００２２】この発明によれば、特に、前述したような
本発明者らの知見に基く特性でイオウ成分の付着量が推
定される。つまり、例えば、リーン運転が１分間連続し
たときの推定イオウ付着量は、リーン運転が５分間連続
したときの推定イオウ付着量の５分の１ではなく、それ
以下の量のイオウが付着したと推定される。また、リー
ン運転が２０分間連続したときの推定イオウ付着量は、
リーン運転が５分間連続したときの推定イオウ付着量の
４倍ではなく、それ以下の量のイオウが付着したと推定
される。ただし、リーン運転連続時間が長くなればなる
ほど推定量自体の累積値が大きくなっていくことはいう
までもない。

【００２３】次に、請求項４に記載の発明は、上記請求
項３に記載の発明において、イオウ成分付着量補正手段
は、排気ガス温度、又はすでにＮＯｘ吸収材に付着して
いるイオウ成分の量の少なくともいずれかに応じてイオ
ウ成分の付着量を補正することを特徴とする。

【００２４】この発明によれば、特に、従来知られるよ
うに、排ガス温度や、既イオウ付着量等に基く補正も施
すので、イオウ成分の付着量の推定がより精度よく行な
われる。

【００２５】次に、請求項５に記載の発明は、上記請求
項１ないし４のいずれかに記載の発明において、空燃比
がリーンの状態での運転中にＮＯｘ吸収材に吸収された
ＮＯｘ成分を放出させるために、所定の時間間隔で、空
燃比がリーンの状態での運転と、空燃比が該リーン状態
に比べてリッチ側にシフトした状態での運転とを切り換
えると共に、運転者の運転操作に応じても、空燃比がリ
ーンの状態での運転と、空燃比が該リーン状態に比べて
リッチ側にシフトした状態での運転とを切り換えるエン
ジン運転手段が設けられていることを特徴とする。

【００２６】この発明によれば、例えば、飽和したＮＯ
ｘ成分をＮＯｘ吸収材から放出させるために、運転者の
運転操作とは無関係に、定期的に、所定の周期で、一定
時間、リーン運転（λ＞１）から理論空燃比（λ＝１）
運転やリッチ運転（λ＜１）に切り換えたり（リッチス
パイク運転）、あるいは、運転者の運転操作に応じて、
例えば、加速要求時や全負荷時には、同じく、リーン運
転から理論空燃比運転やリッチ運転に切り換えたりする
場合に、イオウ成分の付着推定量が、連続リーン運転時
間に基いて補正される。

【００２７】その結果、例えば、リッチスパイク運転に
より、運転者の運転操作とは無関係に、定期的に、リー
ン運転からリッチ側の運転に切り換えられた場合であれ
ば、その周期が分かっているから、イオウ付着の推定量
がバラつくことは少ないが、運転者の運転操作に応じて
リーン運転からリッチ側の運転に切り換えられた場合に
は、そのとき毎に連続リーン運転時間が異なり、イオウ
付着量の推定がより大きな重みをもつようになる。した
がって、その場合に、本発明を適用することにより、精
度のよいイオウ推定量が得られ、本発明の効果が顕著化
する。

【００２８】また、ＮＯｘ放出のために行うリッチスパ
イク運転の周期を、イオウ付着速度が小さいリーン運転
時間に設定すると、時間の経過の割にＮＯｘ吸収材のイ
オウ付着量、つまりイオウ被毒状態が低減され、ＮＯｘ
触媒装置のＮＯｘ吸蔵能力ないし触媒機能の低下が抑制
される。以下、発明の実施の形態を通して本発明をさら
に詳しく説明する。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は、直噴成層燃焼式エンジン
の制御システムを示すもので、エンジン１の本体２には
ピストン３によって画成された複数の燃焼室４が設けら
れ、該燃焼室４の上部中央に点火プラグ５が配設されて
いると共に、側部には燃焼室４内に直接燃料を噴射する
インジェクタ６が設置されている。

【００３０】また、このエンジン１には、吸気弁７及び
排気弁８を介して上記燃焼室４にそれぞれ通じる吸気通
路９及び排気通路１０が設けられており、吸気通路９に
は、上流側からエアクリーナ１１、エアフローセンサ１
２、スロットルバルブ１３及びサージタンク１４が設け
られている。

【００３１】そして、このサージタンク１４の下流側は
各気筒ごとに分岐した独立吸気通路９ａとされていると
共に、各独立吸気通路９ａの燃焼室４を臨む下流端部が
第１通路９ｂと第２通路９ｃとに分割され、第２通路９
ｃに備えられたスワール生成弁１５を閉じたときに、第
１通路９ｂから燃焼室４に導入される吸気により該燃焼
室４内にスワールが生成されるようになっている。

【００３２】一方、排気通路１０には、理論空燃比（λ
＝１）近傍で排気ガス中のＣＯ，ＨＣ及びＮＯｘを同時
に除去する三元触媒装置１６が配置されていると共に、
この三元触媒装置１６の下流側には、特に排気ガス中の
ＮＯｘを除去するＮＯｘ触媒装置１７が配置されてい
る。このＮＯｘ触媒装置１７は、空燃比がリーン状態
（λ＞１）での運転時に三元触媒装置１６で浄化されず
に流れ込んでくるＮＯｘを吸収してその外部への排出を
抑制すると共に、空燃比が理論空燃比近傍ないしリッチ
状態（λ≦１）になったときに、吸収していたＮＯｘを
放出してリッチ状態で排気ガス中に多量に存在するＣ
Ｏ，ＨＣと反応させることにより、同じくＮＯｘの外部
への排出を抑制するもので、バリウムを主成分とし、カ
リウム、マグネシウム、ストロンチウム及びランタン等
を含むＮＯｘ吸収材を内装する。

【００３３】また、この排気通路１０における上記三元
触媒装置１６の上流側所定位置と、吸気通路９における
サージタンク１４の上流側所定位置との間には、排気通
路１０内を流れる排気ガスの一部を吸気通路９に還流す
る排気還流通路１８が設けられていると共に、この通路
１８の吸気通路９との合流部近傍には排気ガスの還流量
を調節する排気還流制御弁１９が設置されている。

【００３４】さらに、このエンジン１には、コントロー
ルユニット（以下、「ＥＣＵ」と記す）２０が備えら
れ、このＥＣＵ２０に、上記エアフローセンサ１２から
の吸入空気量を示す信号、スロットルバルブ１３の開度
を検出するスロットル開度センサ２１からの信号、排気
還流制御弁１９の開度を検出する還流量センサ２２から
の信号、サージタンク１４内の吸気負圧を検出するブー
ストセンサ２３からの信号、インジェクタ６に供給され
る燃料の圧力を検出する燃圧センサ２４からの信号、エ
ンジン本体２内における冷却水の温度を検出する水温セ
ンサ２５からの信号、燃焼室４に近い側に設けられ、排
気ガス中の残存酸素濃度から燃焼室４に供給されている
混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチかリーンかを検
出する第１Ｏ₂センサ２６からの信号、排気ガスの温
度、より詳しくはＮＯｘ触媒装置１７に流入する直前の
排気ガス温度を検出する排気温センサ２７からの信号、
例えばＮＯｘ触媒装置１７のイオウ被毒状態を所定の時
期に検出するための第２Ｏ₂センサ２８からの信号、エ
ンジン１の回転数を検出するエンジン回転センサ２９か
らの信号、当該車両の運転者の操作によるアクセルペダ
ルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ３０から
の信号、吸気の温度を検出する吸気温センサ３１からの
信号、大気圧を検出する大気圧センサ３２からの信号等
が入力されるようになっている。

【００３５】そして、ＥＣＵ２０は、これらの信号が示
すエンジン１の運転状態等に応じて、上記スロットルバ
ルブ１３を駆動するアクチュエータ３３、排気還流制御
弁１９、インジェクタ６、スワール生成弁１５を駆動す
るアクチュエータ３４、及び点火プラグ５を点火させる
点火回路３５等にそれぞれ制御信号を出力し、スロット
ルバルブ１３の開度の制御、排気ガスの還流制御、燃料
噴射量及び噴射時期の制御、スワールの生成制御、及び
点火時期の制御等を総合的に行うようになっており、特
に、これらの制御の一環として、上記ＮＯｘ触媒装置１
７によるＮＯｘ浄化制御及び該触媒装置１７のイオウ被
毒解消制御を行うようになっている。以下、これらのＮ
Ｏｘ浄化制御及びイオウ被毒解消制御について説明す
る。

【００３６】まず、ＮＯｘ浄化制御を概説する。図２
は、このエンジン１の目標空燃比マップである。同図に
示すように、このマップにおいては、エンジン回転数と
エンジン負荷とをパラメータとするエンジンの運転領域
が、低中回転低中負荷の第１の領域Ａと、高回転高負荷
の第２の領域Ｂと、これらの領域Ａ，Ｂの間に設けられ
た第３の領域Ｃと、所定エンジン回転数以上の低負荷領
域に設けられ、燃焼室４内への燃料の噴射が停止される
燃料カット領域Ｄとに分割されている。

【００３７】最も運転頻度の高い第１の領域Ａは、空燃
比（Ａ／Ｆ）を大きくするリーン運転領域である。この
リーン運転領域Ａにおけるリーン運転時は、燃料を圧縮
行程中に噴射し（後期噴射）、燃料を点火プラグ５の近
傍に偏在させて成層燃焼させる。このリーン運転時は、
排ガス中のＣＯやＨＣの排出量が少なくなる一方、酸素
濃度及びＮＯｘ濃度が高くなる。しかし、ＮＯｘはＮＯ
ｘ触媒装置１７に吸収されるから、燃費性能と排気性能
とが共に向上することになる。

【００３８】また、高速運転時や加速時等の運転領域で
ある第２の領域Ｂは、空燃比を小さくするリッチ運転領
域である。このリッチ運転領域Ｂにおけるリッチ運転時
は、燃料を吸気行程中に噴射し（前期噴射）、燃料を燃
焼室４内で充分に気化霧化させる。このリッチ運転時
は、排ガス中のＣＯやＨＣの排出量が多くなる一方、酸
素濃度及びＮＯｘ濃度が低くなる。しかし、ＮＯｘ触媒
装置１７に吸蔵されていたＮＯｘと、ＣＯ，ＨＣとが酸
化還元反応するから、良好なトルクが得られると共に排
気性能が向上することになる。

【００３９】さらに、第３の領域Ｃは、空燃比を理論空
燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）にする理論空燃比運転領域
（λ１運転領域）である。この理論空燃比運転領域Ｃに
おける理論空燃比運転時は、上記リッチ運転時と同様、
燃料を吸気行程中に噴射し（前記噴射）、燃料を燃焼室
４内で充分に気化霧化させる。この理論空燃比運転時
は、排ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘが三元触媒装置１６
によって同時に浄化される。

【００４０】図３のタイムチャートに示すように、リー
ン運転が継続するに伴い、ＮＯｘ触媒装置１７に吸収さ
れるＮＯｘの量が増加していく。これをそのまま放置す
ると、そのうち飽和状態となり、ＮＯｘ触媒装置１７の
触媒機能が低下するから、吸収したＮＯｘを放出するた
めに、図中符号アで示す所定の周期で、符号イで示す所
定時間だけ、空燃比を理論空燃比（λ＝１）とする。明
らかに、上記所定周期アは、ＮＯｘ触媒装置１７がＮＯ
ｘ飽和状態になるより短い周期に設定されている。これ
により、ＮＯｘ触媒装置１７のＮＯｘ吸蔵能力が回復
し、再びＮＯｘを安定的に吸収できるようになる。

【００４１】ＮＯｘ触媒装置１７に吸収されたＮＯｘ
は、このように定期的且つ意図的に放出処理されるほ
か、運転者の運転操作に応じて、例えば、図中符号ウで
示すように運転領域がリーン運転領域Ａからリッチ運転
領域Ｂに切り換わったときや、理論空燃比運転領域Ｃに
切り換わったときにも、該触媒装置１７から放出され、
ＮＯｘ触媒装置１７のＮＯｘ吸蔵能力が回復することに
なる。

【００４２】次に、本発明の特徴部分を構成するＮＯｘ
触媒装置１７のイオウ被毒解消制御を図４のフローチャ
ートに従って説明する。ただし、図４に示したフローチ
ャートは、このイオウ被毒解消制御の具体的動作の一例
を示すものであると共に、主としてリーン運転が継続し
ている場合の動作を代表してよく示すものである。ま
た、図５に示したタイムチャートも、走行中の一時期に
おけるＮＯｘ浄化制御及びイオウ被毒解消制御の動作の
一例を示すものであり、特に、ＮＯｘ吸収量とイオウ付
着量との比率を正確に示すものではなく、その増減して
推移する方向性の一例を示すためのものである。

【００４３】最初に、この制御の基本的なおよその流れ
を説明する。このイオウ被毒解消制御は、イグニッショ
ンスイッチがオンである期間中繰り返し実行される。ま
た、このイオウ被毒解消制御は、燃料噴射量、燃料噴射
時期、および点火時期の各制御と無関係なサイクルで実
行される。そして、燃料の供給に伴ってＮＯｘ触媒装置
１７、より詳しくは該触媒装置１７のＮＯｘ吸収材に付
着するイオウ成分量Ｓａの推定を行なう（ステップＳ
３）。

【００４４】そして、そのイオウ付着量Ｓａが所定量Ｓ
０１以上となり（ステップＳ５で肯定的判定）、且つ、
所定のイオウ放出実行許可条件が満足されている（ステ
ップＳ９で肯定的判定）ときに、イオウ放出処理を実行
する（ステップＳ１０）。このイオウ放出処理は、燃料
の分割噴射や点火時期のリタードによって排気ガス温度
Ｔｍｐを上昇させ、もってＮＯｘ触媒装置１７をイオウ
放出可能温度にまで昇温させることにより行う。

【００４５】そして、このイオウ放出処理によって、Ｎ
Ｏｘ吸収材から放出されたイオウ成分量を推定すること
により、ＮＯｘ吸収材におけるイオウ成分の残存量Ｓｒ
を推定する（ステップＳ１１）。その結果、ＮＯｘ吸収
材におけるイオウ残存量Ｓｒがゼロとなったとき（ステ
ップＳ１２で肯定的判定）に、フラグＦやタイマ類をリ
セットして、今回のイオウ放出処理を終了する（ステッ
プＳ１７）。

【００４６】以上は、イオウ放出実行許可条件が継続し
て満足され、イオウ放出処理がイオウ残存量Ｓｒがゼロ
となるまで円満に遂行された場合である。これに対し、
実行許可条件が運転者の運転操作により満足されず、そ
の結果、ＮＯｘ触媒装置１７のイオウ付着量Ｓａが所定
量Ｓ０１以上となってイオウを除去する必要が生じてい
ても、イオウ放出処理を実質的に開始できない状況（ス
テップＳ９で否定的判定）や、いったん開始したイオウ
放出処理を途中で中断しなければならない状況（ステッ
プＳ１３で否定的判定）が生じ得る。そのようなとき
は、イオウ放出処理が円満に終了したときとは別の処置
が講じられる（ステップＳ１８〜Ｓ２０）。以下、順に
ステップを追って説明する。

【００４７】まず、ステップＳ１で、イオウ被毒時間Ｔ
ｓを計測する。このイオウ被毒時間Ｔｓは、イオウがＮ
Ｏｘ触媒装置１７に付着し始めてからの経過時間であ
る。このイオウ被毒時間Ｔｓは、イオウ放出処理が円満
に終了したときにのみ、ステップＳ１７でリセットされ
るが、ステップＳ９で否定的判定がなされてイオウ放出
処理が開始できないときや、ステップＳ１３およびステ
ップＳ１６で否定的判定がなされてイオウ放出処理が途
中で強制的に中断されたときには、リセットされず、計
測が続けられる。

【００４８】次に、ステップＳ２で、リーン運転の連続
継続時間Ｔｌｎを計測する。このリーン継続時間Ｔｌｎ
の計測は、具体的には、図５のフローチャートに従って
行われ、ステップＳ３１でリーン運転か否かを判定し、
リーン運転のときは、ステップＳ３２でリーン時間Ｔｌ
ｎを計測していく。一方、リーン運転でないときは、ス
テップＳ３３でリーン時間Ｔｌｎをリセットする。ただ
し、それまでにステップＳ３２で計測したリーン時間Ｔ
ｌｎの最後の値はメモリに格納しておく。これにより、
リーン運転がＮＯｘ浄化制御によって定期的に中断した
り、あるいは運転者の運転操作に応じてランダムに中断
する度に、それまで行われていたリーン運転の連続継続
時間Ｔｌｎがメモリに残存する。

【００４９】メインフローに戻り、次に、ステップＳ３
で、ＮＯｘ触媒装置１７のイオウ被毒状態、すなわちイ
オウ付着量Ｓａを推定する。このイオウ付着量Ｓａの推
定は、具体的には、図６のフローチャートに従って行わ
れ、ステップＳ４１で、図１に示す各センサからのデー
タを読み込んだうえで、前回イオウ付着量Ｓａを推定し
てから今回イオウ付着量Ｓａを推定するまでの間にイン
ジェクタ６から噴射された燃料の量（燃料供給量）Ｔｐ
を算出する。

【００５０】次に、ステップＳ４２で、上記燃料供給量
Ｔｐに基づいて、前回イオウ付着量Ｓａを推定してから
今回イオウ付着量Ｓａを推定するまでの間に増加したイ
オウ付着量（すなわち、単位時間当たりにＮＯｘ触媒装
置１７に付着したイオウ付着瞬時量）の基本値Ｓｖを設
定する。ここで、この基本イオウ増加量Ｓｖは、図７に
示すように、イオウの発生源である燃料の上記供給量Ｔ
ｐに略比例する。

【００５１】次に、ステップＳ４３〜Ｓ４５で、上記基
本イオウ増加量Ｓｖに対する補正係数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３
をそれぞれ設定する。すなわち、ステップＳ４３では排
気温センサ２７で検出された排ガス温度Ｔｍｐに基づい
て第１補正係数Ｋ１を、ステップＳ４４では上記ステッ
プＳ２で計測されたリーン運転継続時間Ｔｌｎに基づい
て第２補正係数Ｋ２を、そして、ステップＳ４５ではイ
オウ付着量の前回値（既イオウ付着量）Ｓａ［ｉ−１］
に基づいて第３補正係数Ｋ３を設定する。

【００５２】ここで、第１補正係数Ｋ１は、図８に示す
ように、所定の排ガス温度Ｔｍｐ’をピークにそれより
高くなってもまた低くなっても小さい値に設定される。
また、第２補正係数Ｋ２は、図９に示すように、所定の
リーン運転継続時間Ｔｌｎ’をピークにそれより長くな
ってもまた短くなっても小さい値に設定される。また、
第３補正係数Ｋ３は、図１０に示すように、所定の既イ
オウ被毒量Ｓａ'より多くなったときに小さい値に設定
される。

【００５３】特に第２補正係数Ｋ２が上記のような特性
であるのは、およそ次のような理由による。すなわち、
リーン運転時間Ｔｌｎが長いときは、図１１に模式的に
示すように、ＮＯｘ触媒装置１７に用いられているＮＯ
ｘ吸収材の主成分であるバリウム（Ｂａ）にすでに多量
のＮＯｘやイオウ（Ｓ）が付着している。そのため、新
規にイオウがバリウムに付着し難くなり、単位時間あた
りのイオウ付着量が減少する。

【００５４】また、リーン運転時間Ｔｌｎが短いときに
は、図１２に模式的に示すように、イオウとバリウムと
の接触時間が短くなるため、これらのイオウとバリウム
との間に強固な結合が生成し難くなり、次に理論空燃比
運転やリッチ運転に切り換わったときに、イオウがＮＯ
ｘ同様、放出され易くなり、やはり単位時間あたりのイ
オウ付着量が減少する。

【００５５】つまり、時間の経過とともに累積のイオウ
付着量Ｓａは増加するにしても、例えば、同じ５分間の
リーン運転であっても、１分間のリーン運転を５回行っ
たときに比べて、５分間のリーン運転（図９に示す所定
のリーン運転継続時間Ｔｌｎ’に相当する）を１回行っ
たときの方が、イオウ付着量の累積総量が多くなるので
ある。また、例えば、同じ２０分間のリーン運転であっ
ても、２０分間のリーン運転を１回行ったときに比べ
て、５分間のリーン運転（同じく、図９に示す所定のリ
ーン運転継続時間Ｔｌｎ’に相当する）を４回行ったと
きの方が、同じくイオウ付着量の累積総量が多くなるの
である。

【００５６】したがって、連続リーン運転時間を上記所
定時間Ｔｌｎ’を避けて、それより短くするか、あるい
は長くすることが、イオウ成分をＮＯｘ吸収材に付着さ
せ難くする観点から有利となり、前述のＮＯｘ浄化制御
においてＮＯｘ放出のために定期的に空燃比を理論空燃
比とする周期（ア）は、例えば、上記所定時間Ｔｌｎ’
より短く設定されている。

【００５７】そして、このような特性を有する第２補正
係数Ｋ２で、基本イオウ増加量Ｓｖを補正することによ
り、一層精度の高いイオウ付着量Ｓａの推定が行える。

【００５８】次に、ステップＳ４６で、数１に従って、
上記基本イオウ増加量Ｓｖに第１〜第３補正係数Ｋ１，
Ｋ２，Ｋ３を乗算することにより、補正イオウ増加量Ｓ
ｖ’を算出する。

【００５９】

【数１】そして、ステップＳ４７で、数２に従って、上記補正イ
オウ増加量Ｓｖ’を前回推定した既イオウ付着量Ｓａ
［ｉ−１］に加算することにより、今回のイオウ付着推
定量Ｓａを算出する。

【数２】

【００６０】なお、イオウ被毒、すなわちＮＯｘ吸収材
へのイオウ成分の付着は、排気ガスが先に流入するＮＯ
ｘ触媒装置１７の上流部分から優先して始まる。つま
り、触媒装置１７は一様にはイオウ成分が付着せず、イ
オウ成分は排ガスの通過経路に沿って偏って付着する。
それゆえ、イオウ付着量Ｓａを推定するにあたり、触媒
装置１７を排ガスの通過経路に沿って一般にｎ個のブロ
ックに分割して考え、各ブロック毎にイオウ付着量Ｓａ
［ｊ］（ｊ＝１〜分割数ｎ）を推定して、その総和（Ｓ
ａ［１］＋…＋Ｓａ［ｎ］）を触媒装置１７全体のイオ
ウ付着量Ｓａとすることができる。明らかに、上流側ブ
ロックのイオウ付着量Ｓａ［ｊ］は、下流側ブロックの
それに比べて多く推定されることになる。

【００６１】あるいは、各ブロック毎に推定したイオウ
付着量Ｓａ［ｊ］の平均値（（Ｓａ［１］＋…＋Ｓａ
［ｎ］）／ｎ）を触媒装置１７のイオウ付着量Ｓａを代
表する値として取り扱うようにすることもできる。

【００６２】このような考え方については、後にステッ
プＳ１１でさらに詳しく述べる。

【００６３】メインフローに戻り、次に、ステップＳ４
で、フラグＦが１にセットされているか否かを判定し、
フラグＦが１にセットされていない場合、ステップＳ５
で、上記ステップＳ３で推定したイオウ被毒量Ｓａが予
め設定された判定基準量Ｓ０１以上か否かを判定し、基
準量Ｓ０１以上のときに、ステップＳ６で上記フラグＦ
を１にセットし、ステップＳ７以下を実行する。これに
対し、ステップＳ４で、すでにフラグＦが１にセットさ
れている場合は、イオウ被毒量Ｓａが判定基準量Ｓ０１
以上か否かを判定することなく、直ちにステップＳ７以
下を実行する。また、ステップＳ５で、イオウ付着量Ｓ
ａが判定基準量Ｓ０１未満のときは、ステップＳ２に戻
る。

【００６４】ここで、上記判定基準量Ｓ０１は、例えば
触媒装置１７のＮＯｘ浄化効率が８０％にまで低下する
ときのイオウの付着量等に設定される。すなわち、上記
フラグＦは、触媒装置１７のＮＯｘ浄化効率がＮＯｘエ
ミッションに影響を及ぼすほどに低下するぐらいの量の
イオウ成分が該触媒装置１７に付着しているかどうかを
表示するイオウ除去要求フラグである。

【００６５】ステップＳ７では、ＮＯｘ触媒装置１７に
対するイオウ放出処理実行時の排ガス温度Ｔｍｐの標準
的な目標値である第１目標温度Ｔ１を設定する。この第
１目標温度Ｔ１は、ステップＳ１で計測したイオウ被毒
時間Ｔｓに基づいて設定される。その場合に、図１３に
示すように、第１目標温度Ｔ１は６５０℃と７００℃と
の間の温度に設定され、イオウ被毒時間Ｔｓが長いとき
は、短いときに比べて、高い温度に設定される。また、
第１目標温度Ｔ１を、さらに、ステップＳ３で推定した
イオウ付着量Ｓａに基づいて補正してもよい。この場合
も、図１３に準じて、第１目標温度Ｔ１は、イオウ付着
量Ｓａが多いときは、少ないときに比べて、高い温度に
補正される。

【００６６】なお、上記イオウ被毒時間Ｔｓは、前述し
たように、ステップＳ９で否定的判定がなされてイオウ
放出処理が開始できないときや、ステップＳ１３および
ステップＳ１６で否定的判定がなされてイオウ放出処理
が途中で強制的に中断されたときにはリセットされずに
計測が続けられるから、そのようなときは、ステップＳ
９およびステップＳ１３で肯定的判定がなされ続けてス
テップＳ１７でイオウ放出処理が円満に終了したときに
比べて、長いイオウ被毒経過時間Ｔｓが計測され、高い
第１目標温度Ｔ１が設定される。これにより、長期間に
亘って付着しているイオウ成分を効率よく速やかに放出
除去することが可能となる。

【００６７】次に、ステップＳ８で、イオウ放出処理実
行時の排気ガス温度Ｔｍｐの最終値Ｔ０を選択する。す
なわち、上記ステップＳ７で設定した第１目標温度Ｔ１
と、後述するステップＳ１９で設定した第２目標温度Ｔ
２とを比較し、高い方を目標排ガス温度Ｔ０として最終
的に選択するのである。

【００６８】ここで、ステップＳ１９は、イオウ放出実
行許可条件が満足されないことにより、イオウ放出処理
が実質的に開始できないとき（ステップＳ９で否定的判
定があったとき）、あるいは、いったん開始したイオウ
放出処理が途中で強制終了するとき（ステップＳ１３で
否定的判定があったとき）に実行されるルーティンであ
る。したがって、イオウ放出処理が円満に最後まで遂行
されたとき（ステップＳ１２で肯定的判定があったと
き）は、第２目標温度Ｔ２は設定されず、このステップ
Ｓ８において、ステップＳ７で設定した第１目標温度Ｔ
１がそのまま無条件に最終目標排ガス温度Ｔ０に選択さ
れる。

【００６９】なお、ステップＳ１０のイオウ放出処理で
は、この最終目標排気ガス温度Ｔ０が実現するように、
燃料の分割噴射や点火時期のリタードが行なわれ、その
結果、ＮＯｘ触媒装置１７に付着したイオウ成分が除去
される。その場合に、ステップＳ１０のイオウ放出処理
の開始時一定期間においては、上記の最終目標排ガス温
度Ｔ０よりも所定温度だけ高い温度を目標温度としても
よい。これにより、排気ガス温度Ｔｍｐの立ち上がりが
促進され、イオウ成分が放出処理開始後速やかに除去さ
れ始める。図１３に示す破線は、例えば第１目標温度Ｔ
１がそのまま最終目標排ガス温度Ｔ０に選択された場合
において、そのようにイオウ放出処理の開始時一定期間
においてのみ設定する最終目標排ガス温度Ｔ０よりも高
い目標温度を例示するものである。

【００７０】次いで、ステップＳ９で、イオウ放出実行
許可条件が満足されているか否かの判定を行う。すなわ
ち、車速Ｖがイオウ放出処理を実行しても不具合のない
所定車速Ｖ０１以上であるか否かを判定するのである。

【００７１】なお、ここでイオウ放出実行許可条件を車
速で設定したのは、低車速時にイオウ放出処理のために
分割噴射や点火時期のリタードを行っても排気ガス温度
Ｔｍｐがイオウ放出可能温度である目標温度Ｔ０（例え
ば、この実施の形態においては、図１３より、Ｔ０≧６
５０℃）まで上昇せず効率のよいイオウ放出処理が実現
しないこと、低車速時にイオウ放出処理のために分割噴
射や点火時期のリタードを行うとエンジン出力が過度に
不安定化することなどの理由による。しかし、イオウ放
出実行許可条件は、これに限られず、一般に、イオウ放
出処理を実行することにより何らかの不具合が随伴す
る、あるいは随伴する不具合が相対的に大きくなるよう
な状況を排除する目的で他のパラメータを用いて設定し
てもよい。

【００７２】車速Ｖが上記所定車速Ｖ０１以上であると
判定した場合はステップＳ１０に進んでイオウ放出処理
を実行し、車速Ｖが上記所定車速Ｖ０１以上でないと判
定した場合にはイオウ放出処理を実行せずにステップＳ
１８に進む。

【００７３】ステップＳ１０のイオウ放出処理は図１４
に示すフローチャートに従って行なわれる。まず、ステ
ップＳ５１で、現在用いている図２に示す通常時の目標
空燃比マップを、図１５に示すイオウ放出処理時の目標
空燃比マップに切り換える。ここで、このイオウ放出処
理時の目標空燃比マップにおいては、全運転領域が理論
空燃比領域Ｃとされている。すなわち、現在行なわれて
いるリーン運転を禁止して強制的に理論空燃比運転（λ
１運転）とすると共に、燃料カット（Ｆ／Ｃ）を禁止す
るのである。理論空燃比運転とすることにより、排気ガ
ス中のＣＯ濃度が高くなり、ＮＯｘ吸収材に付着したイ
オウ成分が放出され易い環境が生成される。また、燃料
カットを禁止することにより、燃料が常に供給され、燃
料噴射制御を利用したイオウ放出処理が安定して遂行さ
れることになる。

【００７４】次いで、ステップＳ５２で、分割噴射領域
か否かを判定する。つまり、現在のエンジン１の運転状
態が、イオウ放出のための排気ガスの昇温を燃料の分割
噴射によって行う運転領域内にあるかどうかを判定する
のである。ここで、分割噴射領域は、図１５のイオウ放
出処理時のマップにおいて、中回転中負荷領域（斜線を
施した全部分）に設定されている。

【００７５】分割噴射領域である場合は、ステップＳ５
３，Ｓ５４で、燃料の後期噴射量および後期噴射時期を
設定する。ここで、後期噴射とは、図２の通常時マップ
と同様、燃料を圧縮行程中に噴射することであり、燃料
を吸気行程中に噴射する前期噴射に比べて燃料の気化霧
化が進まず、未燃成分が増加する。

【００７６】ステップＳ５３での後期噴射量Ｔｐｔの設
定は、数３に従って、吸入空気量などから別途定められ
る全燃料噴射量Ｔｐに、後期噴射量係数Ｋ４，Ｋ５（い
ずれも１未満の値）を乗算することにより行なわれる。

【００７７】

【数３】

【００７８】ここで、第４の補正係数である、第１後期
噴射量係数Ｋ４は、目標排ガス温度Ｔ０（イオウ放出処
理の開始時一定期間は目標排ガス温度Ｔ０を所定温度だ
け高くする場合も含む）に基いて定められ、図１６に示
すように、目標温度Ｔ０が高いほど大きな値に設定され
る。また、第５の補正係数である、第２後期噴射量係数
Ｋ５は、実排ガス温度Ｔｍｐに基いて定められ、図１７
に示すように、実排ガス温度Ｔｍｐが低いほど大きな値
に設定される。したがって、目標排ガス温度Ｔ０が高い
ほど、また、実排ガス温度Ｔｍｐが低いほど、後期噴射
量Ｔｐｔが多くなる。その結果、燃料の未燃成分が一層
増加し、ＮＯｘ触媒装置１７におけるＮＯｘ吸収材の温
度がより上昇されることになる。

【００７９】一方、ステップＳ５４では、後期噴射時期
は、エンジン負荷が低いときほどより遅くなるように設
定される。したがって、低負荷時で実排ガス温度Ｔｍｐ
が低いほど、後期噴射時期が遅くなり、燃料の気化霧化
がなお一層進まず、未燃成分がより増加して、ＮＯｘ触
媒装置１７におけるＮＯｘ吸収材の温度がより上昇され
ることになる。

【００８０】このようにして設定された後期噴射量Ｔｐ
ｔ及び後期噴射時期はインジェクタ６に制御信号として
出力され、エンジン１に対する燃料噴射量及び噴射時期
の制御に用いられる。

【００８１】次いで、ステップＳ５５で、リタード制御
領域か否かを判定する。つまり、現在のエンジン１の運
転領域が、イオウ放出のための排気ガスの昇温を点火時
期のリタードによって行う運転領域内にあるかどうかを
判定するのである。ここで、リタード制御領域は、図１
５のイオウ放出処理時のマップにおいて、分割噴射領域
のうちの低負荷側の領域（ラインＸより下の密に斜線を
施した部分）に重ねて設定されている。すなわち、この
リタード制御領域では、燃料の分割噴射と点火時期のリ
タードとの両方が行なわれる。

【００８２】リタード制御領域である場合は、ステップ
Ｓ５６で、リタード量を設定する。特に、このステップ
Ｓ５６では、リタード量は、実排ガス温度Ｔｍｐが目標
温度Ｔ０に収束するようにフィードバック制御される。

【００８３】ステップＳ５６のリタード量の設定および
そのフィードバック制御は図１８に示すフローチャート
に従って行なわれる。まず、ステップＳ６１で、排気温
センサ２７で検出される実排ガス温度Ｔｍｐを読み込ん
だうえで、ステップＳ６２で、リタード制御の実行開始
時か否かを判定する。

【００８４】そして、リタード制御の開始時の最初の一
回だけステップ６３に進み、実排ガス温度Ｔｍｐが目標
温度Ｔ０以上であるか否かを判定する。その結果、実排
ガス温度Ｔｍｐが目標温度Ｔ０以上のときは、ステップ
Ｓ６４で、基本リタード量として、予め設定された高温
用リタード量を設定し、目標温度Ｔ０以上でないときに
は、ステップＳ６５で、基本リタード量として、予め設
定された低温用リタード量を設定する。

【００８５】ここで、低温用リタード量は、高温用リタ
ード量に比べて、大きなリタード量に設定されている。
これにより、排気ガス温度Ｔｍｐが低いときは、高いと
きに比べて、より程度の大きい昇温が図られる。

【００８６】一方、リタード制御の開始時でないとき、
つまりリタード制御がすでに開始しているときは、ステ
ップＳ６６に直接進み、実排ガス温度Ｔｍｐが目標温度
Ｔ０以上であるか否かを判定する。その結果、実排ガス
温度Ｔｍｐが目標温度Ｔ０以上のときは、さらにステッ
プＳ６８で、実排ガス温度Ｔｍｐが、目標温度Ｔ０より
ヒステリシスの増分ΔＴ０だけ高い温度（Ｔ０＋ΔＴ
０）以上であるか否かを判定する。そして、そうである
ときには、ステップＳ６９で、リタード量を所定量だけ
減量する。

【００８７】一方、ステップＳ６８でそうでないとき、
つまり、実排気ガス温度Ｔｍｐが、目標温度Ｔ０以上
で、ヒステリシスの増分ΔＴ０だけ高い温度（Ｔ０＋Δ
Ｔ０）未満であるときには、リタード量をそのまま維持
する。

【００８８】さらに、ステップＳ６６で、実排ガス温度
Ｔｍｐが目標温度Ｔ０以上でないと判定されたときは、
ステップＳ６７で、リタード量を所定量だけ増量する。

【００８９】このようにして設定された点火時期のリタ
ード量は点火プラグ５の点火回路３５に制御信号として
出力され、エンジン１に対する点火時期の制御に用いら
れる。

【００９０】以上により、図１４のイオウ放出処理のフ
ローチャートおよび図１５のイオウ放出処理時の空燃比
マップから明らかなように、エンジン１の運転状態が中
回転中負荷領域のうちの高負荷側にある場合（ステップ
Ｓ５２で肯定的判定およびステップＳ５５で否定的判定
の場合）は、排気ガスの昇温のために分割噴射のみ行わ
れる。また、エンジン１の運転状態が中回転中負荷領域
のうちの低負荷側にある場合（ステップＳ５２で肯定的
判定およびステップＳ５５でも肯定的判定の場合）は、
分割噴射と点火時期のリタードとが併せて行われる。

【００９１】しかし、エンジン１の運転状態がもともと
中回転中負荷領域にない場合（ステップＳ５２で否定的
判定の場合）には、分割噴射も点火時期のリタードも行
なわれない。つまり、低回転低負荷時、および高回転高
負荷時には、排気ガスの昇温が実質的に行なわれないの
である。

【００９２】これは、低回転低負荷領域では、排ガス温
度Ｔｍｐがもともと低く、排ガスの昇温を行ってもイオ
ウ放出処理実行可能な目標温度Ｔ０まで上昇しない可能
性があると共に、排ガスの昇温を行うとエンジン１の出
力状態が不安定となる可能性があるから、そのような無
駄を回避する目的である。

【００９３】一方、高回転高負荷領域では、排ガス温度
Ｔｍｐがもともと高く、わざわざ排ガスの昇温を行わな
くてもイオウ放出が行なわれる可能性があると共に、排
ガスの昇温を行うとＮＯｘ吸収材ひいてはＮＯｘ触媒装
置１７が過度に高温となって損傷する可能性があるか
ら、やはりそのような無駄を回避する目的である。

【００９４】そして、このような対策を講じることによ
り、分割噴射やリタードを用いた排ガスの昇温に随伴し
て発生する燃費の悪化やトルクの低下などの不具合もま
た必要最小限に抑制される。

【００９５】さらに、エンジン１の運転状態が中回転中
負荷領域にあり、排ガスの昇温を行う場合においても、
基本的には、排ガスの昇温を分割噴射で行い、排ガス温
度が相対的に低く、より大きな程度に昇温する必要のあ
る低負荷時においてのみ、リタードも併せて行うから、
リタードによるトルクの低下の不具合がやはり必要最小
限に抑制される。

【００９６】メインフローに戻り、次いで、ステップＳ
１１で、ＮＯｘ吸収材に残存しているイオウ残存量Ｓｒ
を推定する。このイオウ残存量Ｓｒの推定は、図１９の
フローチャートに従って行なわれ、まず、ステップＳ７
１で、排ガス温度Ｔｍｐが６５０℃以上であるか否かを
判定し、その結果、排ガス温度Ｔｍｐが６５０℃未満の
ときは、ステップＳ７２でイオウ放出処理時間Ｔｒをリ
セットし、６５０℃以上のときは、ステップＳ７３でイ
オウ放出処理時間Ｔｒを計測する。

【００９７】つまり、上記ステップＳ７で、図１３を用
いて第１目標温度Ｔ１を設定したときと同様に、排ガス
温度ＴｍｐひいてはＮＯｘ触媒１７の温度が最低限６５
０℃以上のときにイオウ成分が放出され得るものとし
て、この６５０℃をイオウ成分の放出可能温度の最低温
度としているのである。もちろん、例えばＮＯｘ触媒装
置１７に流入する排気ガスの空燃比などのその他の環境
条件などにより、このイオウ成分放出可能温度はいろい
ろな値に設定され得るものである。

【００９８】次いで、ステップＳ７４以下において、上
記イオウ放出処理時間Ｔｒと、排気温センサ２７によっ
て検出された排ガス温度Ｔｍｐとに基づいて、イオウ放
出量を推定し、該イオウ放出量からイオウ残存量Ｓｒを
推定する。

【００９９】まず、このステップＳ７４以下で行うイオ
ウ残存量Ｓｒの推定動作の概略を説明する。ステップＳ
３のイオウ付着量Ｓａの推定動作で述べたように、排気
ガスは図２０に示すようにＮＯｘ触媒装置１７の上流部
分から先に流れ込む。したがって、上記ステップＳ１０
で実行するイオウ放出処理においても、イオウ放出可能
温度にまで昇温された排気ガスはＮＯｘ吸収材の上流部
分から先に流れ込み、該上流部分が先に昇温されて、イ
オウの放出は該上流部分において優先して始まる。つま
り、触媒装置１７は一様にはイオウ成分が放出除去され
ず、イオウ成分は排ガスの通過経路に沿って偏って除去
され、偏って残存する。

【０１００】それゆえ、イオウ放出量ないし残存量Ｓｒ
を推定するにあたり、触媒装置１７を、図２０に示すよ
うに、排ガスの通過経路に沿って一般にｎ個のブロック
（斜線を施した部分）に分割して考え、各ブロック毎に
イオウ残存量Ｓｒ［ｊ］（ｊ＝１〜分割数ｎ）を推定し
て、その総和（Ｓｒ［１］＋…＋Ｓｒ［ｎ］）を触媒装
置１７全体のイオウ残存量Ｓｒとするのである。これに
より、精度のよいイオウ放出量ないしイオウ残存量の推
定を図ることが可能となる。明らかに、図２０において
左側の上流側ブロックのイオウ残存量Ｓｒ［ｊ］は、下
流側ブロックのそれに比べて少なく推定される。

【０１０１】なお、各ブロック毎に推定したイオウ残存
量Ｓｒ［ｊ］の総和（Ｓｒ［１］＋…＋Ｓｒ［ｎ］）に
代えて、各ブロック毎に推定したイオウ残存量Ｓｒ
［ｊ］の平均値（（Ｓｒ［１］＋…＋Ｓｒ［ｎ］）／
ｎ）を触媒装置１７のイオウ残存量Ｓｒを代表する値と
して取り扱うようにしてもよい。

【０１０２】この実施の形態においては、一例として、
図２０に示すように、ＮＯｘ触媒装置１７を１０個のブ
ロックに分割して考えている（ｊ＝１〜１０）。ステッ
プＳ７４では、イオウ放出処理時間Ｔｒと排ガス温度Ｔ
ｍｐとに基づいて、全ＮＯｘ吸収材の容積のうち、イオ
ウ成分が完全に放出除去された領域（完全除去領域）Ｓ
Ａの割合（％）、換言すればブロックの数を、図２１に
示すような特性のマップから設定する。図２１に示すよ
うに、完全除去領域ＳＡは、放出処理時間Ｔｒが長くな
るほど、また、排ガス温度Ｔｍｐが高くなるほど、大き
くなる。つまり、完全除去領域ＳＡに属するブロックの
数が多くなる。

【０１０３】図２１のマップは、例えば、排ガス温度Ｔ
ｍｐが７００℃のときは、イオウ放出処理時間Ｔｒがｔ
１に到達したときに、また、排ガス温度Ｔｍｐが６５０
℃のときは、それより長いｔ２に到達したときに、１０
個のブロック全部からイオウが放出され、完全除去領域
ＳＡが１００％となることを示している。

【０１０４】次のステップＳ７５では、同じくイオウ放
出処理時間Ｔｒと排ガス温度Ｔｍｐとに基づいて、ＮＯ
ｘ吸収材のうち、イオウ成分が部分的に放出除去された
領域（部分除去領域）ＳＢの割合（％）（ブロック数）
を、図２２に示すような特性のマップから設定する。図
２２に示すように、部分除去領域ＳＢは、少なくとも放
出処理時間Ｔｒが長くなるに従って小さくなり、完全除
去領域ＳＡが１００％となったとき（ｔ１またはｔ２）
に消滅する。

【０１０５】なお、イオウ成分が全く除去されていない
未除去領域ＳＣの割合（％）（ブロック数）は、上記完
全除去領域ＳＡの割合と部分除去領域ＳＢの割合とを加
えた値を、全ＮＯｘ吸収材の容積から減算することによ
り求められる。

【０１０６】次のステップＳ７６では、同じくイオウ放
出処理時間Ｔｒと排ガス温度Ｔｍｐとに基づいて、部分
除去領域ＳＢにおけるイオウ除去率α（％）を、図２３
に示すような特性のマップから設定する。図２３に示す
ように、部分除去領域ＳＢにおけるイオウ除去率α
（％）は、この実施の形態においては、放出処理時間Ｔ
ｒとは無関係に、排ガス温度Ｔｍｐが高くなるほど大き
くなるように設定されている。

【０１０７】なお、部分除去領域ＳＢにおけるイオウ残
存率β（％）は、（１００−α）％であり、また、完全
除去領域ＳＡにおけるイオウ除去率は１００％（イオウ
残存率は０％）、未除去領域ＳＣにおけるイオウ除去率
は０％（イオウ残存率は１００％）である。

【０１０８】次のステップＳ７７では、以上得られた各
データから最終的にＮＯｘ吸収材全体のイオウ残存量Ｓ
ｒを算出する。そのためには、例えば、各領域ＳＡ，Ｓ
Ｂ，ＳＣ毎に放出されたイオウ成分の量を推定し、その
総和を求め、そして、その値をステップＳ３で推定した
イオウ付着量Ｓａから減算する。あるいは、各領域Ｓ
Ａ，ＳＢ，ＳＣ毎に放出されたイオウ成分の量を推定
し、その値を各領域ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ毎に付着したイオ
ウ成分の量（例えば「Ｓａ／ｊ（ブロックの数）」とす
る）から減算し、そして、その総和を求めてもよい。

【０１０９】ここで、完全除去領域ＳＡに属するブロッ
ク（上流側ブロック）の各イオウ残存量Ｓｒ［ｊ］はゼ
ロであり、未除去領域ＳＣに属するブロック（下流側ブ
ロック）の各イオウ残存量Ｓｒ［ｊ］はステップＳ３で
推定された各イオウ付着量（Ｓａ／ｊ）のままであり、
そして、部分除去領域ＳＢに属するブロック（中央部の
ブロック）の各イオウ残存量Ｓｒ［ｊ］は、（（Ｓａ／
ｊ）×（１００−α））であるから、ＮＯｘ吸収材全体
の総イオウ残存量Ｓｒは、例えば数４に従って求められ
る。

【０１１０】

【数４】

【０１１１】なお、式中に記した「ＳＢ」、「ＳＣ」
は、それぞれＮＯｘ吸収材のうちの部分除去領域、未除
去領域の割合（％）を示すものとする。そして、同じく
式中に記した「（ｊ×ＳＢ／１００）」，「（ｊ×ＳＣ
／１００）」は、それぞれ部分除去領域、未除去領域に
属するブロックの数を示すものとする。

【０１１２】ここで求められたＮＯｘ吸収材全体の総イ
オウ放出量または総イオウ残存量Ｓｒは、一回一回のイ
オウ放出処理について放出されたイオウ放出量またはイ
オウ残存量であって、各イオウ放出処理の結果放出され
たイオウ放出量またはイオウ残存量の累積量ではない。
そして、該放出量あるいは残存量を求めるためのパラメ
ータであるイオウ放出処理時間Ｔｒは、ステップＳ７
１，Ｓ７２で、排ガス温度Ｔｍｐがイオウ放出可能温度
（６５０℃）以上とならなくなったときにリセットされ
るから、イオウ放出が連続して実行された時間を示し、
途切れ途切れにイオウ放出が行なわれた時間の累積では
ない。

【０１１３】例えば、１分間のイオウ放出処理を５回行
っても、採用されるイオウ放出処理時間Ｔｒは、各イオ
ウ放出処理すべてにおいて１分間であるから、図２１〜
図２３に示すマップからは、排気ガス温度Ｔｍｐが同じ
であれば、常に同じ完全除去領域ＳＡの割合、同じ部分
除去領域ＳＢの割合、および同じ部分除去領域ＳＢにお
けるイオウ除去率αが読み出され、したがって、結果的
に、同じイオウ放出量、同じイオウ残存量が算定される
ことになり、イオウ放出量またはイオウ残存量が更新さ
れることはない。つまり、各１分間のイオウ放出処理の
結果算定された各イオウ放出量またはイオウ残存量をす
べて累積総和するものではないのである。

【０１１４】したがって、例えば、同じ５分間のイオウ
放出処理であっても、このように１分間のイオウ放出処
理を５回行ったときに比べて、５分間のイオウ放出処理
を１回行ったときの方が、イオウ放出量が多くなり、イ
オウ残存量が少なくなる。

【０１１５】そして、例えば、１分間のイオウ放出処理
が行なわれたのちに、次に２分間のイオウ放出処理が行
なわれたときに、イオウ放出量あるいは残存量の値が、
その２分間のイオウ放出の結果算定された、より大きい
イオウ放出量、あるいは、より小さい残存量の値に更新
されることになる。

【０１１６】つまり、イオウ放出処理は、前述したよう
に、昇温された排気ガスが先に流れ込むＮＯｘ吸収材の
上流部分から優先して始まり、加熱が遅れるＮＯｘ吸収
材の下流部分は時間がある程度経過しないとなかなかイ
オウが除去されない。そして、一回のイオウ放出処理が
終了して、次に再びイオウ放出処理が行われるまでの間
に、ＮＯｘ吸収材はまた温度が低下するから、この二回
目のイオウ放出処理においても、再度、ＮＯｘ吸収材は
上流部分から加熱され始める。したがって、このとき
に、また前回と同じ、またはそれ以下の時間で、この二
回目のイオウ放出処理が終了すると、この二回目のイオ
ウ放出処理では、全く何も新しくイオウが除去されるこ
とのないまま終わることになるのである。したがって、
イオウ放出連続時間Ｔｒが短くなればなるほど、全体の
イオウ除去率が低下し、イオウ放出連続時間Ｔｒが長く
なればなるほど、全体のイオウ除去率が向上するという
ことができる。

【０１１７】ところで、一般に、リッチ運転時及び理論
空燃比運転時は、リーン運転時に比べて、排ガス温度Ｔ
ｍｐが高くなり、自然にイオウ放出可能温度（例えば６
５０℃）またはそれ以上にまで上昇することがある。つ
まり、ステップＳ１０のイオウ放出処理を行わなくて
も、リッチ運転時又は理論空燃比運転時は、イオウ放出
をしているのと同じ効果が得られる場合があるのであ
る。

【０１１８】したがって、例えば、リッチ運転時又は理
論空燃比運転時（λ≦１）であって、且つ、排ガス温度
がイオウ放出可能温度以上のとき（Ｔｍｐ≧６５０℃）
は、イオウ放出処理時における上記ステップＳ１１のイ
オウ放出量ないしイオウ残存量Ｓｒの推定手法と同じ手
法を用いて、放出除去されたイオウ成分の量を推定し、
それをステップＳ３で推定したイオウ付着量Ｓａから減
じる等して該推定イオウ付着量Ｓａを修正するとよい。

【０１１９】これにより、イオウ付着量Ｓａの推定精度
がより向上し、無駄に早い時期にイオウ放出処理が開始
されたり、あるいは無駄に長くイオウ放出処理が続行さ
れるという、実際より多い量のイオウ付着量Ｓａを推定
した場合に生じる不具合が回避されることになる。

【０１２０】メインフローに戻り、次に、ステップＳ１
２で、ステップＳ１１で求めた総イオウ残存量Ｓｒがゼ
ロであるか否かを判定する。つまり、付着したイオウ成
分がすべて除去され、ＮＯｘ吸収触媒１７のＮＯｘ吸蔵
能力ないし触媒機能が完全に回復したか否かを判定する
のである。

【０１２１】そして、イオウ残存量Ｓｒがゼロとなるま
では、ステップＳ１３で、車速Ｖが第二のイオウ放出実
行許可条件としての第二の判定用所定車速Ｖ０２以上で
あることを確認しつつ、ステップＳ１０のイオウ放出処
理およびステップＳ１１のイオウ残存量Ｓｒの推定を繰
り返す。ここで、上記第二所定車速Ｖ０２は、第一所定
車速Ｖ０１よりも低い車速に設定されている。これによ
り、ステップＳ９で肯定的判定がなされて、いったんイ
オウ放出処理が開始したのちは、車速がある程度は低下
しても該イオウ放出処理が解除され難くなり、排ガス温
度の低下が最小限度にくいとめられる。

【０１２２】そして、ステップＳ１２でイオウ残存量Ｓ
ｒがゼロであると判定されたときに、ステップＳ１７に
進んで、イオウ除去要求フラグＦを０にリセットし、ま
た、イオウ付着経過時間を示すイオウ被毒時間Ｔｓ、お
よび後述する運転特性カウンタをそれぞれリセットす
る。そののち、ステップＳ１にリターンして、イオウ被
毒時間Ｔｓを再び一から計測していくことになる。

【０１２３】ステップＳ１７に到達するには、いろいろ
なパターンがある。そのうちの最善のパターンは、第
一、第二の両イオウ放出実行許可条件が、ステップＳ６
でフラグＦが１にセットされた当初から継続して満足さ
れ続け、ステップＳ９およびステップＳ１３で一度も否
定的判定がなされず、イオウ放出処理が当初から円満に
遂行され、そして終了した場合である（図３における符
号エ）。このパターンにおいては、ＮＯｘ触媒装置１７
の機能低下が最も低く抑制される。この第一のパターン
は、ステップＳ９およびステップＳ１３で常に肯定的判
定がなされることから明らかなように、走行中、より多
くの時間、より高い車速を維持する傾向の多い運転者の
場合に該当する確率が大きい。

【０１２４】残るステップＳ１４〜Ｓ１６、およびステ
ップＳ１８〜Ｓ２０は、そのような上記第一パターン以
外の経路を経るときの処置である。

【０１２５】すなわち、上記ステップＳ１３で、車速Ｖ
が第二所定車速Ｖ０２以上でないと判定されたとき、つ
まり、イオウ放出処理実行中にかなり減速状態となり、
分割噴射やリタード制御を実行しても、排ガス温度Ｔｍ
ｐが目標温度Ｔ０まで上昇せず、効率のよいイオウ放出
処理が続けられなくなったとき、あるいはエンジン出力
が不安定になる可能性が生じたときは、ステップＳ１
４，Ｓ１５を実行して、排ガス昇温のための燃料の分割
噴射および点火時期のリタード制御を解除し、また、図
１５のイオウ放出処理時の空燃比マップから図２の通常
時の空燃比マップに切り換えて、強制的な理論空燃比運
転（λ１運転）を解除し、燃料カット（Ｆ／Ｃ）を復活
させる。

【０１２６】そのうえで、ステップＳ１６で、イオウ残
存量Ｓｒが所定のイオウ放出処理終了許可判定量Ｓ０２
以下であるか否かを判定する。ここで、この終了許可判
定量Ｓ０２は、ゼロではない比較的小さい値に設定され
ている。その結果、イオウ残存量Ｓｒが上記終了許可判
定量Ｓ０２以下である場合（図３における符号オ）は、
ステップＳ１７に進んで、イオウ放出処理が当初から円
満に遂行され、そして終了した場合と同じに扱う。すな
わち、イオウ除去要求フラグＦ、イオウ被毒時間Ｔｓ、
および後述する運転特性カウンタをそれぞれリセット
し、ステップＳ１にリターンしたときには、イオウ被毒
時間Ｔｓを再び一から計測していくのである。

【０１２７】これに対し、ステップＳ１６で、イオウ残
存量Ｓｒがイオウ放出処理終了許可判定量Ｓ０２以下で
ないとき、つまり、まだ多くのイオウ成分が除去されず
に残っているときは、前述のステップＳ９でイオウ放出
実行許可条件が満足されていないと判定されたときと同
様に、ステップＳ１８以下に進む。

【０１２８】ステップＳ１８では、運転特性カウンタを
カウントアップする。すなわち、ステップＳ９で、イオ
ウ放出実行許可条件が運転者の運転操作により満足され
ず、その結果、ＮＯｘ触媒装置１７のイオウ付着量Ｓａ
が所定量Ｓ０１以上となってイオウを除去する必要が生
じていても、イオウ放出処理を実質的に開始できない状
況や、あるいは、ステップＳ１３で、第二のイオウ放出
実行許可条件が運転者の運転操作により満足されず、そ
の結果、いったん開始したイオウ放出処理を、未だ多く
のイオウ成分が残存しているけれども（Ｓｒ＞Ｓ０
２）、途中で中断しなければならない状況が発生した回
数を計測するのである。

【０１２９】したがって、この運転特性カウンタのカウ
ント数が多いほど、運転者の運転操作は、より多くの時
間をより低い車速で走行する傾向のものであるといえ
る。換言すれば、フラグＦが１にセットされたのちイオ
ウ放出処理が速やかに円満に終了し難い運転特性のもの
であるといえる。

【０１３０】次いで、ステップＳ１９で、上記運転特性
カウンタのカウント数に基づいて、イオウ放出処理実行
時の排ガス温度Ｔｍｐの補強的な目標値である第２目標
温度Ｔ２を設定する。この第２目標温度Ｔ２は、上記カ
ウント数が多いほど、つまり、イオウ放出処理が速やか
に円満に終了し難いときほど、例えば７００〜７５０℃
などに高く設定される。

【０１３１】そして、上記ステップＳ８において、この
補強的な第２目標温度Ｔ２と、ステップＳ７で設定され
る標準的な第１目標温度Ｔ１とのうち、高い方の温度が
最終的な目標排ガス温度Ｔ０に選択されるから、これに
より、実行され難いイオウ放出処理がいったん実行され
たときには、排気ガスないし触媒装置１７がより高い温
度に昇温されて、イオウ成分が効率よく速やかに放出除
去され、イオウ放出処理が短時間で確実に円満に終了す
ることが図られることになる。

【０１３２】そして、最後に、ステップＳ２０で、ＮＯ
ｘ触媒装置１７のＮＯｘ被毒の抑制を図る。つまり、Ｎ
Ｏｘ触媒装置１７にはかなりな量のイオウ成分が付着し
ていて（Ｓａ≧Ｓ０１またはＳｒ＞Ｓ０２）、ＮＯｘ吸
蔵能力および触媒機能が低下しているのであるから、こ
のような状態でリーン運転を行うと、排気ガス中に多量
に含まれるＮＯｘが触媒装置１７に吸収されずに大気中
に放出されることになる。

【０１３３】したがって、例えば、図２に示す目標空燃
比マップにおけるリーン運転領域Ａを縮小して、リーン
運転自体を規制又は禁止することにより、排気ガス中に
ＮＯｘが多量に含まれないようにし、ＮＯｘ触媒装置１
７の触媒機能が低下していることに起因するＮＯｘの大
気中への放出を抑制するのである。

【０１３４】その場合に、そのリーン領域Ａを縮小する
程度は、運転特性カウンタのカウント数に応じて決定す
るとより好ましい。該カウント数の大小がＮＯｘ触媒装
置１７の触媒機能の低下の程度を表わしているからであ
る。明らかに、該カウント数が大きいほど、触媒機能が
より低下しているから、リーン運転領域Ａをより大きく
縮小する。

【０１３５】そして、運転特性カウンタがステップＳ１
７でリセットされないうちは、イオウ除去要求フラグＦ
も継続して１にセットされているから、リターンしたと
きに、ステップＳ５，Ｓ６をスキップし、ステップＳ９
で第１のイオウ放出実行許可条件が満足されたときに、
イオウ放出処理が実行されることになるが、例えば、イ
オウ除去要求フラグＦが１にセットされている状態で、
運転者の低車速走行傾向によってイオウ放出が一向に最
後まで（Ｓｒ＝０まで、あるいはＳｒ≦Ｓ０２まで）遂
行されないときは、イグニッションスイッチがＯＦＦさ
れたのち、またはＯＮされたのちに、強制的にイオウ放
出処理を実行するようにしてもよい。これにより、走行
する必要のない場合に、運転者の走行の支障とならず
に、イオウを放出処理することができる。特に、エンジ
ン始動時は、空燃比をリッチにして暖機運転するのが通
例であるから、効率よくイオウ放出が行える。

【０１３６】ただし、この場合、例えばブザーや警告灯
などの警告手段によって、運転者にイオウ放出処理を実
行していることを報知することが好ましい。特に、イグ
ニッションスイッチをＯＦＦしたのにエンジンが停止し
ないことの違和感や、故障であるとの誤認を防ぐことが
できる。

【０１３７】また、ステップＳ３で得られるＮＯｘ触媒
装置１７の推定被毒量Ｓａを、所定の時期にあるいは定
期的に（例えばイオウ付着量Ｓａが所定値となるたび
に、あるいはイオウ放出処理を実行したのちに）、修正
することが好ましい。ＮＯｘ触媒装置１７の下流側の第
２Ｏ₂センサ２８の出力変化時間が、該触媒装置１７の
イオウ被毒状態によって変動するから、総イオウ被毒量
推定値Ｓａに応じてリッチスパイク時間（図３における
理論空燃比運転時間イ）を変更し、上記第２Ｏ₂センサ
２８の出力の最大値に基いてイオウ被毒状態を検出する
ことができる。そして、その検出値に応じて推定被毒量
Ｓａを修正するのである。

【０１３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
排気通路に配設したＮＯｘ吸収材から付着したイオウ成
分を放出する際に、ＮＯｘ吸収材へのイオウ成分の付着
量を連続リーン運転時間も考慮に入れてより正確に推定
することができるから、イオウ放出処理を無駄なく効率
よく遂行することが可能となる。本発明は、ＮＯｘ吸収
材を用いたＮＯｘ触媒装置を排気通路に配設した車両一
般に広く好ましく適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るエンジンの制御シ
ステム図である。

【図２】空燃比制御領域を示すマップである。

【図３】走行中の一時期におけるＮＯｘ浄化制御及び
イオウ被毒解消制御の動作を示すため、空燃比、ＮＯｘ
触媒のＮＯｘ吸収量、およびイオウ成分付着量の推移を
表わすタイムチャートである。

【図４】イオウ被毒解消制御の具体的動作の一例を示
すフローチャートである。

【図５】同制御における連続リーン運転時間の計測動
作を示すフローチャートである。

【図６】同制御におけるイオウ付着量の推定動作を示
すフローチャートである。

【図７】同推定動作で用いる燃料供給量と基本イオウ
増加量との関係を示す特性図である。

【図８】同じく排気ガス温度と第１補正係数との関係
を示す特性図である。

【図９】同じく連続リーン運転時間と第２補正係数と
の関係を示す特性図である。

【図１０】同じく既イオウ付着量と第３補正係数との
関係を示す特性図である。

【図１１】連続リーン運転時間が長いときの第２補正
係数Ｋ２の特性を説明する模式図である。

【図１２】同じく短いときの第２補正係数Ｋ２の特性
を説明する模式図である。

【図１３】イオウ被毒経過時間と標準的な第１排ガス
目標温度との関係を示す特性図である。

【図１４】イオウ被毒解消制御におけるイオウ放出処
理動作を示すフローチャートである。

【図１５】同処理動作で用いるイオウ放出処理時の空
燃比制御領域を示すマップである。

【図１６】同処理動作中の後期噴射量の設定で用いる
排気ガス目標温度と第４補正係数との関係を示す特性図
である。

【図１７】同じく実排気ガス温度と第５補正係数との
関係を示す特性図である。

【図１８】同処理動作中のリタード量の設定動作を示
すフローチャートである。

【図１９】イオウ被毒解消制御におけるイオウ残存量
の推定動作を示すフローチャートである。

【図２０】同推定動作の特徴を説明するＮＯｘ触媒装
置の概念図である。

【図２１】同推定動作中の完全イオウ除去領域割合の
設定で用いるイオウ放出処理時間と完全イオウ除去領域
割合との関係を示す特性図である。

【図２２】同じく部分イオウ除去領域割合の設定で用
いるイオウ放出処理時間と部分イオウ除去領域割合との
関係を示す特性図である。

【図２３】同じく部分イオウ除去領域でのイオウ除去
率の設定で用いるイオウ放出処理時間と該除去率との関
係を示す特性図である。

【符号の説明】

１エンジン５点火プラグ６インジェクタ１０排気通路１６三元触媒装置１７ＮＯｘ触媒装置２０コントロールユニット２７排気温センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ａ 45/00 ３６８ 45/00 ３６８Ｆ (72)発明者山内健生広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者間宮清孝広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内Ｆターム(参考） 3G084 AA03 AA04 BA05 BA09 BA13 BA15 BA17 BA20 BA21 BA24 DA10 DA27 EA11 EB01 EC04 FA01 FA02 FA05 FA07 FA10 FA11 FA20 FA26 FA27 FA29 FA33 FA38 3G091 AA11 AA12 AA13 AA17 AA24 AB03 AB06 BA11 BA14 BA33 CA13 CB02 CB03 CB05 CB07 DA01 DA02 DA04 DA08 DB06 DB08 DB10 DB11 DB13 EA00 EA01 EA05 EA06 EA07 EA14 EA15 EA16 EA17 EA30 EA34 EA39 FA07 FA09 FA11 FA12 FA13 FA14 FA17 FB10 FB11 FB12 FC02 FC08 GB02W GB03W GB04W HA08 HA36 HA37 HB03 HB05 3G301 HA01 HA04 HA06 HA13 HA15 HA16 HA17 HA18 JA15 JA25 JA33 JB09 LA03 LA05 LB04 LC01 MA01 MA11 MA18 NA06 NA08 NA09 ND01 NE01 NE06 NE11 NE12 NE13 NE14 NE15 PA01A PA01B PA01Z PA07A PA07B PA07Z PA09A PA09B PA09Z PA10A PA10B PA10Z PA11A PA11B PA11Z PD02A PD02B PD02Z PD11A PD11B PD11Z PD12A PD12B PD12Z PE01A PE01B PE01Z PE03A PE03B PE03Z PE08A PE08B PE08Z PF01A PF01B PF01Z PF03A PF03B PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸素過剰雰囲気で排気ガス中のＮＯｘ成
分を吸収し、酸素濃度の低下によりＮＯｘ成分を放出す
るＮＯｘ吸収材を排気通路に備えると共に、該ＮＯｘ吸
収材に付着したイオウ成分の量を推定するイオウ成分付
着量推定手段と、該推定手段で推定されたイオウ成分の
付着量が所定の付着量以上となったときにイオウ成分を
ＮＯｘ吸収材から放出させるイオウ成分放出手段とを有
するエンジンの排気浄化装置であって、空燃比がリーン
の状態での運転が連続している時間を計測するリーン運
転連続時間計測手段と、該計測手段で計測された時間に
基いて、上記推定手段で推定されたイオウ成分の付着量
を補正するイオウ成分付着量補正手段とが設けられてい
ることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】燃料供給量に関連する値を検出する燃料
供給量検出手段が設けられ、イオウ成分付着量推定手段
は、この検出手段で検出された燃料供給量関連値に基い
てイオウ成分の付着量を推定することを特徴とする請求
項１に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】イオウ成分付着量補正手段は、リーン運
転連続時間計測手段で計測された時間が短いときほど、
イオウ成分の付着速度が小さくなり、また、リーン運転
連続時間計測手段で計測された時間が長いときほど、同
じくイオウ成分の付着速度が小さくなる特性を用いてイ
オウ成分の付着量を補正することを特徴とする請求項１
又は２に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】イオウ成分付着量補正手段は、排気ガス
温度、又はすでにＮＯｘ吸収材に付着しているイオウ成
分の量の少なくともいずれかに応じてイオウ成分の付着
量を補正することを特徴とする請求項３に記載のエンジ
ンの排気浄化装置。
【請求項５】空燃比がリーンの状態での運転中にＮＯ
ｘ吸収材に吸収されたＮＯｘ成分を放出させるために、
所定の時間間隔で、空燃比がリーンの状態での運転と、
空燃比が該リーン状態に比べてリッチ側にシフトした状
態での運転とを切り換えると共に、運転者の運転操作に
応じても、空燃比がリーンの状態での運転と、空燃比が
該リーン状態に比べてリッチ側にシフトした状態での運
転とを切り換えるエンジン運転手段が設けられているこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のエ
ンジンの排気浄化装置。