JP2002364415A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気浄化装置

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JP2002364415A
JP2002364415A JP2001172168A JP2001172168A JP2002364415A JP 2002364415 A JP2002364415 A JP 2002364415A JP 2001172168 A JP2001172168 A JP 2001172168A JP 2001172168 A JP2001172168 A JP 2001172168A JP 2002364415 A JP2002364415 A JP 2002364415A
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sulfur
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exhaust gas
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Junichi Taga
淳一 田賀
Kazuya Yokota
和也 横田
Yoichi Kuji
洋一 久慈
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＯｘ放出のための空燃比のリッチ化を抑制
して燃費性能低下の問題を抑制することを課題とする。 【解決手段】 コントロールユニット２０は、排気通路
１０のＮＯｘ吸収材１７へのＮＯｘ吸収量を推定し、推
定したＮＯｘ吸収量が所定量以上となったときに空燃比
をリッチ化して吸収材１７からＮＯｘを放出させる。ま
た、ＮＯｘ吸収材１７へのイオウ付着量を推定し、推定
したイオウ付着量が所定量以上になったときに空燃比を
リッチ化し且つ排ガスを昇温して吸収材１７からイオウ
を放出させる。また、所定条件によりイオウ放出を規制
し、その結果、ＮＯｘ吸収材１７へのイオウの付着が進
行して該吸収材１７へのＮＯｘの吸収が期待できないと
きは、ＮＯｘ放出のために行なう空燃比のリッチ化を抑
制する。

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ＮＯｘ吸収材を排気通路に備えたエンジンの
排気浄化装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】燃費性能の向上を図るリーンバーンエン
ジンではいわゆるＮＯｘ触媒が排気通路に備えられる。
このＮＯｘ触媒はバリウムを主材とするＮＯｘ吸収材を
有する。ＮＯｘ吸収材は空燃比がリーン（酸素過剰雰囲
気）のときに排ガス中のＮＯｘを吸収し、空燃比がリッ
チ（酸素不足雰囲気）になれば吸収していたＮＯｘを還
元・浄化して放出する。よく知られた一般的なＮＯｘ放
出制御では、リーン運転時にＮＯｘ吸収材へのＮＯｘ吸
収量をエンジン回転数やエンジン負荷等に基いて推定
し、該推定量が、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率が所定の規
制値以下まで低下するような量以上となったときに空燃
比をリッチ化してＮＯｘ吸収材からＮＯｘを放出させる
（例えば特許第２５８６７３９号公報参照）。
【０００３】一方、ＮＯｘ吸収材にはイオウ被毒の問題
がある。つまり燃料に含まれるＳＯｘ等のイオウ成分が
ＮＯｘ吸収材に付着して該吸収材のＮＯｘ吸収を妨害
し、ＮＯｘ浄化率を低下させるのである。そこで周知の
ようにイオウの放出制御が行われる。ＮＯｘ放出制御と
同様、よく知られた一般的なイオウ放出制御では、ＮＯ
ｘ吸収材へのイオウ付着量を燃料流量や排ガス温度等に
基いて推定し、該推定量が所定量以上となったときに空
燃比をリッチ化し、且つ触媒を昇温させるために排ガス
を昇温してＮＯｘ吸収材からイオウを放出させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記ＮＯｘ放出のため
に行なう空燃比のリッチ化は、燃費性能低下の問題をは
らみ、燃費性能の向上を図るリーンバーンエンジンの特
徴を減損する。よって、ＮＯｘ吸収材からのＮＯｘ放出
を行なうにしても、できるだけ空燃比のリッチ化の程度
や度合いを抑制することが望ましい。
【０００５】一方、イオウ放出のために行なう排ガスの
昇温は、例えば点火時期の遅角によって実現される。し
かし、例えば低負荷領域や低回転領域等、そもそも排ガ
ス温度が低く、いくら点火時期の遅角を試みても、排ガ
ス温度がイオウ放出に有効な温度（５５０〜６００℃以
上といわれる）まで昇温しないような運転状態であると
きは、イオウ放出が効果的に達成されない。むしろ点火
時期を遅角することによるトルク低下の弊害ばかりが出
てしまう。したがって、そのような場合は、イオウ放出
を延期（規制）して、運転状態が高負荷領域や高回転領
域に移行するのを待つのが通例である。
【０００６】しかし、イオウは前述のように燃料そのも
のに由来するから、イオウ放出を延期している間も基本
的にはエンジンを運転している限りはＮＯｘ吸収材への
イオウの付着は進行する。そしてイオウ放出の延期があ
まりにも長期化すると、ついにはＮＯｘ吸収材へのＮＯ
ｘの吸収が期待できないほどイオウの付着量が増加して
しまう。つまり、ＮＯｘ吸収材はほとんどＮＯｘを吸収
できない状態となり、その結果、実際に、ＮＯｘ吸収材
には放出対象となるＮＯｘがほとんど吸収されていない
状態が実現するのである。にもかかわらず、推定の結
果、ＮＯｘ吸収量が所定量以上となったと判断されて、
ＮＯｘ吸収材からＮＯｘを放出するために空燃比をリッ
チ化することは、無駄であり、燃費性能低下の問題を増
幅するのみである。
【０００７】そこで、本発明は、ＮＯｘ放出のために行
なう空燃比のリッチ化を可及的に抑制し、もって燃費性
能低下の問題の抑制を図ることを課題とする。以下、そ
の他の課題を含め、本発明を詳しく説明する。
【０００８】
【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、本願の請求項１に記載の発明は、酸素過剰
雰囲気で排ガス中のＮＯｘを吸収し、酸素濃度の低下に
より該ＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収材を排気通路に備
え、該ＮＯｘ吸収材へのＮＯｘ吸収量を推定するＮＯｘ
吸収量推定手段と、該推定手段で推定されたＮＯｘ吸収
量が所定量以上となったときに空燃比をリッチ化して該
吸収材からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出手段と、上記
ＮＯｘ吸収材へのイオウ付着量を推定するイオウ付着量
推定手段と、該推定手段で推定されたイオウ付着量が所
定量以上になったときに空燃比をリッチ化し且つ排ガス
を昇温して該吸収材からイオウを放出させるイオウ放出
手段とを有するエンジンの排気浄化装置であって、上記
イオウ放出手段によるイオウ放出を所定の条件により規
制するイオウ放出規制手段と、該規制手段によるイオウ
放出規制の結果、上記ＮＯｘ吸収材へのイオウの付着が
進行して該吸収材へのＮＯｘの吸収が期待できないとき
は、上記ＮＯｘ放出手段がＮＯｘ放出のために行なう空
燃比のリッチ化を抑制する抑制手段とを備えることを特
徴とする。
【０００９】この発明によれば、イオウ放出の規制の結
果、ＮＯｘ吸収材へのイオウの付着が進行して、実際
に、ＮＯｘ吸収材には放出対象となるＮＯｘがほとんど
吸収されていない状態となったときは、該ＮＯｘ吸収材
からのＮＯｘ放出のために行なう空燃比のリッチ化を抑
制する。よって、たとえ、推定の結果、ＮＯｘ吸収量が
所定量以上となったと判断されても、無駄な空燃比のリ
ッチ化が回避されて、燃費性能低下の問題が可及的に抑
制される。
【００１０】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、イオウ放出規制手段による
イオウ放出規制の結果、ＮＯｘ吸収材へのイオウの付着
が進行して該吸収材へのＮＯｘの吸収が期待できないと
きは、リーン運転領域を縮小するリーン運転制限手段
と、ＮＯｘ吸収材によるＮＯｘの選択還元浄化作用が期
待できる運転領域については、上記制限手段によるリー
ン運転領域の縮小を規制するリーン運転許容手段とを備
えることを特徴とする。
【００１１】この発明によれば、イオウ放出の規制の結
果、ＮＯｘ吸収材へのイオウの付着が進行して、ＮＯｘ
吸収材がＮＯｘをほとんど吸収できない状態となったと
きは、リーン運転領域を縮小してＮＯｘ発生量の多いリ
ーン運転そのものを制限する。これにより、大気へのＮ
Ｏｘの放出が抑制される。
【００１２】併せて、ＮＯｘ吸収材がＮＯｘを選択還元
浄化し得る運転領域については、リーン運転領域の縮小
を規制してリーン運転を許容する。これにより、大気へ
のＮＯｘの放出を抑制しながら、リーン運転領域の縮小
による燃費性能低下の不具合を低減できる。
【００１３】次に、請求項３に記載の発明は、上記請求
項２に記載の発明において、ＮＯｘ吸収材によるＮＯｘ
の選択還元浄化作用が期待できる運転領域は、排ガス温
度の低い運転領域であることを特徴とする。
【００１４】この発明によれば、ＮＯｘ吸収材がＮＯｘ
を選択還元浄化し得る運転領域と、点火時期の遅角によ
るイオウ放出が延期される運転領域とがオーバーラップ
する。したがって、イオウ放出が規制されてＮＯｘ吸収
材へのイオウの付着が進行し、その分、ＮＯｘ吸収材へ
のＮＯｘの吸収が減少している間は、ＮＯｘは、ＮＯｘ
吸収材の選択還元浄化作用によって浄化されて大気に放
出される。これにより、イオウ放出規制中におけるエミ
ッション対策が提供される。
【００１５】次に、請求項４に記載の発明は、上記請求
項１から３のいずれかに記載の発明において、イオウ放
出手段は、点火時期の遅角により排ガスを昇温し、イオ
ウ放出規制手段は、点火時期を遅角しても排ガスがイオ
ウ放出有効温度まで昇温しない運転状態であるときに、
イオウ放出手段によるイオウ放出を規制することを特徴
とする。
【００１６】次に、請求項５に記載の発明は、上記請求
項１から３のいずれかに記載の発明において、ＮＯｘ吸
収材に付着したイオウの脱離性を判定するイオウ脱離性
判定手段を備え、イオウ放出規制手段は、上記判定手段
で離脱不能なイオウが多いと判定されたときに、イオウ
放出手段によるイオウ放出を規制することを特徴とす
る。
【００１７】これらの発明によれば、イオウ放出の規制
のいくつかの具体的態様が示される。請求項４では、前
述したように、イオウ放出が効果的に達成されないよう
な運転状態のときには、イオウ放出を規制して、点火時
期の遅角によるトルク低下の弊害を抑制するようにした
ものである。請求項５では、ＮＯｘ吸収材に付着したイ
オウの多くが脱離不能なときには、イオウ放出を規制し
て、無駄なイオウ放出動作、すなわち空燃比のリッチ化
及び排ガスの昇温を回避するようにしたものである。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。
【００１８】
【発明の実施の形態】［システム構成］図１に示すよう
に、本実施の形態に係るエンジン１は、本体２に、複数
のピストン３…３（そのうちの一つのみ図示）、各ピス
トン３によって画成された燃焼室４、各燃焼室４の上部
中央に配設された点火プラグ５、各燃焼室４の側部に配
置され、燃焼室４に燃料を直接噴射するインジェクタ６
等を有する。燃焼室４に吸気弁７を介して接続された吸
気通路９に上流側からエアクリーナ１１、エアフローセ
ンサ１２、スロットルバルブ１３、サージタンク１４等
が配置されている。サージタンク１４の下流通路９ａは
各気筒ごとに分岐し、各分岐通路９ａの下流部が２つの
通路９ｂ，９ｃに分かれている。一方の通路９ｃに備え
られたスワール生成弁１５を閉じると他方の通路９ｂか
ら導入される吸気によって燃焼室４内にスワールが生成
する。
【００１９】燃焼室４に排気弁８を介して接続された排
気通路１０に三元触媒１６とＮＯｘ触媒１７とが直列に
配置されている。三元触媒１６は理論空燃比（Ａ／Ｆ＝
１４．７）近傍で排ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを同時
に除去する。ＮＯｘ触媒１７は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、ランタン等
のアルカリ金属、アルカリ土類金属、あるいは希土類
と、白金等の化学反応触媒作用を有する貴金属とが担持
されたＮＯｘ吸収剤を内装する。ＮＯｘ触媒１７は空燃
比がリーンのときは三元触媒１６で浄化されずに流れ込
んでくるＮＯｘを吸収して大気への排出を抑制し、空燃
比がリッチのときは吸収していたＮＯｘを排ガス中のＣ
Ｏ，ＨＣと反応させて還元・浄化・放出する。
【００２０】なお、排気通路１０の三元触媒１６の上流
側と吸気通路９のサージタンク１４の上流側との間に、
排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。排気還流通路１８には排ガスの還流
量を調節する排気還流量調節弁１９が備えられている。
【００２１】このエンジン１のコントロールユニット２
０は、吸入空気量を検出するエアフローセンサ１２から
の信号、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、排気還流量調節弁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
の冷却水の温度を検出する水温センサ２５からの信号、
三元触媒１６の上流側に設けられ、燃焼室４から排出さ
れる排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Ｏ２センサでなる第１空燃比センサ２６から
の信号、三元触媒１６とＮＯｘ触媒１７との間に設けら
れ、ＮＯｘ触媒１７に流入する直前の排ガス温度を検出
する排気温センサ２７からの信号、ＮＯｘ触媒１７の下
流側に設けられ、ＮＯｘ触媒１７を通過した排ガス中の
残存酸素濃度を検出するＯ ２センサでなる第２空燃比セ
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、アクセルペダル（図
示せず）の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ３
０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
信号等を入力する。
【００２２】そして、コントロールユニット２０は、上
記信号が示すエンジン１の運転状態等に応じて、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
流量調節弁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、点火プラグ５を点火さ
せる点火回路３５等に制御信号を出力することにより、
スロットル開度制御、排ガス還流制御、燃料噴射量制
御、燃料噴射時期制御、スワール生成制御、点火時期制
御等を行なう。さらに、コントロールユニット２０は、
ＮＯｘ触媒１７のＮＯｘ吸収剤から吸収したＮＯｘを放
出させるＮＯｘ放出制御（ＮＯｘパージ制御）、同じく
ＮＯｘ触媒１７のＮＯｘ吸収剤から付着したイオウを放
出させるイオウ放出制御（イオウ被毒解消制御）を行な
う。
【００２３】［空燃比マップ］図２はこのエンジン１の
空燃比マップである。このマップでは、エンジン回転数
とエンジン負荷（スロットル開度や吸入空気量等で代表
される）とをパラメータとするエンジンの運転領域が、
リーン運転領域Ａと、リッチ運転領域Ｂ１と、理論空燃
比運転領域Ｂ２と、燃料カット領域Ｃとに分割されてい
る。
【００２４】リーン運転領域Ａは、最も運転頻度の高い
低中回転・低中負荷領域に設定されている。この領域Ａ
では空燃比が理論空燃比より大きくされる（λ＞１）。
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。リーン運転時は、排ガス中のＮＯｘがＮＯｘ触
媒１７に吸収されて燃費性能と排気性能とが共に向上す
る。
【００２５】リッチ運転領域Ｂ１は、高速運転時や加速
時等の運転領域である高回転・高負荷領域に設定されて
いる。この領域Ｂ１では空燃比が理論空燃比より小さく
される（λ＜１）。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。リッチ運転時は、ＮＯｘ触媒１７に吸収さ
れていたＮＯｘと排ガス中のＣＯ，ＨＣとが酸化還元反
応をして良好なトルクが得られると共に排気性能が向上
する。
【００２６】理論空燃比運転領域Ｂ２は、リーン運転領
域Ａとリッチ運転領域Ｂ１との間の領域に設定されてい
る。この領域Ｂ２では空燃比が理論空燃比とされる（λ
＝１）。理論空燃比運転時は、リッチ運転時と同様に燃
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。理論空燃比運転時は、排ガ
ス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘが三元触媒１６によって同時
に浄化される。
【００２７】燃料カット領域Ｃは、中高回転・低負荷領
域に設定されている。この領域Ｃでは燃焼室４内への燃
料噴射が停止される。
【００２８】リーン運転領域Ａは、例えばＮＯｘ吸収剤
へのイオウの付着が進行して該吸収剤によるＮＯｘの吸
収が期待できない状態になれば、鎖線Ａ′で示すように
低回転・低負荷側に縮小される。その結果、リッチ領域
Ｂ（リッチ運転領域Ｂ１と理論空燃比運転領域Ｂ２とを
合せていう。以下同じ）が拡大する。これにより、ＮＯ
ｘ発生量の多いリーン運転そのものが制限されて、ＮＯ
ｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力が低下しているときにおける
大気へのＮＯｘの放出の抑制が図られる。
【００２９】ただし、その場合に、点線Ｄで示すよう
に、低回転・低負荷領域に設定されているＮＯｘ吸収剤
の選択還元浄化領域Ｄについては、リーン運転の制限の
対象から除外する。つまり、ＮＯｘ吸収剤は、排ガス温
度の低い低回転・低負荷領域Ｄにおいては選択還元浄化
作用が期待できる。この選択還元浄化作用は、リーン運
転時においてある程度の量のＮＯｘを選択的に還元浄化
する作用であり、前述したＮＯｘを吸収・還元・放出す
る機能とはまた別の機能として働く。したがって、たと
えＮＯｘ吸収剤へのイオウの付着が進行して該吸収剤に
よるＮＯｘの吸収が期待できない状態になっても、それ
とは無関係に選択還元浄化領域Ｄにおける選択還元浄化
作用は残っているから、リーン運転を制限する場合にお
いても、この選択還元浄化領域Ｄに関してはリーン運転
を許容し、ＮＯｘ吸収剤にＮＯｘの選択還元浄化作用を
発揮させるようにしたのである。これにより、大気への
ＮＯｘの放出を抑制しながら、リーン運転領域Ａの縮小
による燃費性能低下の不具合を低減できる。つまり、リ
ーン運転制限時におけるリーン運転領域は図中斜線を施
した部分である。
【００３０】［ＮＯｘ放出制御］ＮＯｘ放出制御は、図
３に示すように、リーン運転領域Ａでのリーン運転の継
続に伴ってＮＯｘ吸収剤１７ａのＮＯｘ吸収量が所定量
以上に増加したときに、排ガスの空燃比を少なくともリ
ーン運転時の空燃比よりもリッチ化する（例えば理論空
燃比とするかそれ以上にリッチとする）ことによって、
吸収したＮＯｘを酸素と窒素とに分解放出させてＮＯｘ
触媒１７のＮＯｘ吸収能力を回復させるものである。た
だし、空燃比のリッチ化によって燃費性能が低下し、燃
費性能の向上を図るリーンバーンエンジンの特徴が減損
されるから、たとえＮＯｘ吸収剤１７ａからのＮＯｘ放
出のためであっても、できるだけリッチ化の程度・度合
いを抑制することが望まれる。
【００３１】〈ＮＯｘ吸収量の推定に用いる各種パラメ
ータ〉図４に示すように、リーン運転時は、時間の経過
に伴って、ＮＯｘ触媒１７が単位時間当たりに吸蔵する
ことのできるＮＯｘ吸収可能量（瞬時値）Ｑｎｃが減少
し、その一方で吸収できずに通過させてしまうＮＯｘ通
過量Ｑｎｘが増加する。燃焼室４…４から最初に排気通
路１０に排出される排ガス中のＮＯｘ量をＮＯｘ初期排
出量Ｑｎａ、ＮＯｘ触媒１７の選択還元浄化率をχ、同
浄化量をＱχとすると、ＮＯｘ触媒１７に吸収する対象
として供給されるＮＯｘ供給量Ｑｎｂは、ＮＯｘ初期排
出量ＱｎａからＮＯｘ選択還元浄化量Ｑχを差し引いた
値となる（Ｑｎｂ＝Ｑｎａ−Ｑχ）。そして、そのＮＯ
ｘ供給量ＱｎｂからＮＯｘ吸収可能量Ｑｎｃを差し引い
た残りの値がＮＯｘ通過量Ｑｎｘとなる。
【００３２】図４に符号ａ，ｂで示す曲線はＮＯｘ通過
量Ｑｎｘの時間変化を表わす。そのうち実線ａは排ガス
温度（したがってＮＯｘ触媒１７の温度）が低いとき、
点線ｂは高いときを表わす。ＮＯｘ吸収量（積算値）Ｑ
ｎは、その時点までの曲線ａ又はｂと、ＮＯｘ供給量Ｑ
ｎｂとで挟まれた部分の面積で表わされる。図４では排
ガス温度が低いときａを例にとり斜線を施してある。排
ガス温度が低いときａのほうが、高いときｂに比べて、
瞬時値であるＮＯｘ吸収可能量Ｑｎｃが長期に亘って多
く、且つ積算値であるＮＯｘ吸収量Ｑｎが早期に大きく
なる。つまりＮＯｘ触媒１７の浄化能力が高水準に維持
される。
【００３３】図５に示すように、ＮＯｘ吸収可能量Ｑｎ
ｃはＮＯｘ吸収量Ｑｎが大きくなるほど小さくなる。す
なわち、ＮＯｘ吸収量Ｑｎは、それ自身の値が大きくな
るほど、時間当たりの増加量が小さくなる。ただし、Ｎ
Ｏｘ吸収量Ｑｎは、ＮＯｘ吸収量瞬時値ｄＱｎの積算値
であるが、ＮＯｘ吸収可能量Ｑｎｃが常にＮＯｘ吸収量
瞬時値ｄＱｎとして採用されるわけではない。符号アで
示すように、ＮＯｘ供給量ＱｎｂがＮＯｘ吸収可能量Ｑ
ｎｃより小さいときは、ＮＯｘ触媒１７にはＮＯｘ供給
量Ｑｎｂが全量吸収されるから、ＮＯｘ吸収量瞬時値ｄ
ＱｎとしてＮＯｘ供給量Ｑｎｂが採用される。これとは
逆に、符号イで示すように、ＮＯｘ吸収可能量Ｑｎｃが
ＮＯｘ供給量Ｑｎｂより小さいときは、ＮＯｘ触媒１７
にはＮＯｘ供給量Ｑｎｂが全量吸収されず、一部を通過
させてしまうから、ＮＯｘ吸収量瞬時値ｄＱｎとしてＮ
Ｏｘ吸収可能量Ｑｎｃが採用される。
【００３４】したがって、ＮＯｘ供給量ＱｎｂとＮＯｘ
吸収可能量Ｑｎｃとを比較して、小さいほうの値をＮＯ
ｘ吸収量瞬時値ｄＱｎとする。そして、ＮＯｘ吸収可能
量ＱｎｃがＮＯｘ吸収量瞬時値ｄＱｎに採用されたとき
には、前述したように、ＮＯｘ吸収量Ｑｎが大きくなる
ほどＮＯｘ吸収量瞬時値ｄＱｎが小さくなることにな
る。また、ＮＯｘ吸収可能量Ｑｎｃは、排ガス温度（Ｎ
Ｏｘ触媒１７の温度）や、ＮＯｘ供給量Ｑｎｂ等によっ
ても補正される。これらの傾向を考慮に入れてＮＯｘ吸
収量Ｑｎを推定することにより、その推定精度が向上す
る。
【００３５】〈制御動作例〉ＮＯｘ放出制御の具体的動
作の一例を図６、図７にフローチャートで示した。この
プログラムはエンジン１のリーン運転中、つまりＮＯｘ
吸収剤にＮＯｘが吸収される環境にある間、継続して所
定周期で繰り返し実行される。リッチ運転期間中あるい
は理論空燃比運転期間中は、ＮＯｘは自ずとＮＯｘ吸収
剤から放出されるから、特に、このＮＯｘ放出制御で行
われるＮＯｘ吸収量Ｑｎの推定動作は中止され、代わり
にＮＯｘ放出量に基くＮＯｘ残存量の推定が別途行われ
る。また、後述するイオウ放出制御の結果行われるイオ
ウ放出動作（空燃比のリッチ化且つ排ガスの昇温）によ
ってもＮＯｘは放出されるから、該イオウ放出動作中
は、同じくＮＯｘ吸収量Ｑｎの推定に代えてＮＯｘ残存
量の推定が行われる。
【００３６】まずステップＳ１でＮＯｘ吸収剤へのＮＯ
ｘ吸収量Ｑｎを推定する。すなわち、ステップＳ１１で
エンジン回転数及びエンジン負荷からＮＯｘ初期排出量
Ｑｎａを算出する。ＮＯｘ初期排出量Ｑｎａはエンジン
回転数が高いほど、またエンジン負荷が大きいほど大き
い値に算出される。次いでステップＳ１２で排ガス温度
及びＮＯｘ初期排出濃度から選択還元浄化率χを算出す
る。選択還元浄化率χは排ガス温度が低いほど、またＮ
Ｏｘ初期排出濃度が高いほど大きい値に算出される。
【００３７】次いでステップＳ１３でＮＯｘ初期排出量
Ｑｎａ及び選択還元浄化率χからＮＯｘ供給量Ｑｎｂを
算出する。ＮＯｘ供給量ＱｎｂはＮＯｘ初期排出量Ｑｎ
ａから選択還元浄化量（Ｑχ＝Ｑｎａ×χ）を減算する
ことにより算出される（Ｑｎｂ＝Ｑｎａ×（１−
χ））。次いでステップＳ１４でＮＯｘ吸収量Ｑｎ（Ｎ
Ｏｘ吸収量の前回値、つまり既にＮＯｘ吸収剤に吸収さ
れているＮＯｘの積算値）、排ガス温度及びＮＯｘ供給
量ＱｎｂからＮＯｘ吸収可能量Ｑｎｃを算出する。ＮＯ
ｘ吸収可能量ＱｎｃはＮＯｘ吸収量Ｑｎが多いほど、排
ガス温度が高いほど、ＮＯｘ供給量Ｑｎｂが少ないほど
小さい値に算出される。
【００３８】次いでステップＳ１５でＮＯｘ供給量Ｑｎ
ｂとＮＯｘ吸収可能量Ｑｎｃとのうち小さいほうの値を
ＮＯｘ吸収量瞬時値ｄＱｎとする。そしてステップＳ１
６でこのＮＯｘ吸収量瞬時値ｄＱｎを上記ＮＯｘ吸収量
Ｑｎ、つまり前回値に加算することによりＮＯｘ吸収量
Ｑｎを推定する。
【００３９】次いでステップＳ２でＮＯｘ吸収量Ｑｎが
予め設定した所定量（ＮＯｘ放出実行判定値）Ｑｎｘよ
り大きいか否かを判定する。その結果、所定量Ｑｎｘよ
り大きいときはステップＳ３に進み、大きくないときは
大きくなるまでステップＳ１を繰り返す。ここで、上記
ＮＯｘ放出実行判定値Ｑｎｘは、ＮＯｘ触媒１７による
ＮＯｘ浄化率が所定の規制値（限界値）以上に保たれる
ことを妨害するような量である。
【００４０】ステップＳ３では、後述するイオウ放出制
御で推定されるＮＯｘ吸収剤へのイオウ付着量（総量）
Ｑｓが予め設定した所定量（ＮＯｘ放出実行有効判定
値）Ｘ１（図１４参照）より小さいか否かを判定する。
この判定の意義及びステップＳ９については後述する。
その結果、イオウ付着量Ｑｓが所定量Ｘ１より小さいと
きに限りステップＳ４に進む。
【００４１】ステップＳ４ではＮＯｘ放出動作を実行す
る。すなわち空燃比をリッチ化してＮＯｘ吸収剤から吸
収したＮＯｘを浄化・放出させるのである。次いでステ
ップＳ５で排ガス温度、排ガス流量、空燃比及びＮＯｘ
残存量（ＮＯｘ残存量の前回値、つまり既にＮＯｘ吸収
剤から放出されたＮＯｘを除いたＮＯｘの残存量）Ｑｎ
ｚからＮＯｘ放出量瞬時値ｄＱｎｚを算出する。ＮＯｘ
放出量瞬時値ｄＱｎｚは排ガス温度が高いほど、排ガス
流量が多いほど、空燃比がリッチなほど、ＮＯｘ残存量
Ｑｎｚが多いほど大きい値に算出される。そしてステッ
プＳ６でこのＮＯｘ放出量瞬時値ｄＱｎｚを上記ＮＯｘ
残存量Ｑｎｚ、つまり前回値から減算することによりＮ
Ｏｘ残存量Ｑｎｚを推定する。
【００４２】次いでステップＳ７でこのＮＯｘ残存量Ｑ
ｎｚがゼロか否かを判定する。その結果、ゼロのときは
ステップＳ８でＮＯｘ放出動作を終了する。すなわち空
燃比のリッチ化を終了し、リーン運転に戻す。一方、Ｎ
Ｏｘ残存量Ｑｎｚがゼロでないときはゼロになるまでス
テップＳ４に戻ってＮＯｘ放出動作を続行する。
【００４３】〈他の制御動作例〉なお、以上において
は、ＮＯｘ吸収量Ｑｎが所定量Ｑｎｘ以上となったとき
（ステップＳ２）にＮＯｘ放出動作を開始するようにし
たが、これに代えて、あるいはこれと共に、ＮＯｘ吸収
可能量Ｑｎｃが所定量以下に少なくなったとき（ＮＯｘ
通過量Ｑｎｘが所定量以上に多くなったとき）にもＮＯ
ｘ放出動作を開始するようにしてもよい。
【００４４】つまり、前述したように、例えば排ガス温
度が低いときａは、高いときｂよりも、ＮＯｘ触媒１７
の浄化能力が高水準に維持される結果、ＮＯｘ吸収可能
量Ｑｎｃが長期に亘って大きく、且つＮＯｘ吸収量Ｑｎ
が早期に大きくなる。したがって、ＮＯｘ吸収量Ｑｎだ
けでＮＯｘ放出動作の開始を判定すると、まだ浄化能力
の高い触媒１７（ＮＯｘ吸収可能量Ｑｎｃの大きい触媒
１７）に対しては早々とＮＯｘ放出動作が開始される一
方で、すでに浄化能力の低くなった触媒１７（ＮＯｘ吸
収可能量Ｑｎｃの小さくなった触媒１７）に対してはな
かなかＮＯｘ放出動作が開始されないことになって不合
理である。そこで、ＮＯｘ吸収量Ｑｎが所定量Ｑｎｘ以
上となったときだけでなく、そのような判定条件とは無
関係に、ＮＯｘ吸収可能量Ｑｎｃが所定量以下に少なく
なり、ＮＯｘ通過量Ｑｎｘが所定量以上に多くなったと
きにもＮＯｘ放出動作を開始することが好ましい。これ
により、ＮＯｘ触媒１７を通過して大気に放出されるＮ
Ｏｘ量の増加を確実にくいとめることができる。
【００４５】［イオウ放出制御］イオウ放出制御も、Ｎ
Ｏｘ放出制御と同様、図８に示すように、ＮＯｘ吸収剤
１７ａのイオウ付着量が所定量以上に増加したときに、
排ガスの空燃比をリッチ化し且つ排ガス（ＮＯｘ触媒１
７）を昇温することによって、付着したイオウを放出さ
せてＮＯｘ触媒１７のＮＯｘ吸収能力を回復させるもの
である。ただし、このイオウ放出制御の結果行われるイ
オウ放出動作の間隔はＮＯｘ放出制御の結果行われるＮ
Ｏｘ放出動作の間隔よりもずっと長い。ここで、排ガス
の昇温は点火時期の遅角により行われる。その場合に、
ＮＯｘ放出制御と同様、空燃比のリッチ化によって燃費
性能が低下し、燃費性能の向上を図るリーンバーンエン
ジンの特徴が減損されるから、たとえＮＯｘ吸収剤１７
ａからのイオウ放出のためであっても、できるだけリッ
チ化の程度・度合いを抑制することが望まれる。また、
排ガスの昇温のために行なう点火時期の遅角によってト
ルク低下の弊害が出るから、やはりたとえＮＯｘ吸収剤
１７ａからのイオウ放出のためであっても、できるだけ
遅角の程度・度合いを抑制することが望まれる。
【００４６】〈制御動作例〉イオウ放出制御の具体的動
作の一例を図９〜図１２にフローチャートで示した。こ
のプログラムはＮＯｘ吸収剤にイオウが付着する環境に
ある間継続して所定周期で繰り返し実行される。リッチ
運転期間中あるいは理論空燃比運転期間中で、且つ排ガ
ス温度が高いときは、イオウは自ずとＮＯｘ吸収剤から
放出されるから、特に、このイオウ放出制御で行われる
イオウ付着量Ｑｓの推定動作は中止され、代わりにイオ
ウ放出量に基くイオウ残存量の推定が別途行なわれる。
ただし、前述したＮＯｘ放出制御の結果行われるＮＯｘ
放出動作は空燃比をリッチ化するのみであり排ガスの昇
温を行なわないから、該ＮＯｘ放出動作のみによっては
イオウは放出されず、よって該ＮＯｘ放出動作中は、イ
オウ付着量Ｑｓの推定は続けられる。
【００４７】（イオウ付着量の推定）まずステップＳ２
１でＮＯｘ吸収剤へのイオウ付着量Ｑｓを推定する。す
なわち、ステップＳ４１でイオウの発生源である燃料の
流量からイオウ付着量瞬時値ｄＱｓの基本値ｄＱｓｏを
算出する。この基本値ｄＱｓｏは燃料流量が多いほど大
きい値に算出される。次いでステップＳ４２〜Ｓ４４で
リーン継続時間、排ガス温度及びイオウ付着量Ｑｓ（イ
オウ付着量の前回値、つまり既にＮＯｘ吸収剤に付着し
ているイオウの積算値）から第１〜第３補正係数Ｋ１〜
Ｋ３を算出する。
【００４８】第１補正係数Ｋ１は所定のリーン継続時間
で最大値をとり、そこからリーン継続時間が短くなるほ
ど、また長くなるほど小さい値に算出される。第２補正
係数Ｋ２は所定の排ガス温度で最大値をとり、そこから
排ガス温度が低くなるほど、また高くなるほど小さい値
に算出される。第３補正係数Ｋ３はイオウ付着量Ｑｓが
所定の付着量より多いほど小さい値に算出される。
【００４９】次いでステップＳ４５で上記基本値ｄＱｓ
ｏをこれらの補正係数Ｋ１〜Ｋ３で補正することにより
イオウ付着量瞬時値ｄＱｓを算出する。そしてステップ
Ｓ４６でこのイオウ付着量瞬時値ｄＱｓを上記イオウ付
着量Ｑｓ、つまり前回値に加算することによりイオウ付
着量Ｑｓを推定する。
【００５０】（イオウ脱離性の判定）以上により推定さ
れた量ＱｓはＮＯｘ触媒１７に付着したイオウの総量で
ある。しかし、ＮＯｘ吸収剤に付着したイオウは、周囲
の環境により、ＮＯｘ吸収剤からの脱離性がまちまちで
あり、脱離し易いもの、脱離し難いもの、脱離できない
もの等が混在している。またその比率・割合も一定では
ない。そこで、本実施の形態では、ステップＳ４７でイ
オウの脱離性を分析・判定し、その結果に応じてイオウ
放出動作を調整することにより、無駄なイオウ放出動作
の抑制を図っている。
【００５１】すなわち、ステップＳ５１〜Ｓ５３でイオ
ウ付着経過時間（前回のイオウ放出動作が終了してから
の経過時間）ｔｉｍ、排ガス温度ｔｍｐ及び排ガス量ｖ
ｌｍに基いてイオウの脱離性を判定する。つまり、ＮＯ
ｘ触媒１７に付着したイオウの総量Ｑｓのうち、脱離容
易なイオウの割合α１〜α３、脱離困難（しかし脱離は
可能）なイオウの割合β１〜β３、脱離不能なイオウの
割合γ１〜γ３を算出するのである。
【００５２】図１３に示すように、イオウ付着経過時間
ｔｉｍ、排ガス温度ｔｍｐ及び排ガス量ｖｌｍが増加す
るほど、脱離容易なイオウの割合αが減少し、脱離困難
なイオウの割合β及び脱離不能なイオウの割合γが増加
する。つまり、脱離容易イオウの領域Ｒａが減少し、脱
離困難イオウの領域Ｒｂ及び脱離不能イオウの領域Ｒｃ
が増加する。
【００５３】イオウ放出動作が終了してから時間ｔｉｍ
１が経過するまでに次のイオウ放出動作が行われたとき
は、すべてのイオウは容易に脱離する（脱離容易割合α
１＝１００％）。一方、イオウ放出動作が終了してから
時間ｔｉｍ１〜ｔｉｍ２の間に次のイオウ放出動作が行
われたときは、何割かのイオウは脱離が困難になる（脱
離困難割合β１＞０％）。さらに、時間ｔｉｍ２の経過
後に次のイオウ放出動作が行われたときは、何割かのイ
オウは脱離が不能になる（脱離不能割合γ１＞０％）。
このような傾向は、時間が経てば経つほどイオウとＮＯ
ｘ吸収剤組織との結合反応が進行してイオウが取れ難く
なることに由来する。
【００５４】これに準じ、排ガス温度がｔｍｐ１以下の
条件下で付着したイオウはすべて容易に脱離する（脱離
容易割合α２＝１００％）。しかし、排ガス温度がｔｍ
ｐ１〜ｔｍｐ２の条件下で付着したイオウの何割かは脱
離が困難になる（脱離困難割合β２＞０％）。そして、
排ガス温度がｔｍｐ２以上の条件下で付着したイオウの
何割かは脱離が不能になる（脱離不能割合γ２＞０
％）。このような傾向は、イオウ付着時の反応温度が高
いほど、イオウとＮＯｘ吸収剤組織との結合反応速度が
促進されてイオウが強固に結合することに由来する。な
お、イオウ付着時の排ガス温度に代えて、あるいはこれ
と共に、次のイオウ放出動作が行なわれるまでの間に、
付着したイオウが受けた熱履歴を考慮するようにしても
よい。
【００５５】またこれに準じ、排ガス量がｖｌｍ１以下
の条件下で付着したイオウはすべて容易に脱離する（脱
離容易割合α３＝１００％）。しかし、排ガス量がｖｌ
ｍ１〜ｖｌｍ２の条件下で付着したイオウの何割かは脱
離が困難になる（脱離困難割合β３＞０％）。そして、
排ガス量がｖｌｍ２以上の条件下で付着したイオウの何
割かは脱離が不能になる（脱離不能割合γ３＞０％）。
このような傾向は、イオウ付着時の排ガス量が多く、し
たがって反応圧力が高いほど、イオウとＮＯｘ吸収剤組
織との結合反応速度が促進されてイオウが強固に結合す
ることに由来する。また、イオウ付着時の反応圧力が高
いほど、イオウがＮＯｘ吸収剤組織の内部に奥深く入り
込み、それによってもイオウが取れ難くなることにも由
来する。なお、イオウ付着時の排ガス量（反応圧力）に
代えて、あるいはこれと共に、次のイオウ放出動作が行
なわれるまでの間に、付着したイオウが受けた圧力履歴
を考慮するようにしてもよい。
【００５６】そして、ステップＳ５４でこれらの各割合
α１〜α３、β１〜β３、γ１〜γ３を用いて、ＮＯｘ
触媒１７に付着したイオウ総量Ｑｓを、脱離容易なイオ
ウ量Ｑｓａと、脱離困難なイオウ量Ｑｓｂと、脱離不能
なイオウ量Ｑｓｃとに分析する。なお、図１２のステッ
プＳ５４では、各割合α１〜α３、β１〜β３、γ１〜
γ３の相加平均をとっているが、これに限らず、例えば
各割合α１〜α３、β１〜β３、γ１〜γ３間に重みづ
け等をしてもよい。
【００５７】以上のイオウ脱離性の分析・判定をしたう
えで、ステップＳ２２でイオウ付着総量Ｑｓが予め設定
した所定量（イオウ放出実行判定値）Ｑｓｘ（図１４参
照）より大きいか否かを判定する。その結果、所定量Ｑ
ｓｘより大きいときはステップＳ２３に進み、大きくな
いときは大きくなるまでステップＳ２１を繰り返す。こ
こで、上記イオウ放出実行判定値Ｑｓｘは、ＮＯｘ触媒
１７によるＮＯｘ浄化率が所定の規制値（限界値）以上
に保たれることを妨害するような量である。
【００５８】（イオウ放出動作の規制）次のステップＳ
２３及びＳ２５の判定はイオウ放出動作を許容するか規
制するかの判定である。すなわち、ステップＳ２３で
は、イオウ総量Ｑｓのうち、脱離容易イオウ量Ｑｓａと
脱離困難イオウ量Ｑｓｂとの和、つまり脱離可能イオウ
量が、予め設定した所定量（イオウ放出実行有効判定
値）Ｘ２（図１４参照）より大きいか否かを判定する。
つまり、脱離不能イオウ量Ｑｓｃが少量であり、イオウ
放出動作は効果があり、イオウ放出動作を行なっても無
駄にならないことを未然に判定するのである。
【００５９】その結果、脱離可能イオウ量（Ｑｓａ＋Ｑ
ｓｂ）が所定量Ｘ２より大きいときに限り、ステップＳ
２４に進んで、脱離可能イオウ（Ｑｓａ＋Ｑｓｂ）を放
出対象とするイオウ放出フラグＦをオンにする。これに
対し、脱離不能イオウ量Ｑｓｃが多いときは、そのまま
リターンする。つまりイオウ放出動作を延期（規制）す
る。これにより、放出させることが不可能なイオウＱｓ
ｃを相手に放出動作を行なうことがなく、無駄な空燃比
のリッチ化及び排ガスの昇温が回避され、燃費性能低下
の問題、及び点火時期の遅角によるトルク低下の問題が
抑制される。
【００６０】なお、脱離不能イオウＱｓｃが脱離可能イ
オウＱｓａ又はＱｓｂに変化する可能性は少ないから、
本実施形態では、一度ステップＳ２３でＮＯと判定され
たときは、将来的にステップＳ２４以下に進むことはな
く、イオウ放出動作が長く実行されないことになる。
【００６１】ステップＳ２５では、車速Ｖがイオウ放出
実行車速Ｖｘより大きいか否かを判定する。つまり、車
速が低く、したがってそもそも排ガス温度が低くて、排
ガスの昇温のためにいくら点火時期の遅角を試みても、
排ガス温度がイオウ放出有効温度（例えば５５０〜６０
０℃）まで昇温しないような事態を未然に判定するので
ある。
【００６２】その結果、車速Ｖがイオウ放出実行車速Ｖ
ｘより大きいときに限り、ステップＳ２６以下に進んで
イオウ放出動作を実行する。これに対し、排ガス温度が
低いときは、そのままリターンする。つまりイオウ放出
動作を延期（規制）する。これにより、やはり無駄な空
燃比のリッチ化及び排ガスの昇温が回避され、燃費性能
低下の問題、及び点火時期の遅角によるトルク低下の問
題が抑制される。
【００６３】すなわち、本実施形態では、低車速運転を
する傾向が強いときは、将来的にステップＳ２６以下に
進むことはなく、やはりイオウ放出動作が長く実行され
ないことになる。
【００６４】（イオウ放出動作）イオウ放出動作を開始
する前に、ステップＳ２６で、脱離困難イオウ量Ｑｓｂ
が予め設定した所定量（イオウ放出動作調整判定値）Ｘ
３（図１４参照）より大きいか否かを判定する。その結
果、大きいときはステップＳ２７に進んで強条件でイオ
ウ放出動作を実行し、小さいときはステップＳ２８に進
んで抑制条件でイオウ放出動作を実行する。
【００６５】すなわち、いずれの場合も空燃比をリッチ
化し且つ排ガスを昇温してＮＯｘ吸収剤から付着したイ
オウを放出させるのであるが、放出対象である脱離可能
イオウ（Ｑｓａ＋Ｑｓｂ）のうち脱離困難イオウＱｓｂ
の割合が多いときは、空燃比をよりリッチにし（例えば
リッチ運転領域Ｂ１の空燃比）、排ガス温度をより高く
する（例えば６００℃）。一方、脱離困難イオウＱｓｂ
の割合が少ないときは、空燃比のリッチ化の程度・度合
いを抑制し（例えば理論空燃比運転領域Ｂ２の空燃
比）、排ガスの昇温の程度・度合いも抑制する（例えば
５５０℃）。これにより、過度な空燃比のリッチ化及び
排ガスの昇温が回避され、燃費性能低下の問題、及び点
火時期の遅角によるトルク低下の問題が抑制される。
【００６６】（イオウ放出動作の終了）イオウ放出動作
の実行中は、ステップＳ２９で、イオウ残存量、より詳
しくは、放出対象である脱離容易イオウの残存量Ｑｓａ
ｚ及び脱離困難イオウの残存量Ｑｓｂｚを推定する。こ
の残存量の推定は、例えばイオウ放出動作の条件・内容
（空燃比及び排ガス温度）やイオウ放出動作の実行時間
等に基いて行われる。
【００６７】次いでステップＳ３０で、この放出対象イ
オウの残存量（Ｑｓａｚ＋Ｑｓｂｚ）がゼロか否かを判
定する。その結果、ゼロのときはステップＳ３１でイオ
ウ放出動作を終了すると共にイオウ放出フラグＦをオフ
にする。すなわち空燃比のリッチ化を終了し、リーン運
転に戻す。また、点火時期の遅角を終了し、排ガスの昇
温を停止する。
【００６８】一方、放出対象イオウ残存量（Ｑｓａｚ＋
Ｑｓｂｚ）がゼロでないときはゼロになるまでステップ
Ｓ２７又はＳ２８に戻ってイオウ放出動作を続行するの
であるが、その都度、ステップＳ３２で、車速Ｖがイオ
ウ放出中断車速Ｖｙより低くないことを確認する。つま
り、車速が高く、排ガス温度をイオウ放出有効温度まで
昇温できる状態であることを確認するのである。
【００６９】車速Ｖがイオウ放出中断車速Ｖｙより低く
なった場合でも、ステップＳ３３で、放出対象イオウ残
存量（Ｑｓａｚ＋Ｑｓｂｚ）が予め設定した所定量（イ
オウ放出フラグ解除判定値）Ｘ４（図１４参照）より小
さいと判定されたときは、ステップＳ３４に進んで、ス
テップＳ３１と同様、イオウ放出動作を終了すると共に
イオウ放出フラグＦをオフにする。
【００７０】ただし、車速Ｖがイオウ放出中断車速Ｖｙ
より低く、且つ放出対象イオウ（Ｑｓａｚ＋Ｑｓｂｚ）
がまだ相当量残存している場合は、イオウ放出動作は一
時中断（規制）される。そして、ステップＳ２５で、車
速Ｖがイオウ放出実行車速Ｖｘ以上に回復したと判定さ
れたときにイオウ放出動作は再開される。
【００７１】ここで、イオウの量に関する上記各判定値
は、例えば図１４に示すような大小関係に設定される。
【００７２】［上記制御の特徴］ （１）イオウ放出制御のステップＳ２３及びＳ２５（一
時中断の場合を含む）でＮＯと判定されたときは、前述
したように、いずれもイオウ放出動作が延期・規制され
る。その結果、図１５に示すように、ＮＯｘ吸収剤１７
ａへのイオウの付着が進行し、該吸収剤１７ａへのＮＯ
ｘの吸収がほとんど期待できなくなる。ＮＯ放出制御の
ステップＳ３の判定は、ＮＯｘ吸収剤１７ａがこのよう
な状態になっているかどうかを見極めるものである。
【００７３】すなわち、該ステップＳ３で、イオウの総
付着量ＱｓがＮＯｘ放出実行有効判定値Ｘ１より大きい
と判定されたときは（図１４に示したように同判定値Ｘ
１はかなり大きな値に設定される）、ＮＯｘ吸収剤１７
ａのＮＯｘ吸収能力が著しく低下しており、ＮＯｘ吸収
剤１７ａには、図１６の符号カで示すように、実際に、
放出対象となるＮＯｘがほとんど吸収されていないと判
断する。したがって、たとえ、その前のステップＳ２
で、ＮＯｘ吸収量ＱｎがＮＯｘ放出実行判定値Ｑｎｘよ
り大きいと推定されていても、ステップＳ４には進まな
い。つまりＮＯｘ放出動作を実行しないのである。
【００７４】もしこのような状態で空燃比をリッチ化し
ても、空燃比のリッチ化だけではイオウは放出されない
のであるから、ＮＯｘ吸収剤１７ａは、図１６の符号キ
で示すように、わずかな量のＮＯｘが放出されるのみで
ある。ＮＯｘ吸収剤１７ａは、そののちも満足なＮＯｘ
吸収が期待できず、無駄なリッチ化である。よって、上
記ステップＳ３の判定により、無駄な空燃比のリッチ化
が回避され、燃費性能低下の問題が抑制される。
【００７５】（２）ステップＳ３でイオウの総付着量Ｑ
ｓがＮＯｘ放出実行有効判定値Ｘ１より大きいと判定さ
れたときは、代わりに、ステップＳ９に進んで、前述し
たように、リーン運転領域Ａを低回転・低負荷側の領域
Ａ′まで縮小する。これにより、ＮＯｘ発生量の多いリ
ーン運転そのものが制限されて、ＮＯｘ吸収剤１７ａの
ＮＯｘ吸収能力低下時における大気へのＮＯｘ放出が根
本から抑制される。
【００７６】ただし、その場合に、選択還元浄化領域Ｄ
についてはリーン運転を許容するから、大気へのＮＯｘ
の放出を抑制しながら、リーン運転領域Ａの縮小による
燃費性能低下の不具合が低減される。
【００７７】なお、このようなリーン運転の制限は、ス
テップＳ３でＹＥＳと判定されたときに終了する。つま
り、将来、イオウ放出動作の規制が解除されて、イオウ
放出動作が実行され、その結果、イオウ付着量Ｑｓが減
少して、ＮＯｘ吸収剤１７ａにＮＯｘ吸収能力が回復し
たときに終了する。ただし、本実施形態では、イオウ放
出動作は、脱離不能イオウ量Ｑｓｃが多いとき（ステッ
プＳ２３）、又は車速Ｖが低いときに規制される。この
うち、車速Ｖは将来的に高くなることもあるが、イオウ
の脱離性は時間が経てば経つほど低くなり、脱離不能イ
オウが脱離可能イオウに変化することはない。すなわ
ち、将来的にイオウ放出規制が解除される可能性はほと
んどない。よって、本実施形態では、ステップＳ２３で
ＮＯと判定されたときは、イオウ放出規制が長く続き、
将来的にステップＳ３でＹＥＳと判定される可能性が少
なくなり、その結果、ＮＯｘ放出動作の実行の可能性も
少なくなることになる。
【００７８】（３）イオウ放出制御のステップＳ４７で
イオウの脱離性を判定し、その判定結果（ステップＳ２
６等）に応じて、イオウ放出のための空燃比のリッチ化
及び排ガスの昇温の程度を増減・調整したから（ステッ
プＳ２７，Ｓ２８）、過度なイオウ放出動作が回避さ
れ、無駄のないイオウ放出動作が実現して、燃費性能低
下の問題、及びトルク低下の問題が抑制される。しか
も、図１６の符号クで示すように、脱離不能イオウＱｓ
ｃは放出対象から除外するから（ステップＳ３０等）、
イオウ放出動作がなお一層合理的に縮小できる。
【００７９】なお、本実施形態では、イオウ放出動作の
調整に当たり、空燃比と排ガス温度との両方を調整の対
象したが、いずれか一方のみ調整するようにしてもよ
く、それらの組み合わせパターンの豊富化により、イオ
ウの脱離性の程度にいろいろに呼応した緻密なイオウ放
出制御が可能になる。
【００８０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＮＯｘ放出動作を実行するだけの意義・効果のあるとき
に限り、該放出動作を実行するので、合理的で無駄のな
いＮＯｘ放出制御が実現する。本発明は、ＮＯｘ吸収還
元型触媒を備えるリーンバーンエンジンに広く好ましく
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
ステム構成図である。
【図２】 同エンジンの空燃比マップである。
【図３】 ＮＯｘ放出制御によりＮＯｘが放出されるＮ
Ｏｘ吸収剤の概念図である。
【図４】 ＮＯｘ通過量のタイムチャートである。
【図５】 ＮＯｘ吸収量に対する吸収可能量の特性図で
ある。
【図６】 ＮＯｘ放出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７】 ＮＯｘ吸収量の推定動作の一例を示すフロー
チャートである。
【図８】 イオウ放出制御によりイオウが放出されるＮ
Ｏｘ吸収剤の概念図である。
【図９】 イオウ放出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１０】 同フローチャートである。
【図１１】 イオウ付着量の推定動作の一例を示すフロ
ーチャートである。
【図１２】 イオウ脱離性の判定動作の一例を示すフロ
ーチャートである。
【図１３】 各種パラメータに対するイオウ脱離性係数
α，β，γの変化の特性図である。
【図１４】 上記ＮＯｘ放出制御及びイオウ放出制御で
用いる各種判定値の相関図である。
【図１５】 イオウ放出規制によりイオウの付着が進行
したＮＯｘ吸収剤の概念図である。
【図１６】 イオウの付着が進行したＮＯｘ吸収剤から
ＮＯｘを放出した場合とイオウを放出した場合との比較
を示す概念図である。
【符号の説明】
１ エンジン １０ 排気通路 １６ 三元触媒 １７ａ ＮＯｘ吸収剤 ２０ コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── 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 45/00 ３１４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４Ｚ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (72)発明者 久慈 洋一 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） 3G022 AA06 AA10 CA03 CA04 EA01 EA08 FA06 GA01 GA05 GA06 GA09 GA10 GA11 3G084 AA04 BA03 BA04 BA05 BA09 BA13 BA15 BA17 BA19 BA20 BA24 CA03 CA04 DA02 DA10 DA27 EB01 EB09 EB12 EC02 EC03 FA00 FA01 FA07 FA10 FA11 FA13 FA18 FA20 FA26 FA27 FA30 FA33 FA37 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AB03 AB06 AB09 BA11 BA14 BA15 BA19 BA33 CA26 CB02 CB05 CB07 DB00 DB04 DB07 DB08 DB10 DB11 EA00 EA01 EA05 EA06 EA07 EA08 EA10 EA16 EA17 EA34 FA07 FA08 FA09 FA13 FA14 FA17 GB02Y GB03Y GB04Y GB05W GB06W HA36 HA37 HB05 3G301 HA01 HA04 HA15 JA25 JA26 JA33 KA08 KA09 KA12 KA23 KA24 KA25 LA00 LA01 LB04 MA01 MA11 MA19 NA03 NA06 NA08 NB00 NC02 ND02 NE15 PA01Z PA07Z PA09Z PA11Z PB03A PB03Z PB05Z PD09Z PD11Z PD15Z PE01Z PE08Z PF03Z

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 酸素過剰雰囲気で排ガス中のＮＯｘを吸
    収し、酸素濃度の低下により該ＮＯｘを放出するＮＯｘ
    吸収材を排気通路に備え、該ＮＯｘ吸収材へのＮＯｘ吸
    収量を推定するＮＯｘ吸収量推定手段と、該推定手段で
    推定されたＮＯｘ吸収量が所定量以上となったときに空
    燃比をリッチ化して該吸収材からＮＯｘを放出させるＮ
    Ｏｘ放出手段と、上記ＮＯｘ吸収材へのイオウ付着量を
    推定するイオウ付着量推定手段と、該推定手段で推定さ
    れたイオウ付着量が所定量以上になったときに空燃比を
    リッチ化し且つ排ガスを昇温して該吸収材からイオウを
    放出させるイオウ放出手段とを有するエンジンの排気浄
    化装置であって、上記イオウ放出手段によるイオウ放出
    を所定の条件により規制するイオウ放出規制手段と、該
    規制手段によるイオウ放出規制の結果、上記ＮＯｘ吸収
    材へのイオウの付着が進行して該吸収材へのＮＯｘの吸
    収が期待できないときは、上記ＮＯｘ放出手段がＮＯｘ
    放出のために行なう空燃比のリッチ化を抑制する抑制手
    段とを備えることを特徴とするエンジンの排気浄化装
    置。
  2. 【請求項２】 イオウ放出規制手段によるイオウ放出規
    制の結果、ＮＯｘ吸収材へのイオウの付着が進行して該
    吸収材へのＮＯｘの吸収が期待できないときは、リーン
    運転領域を縮小するリーン運転制限手段と、ＮＯｘ吸収
    材によるＮＯｘの選択還元浄化作用が期待できる運転領
    域については、上記制限手段によるリーン運転領域の縮
    小を規制するリーン運転許容手段とを備えることを特徴
    とする請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置。
  3. 【請求項３】 ＮＯｘ吸収材によるＮＯｘの選択還元浄
    化作用が期待できる運転領域は、排ガス温度の低い運転
    領域であることを特徴とする請求項２に記載のエンジン
    の排気浄化装置。
  4. 【請求項４】 イオウ放出手段は、点火時期の遅角によ
    り排ガスを昇温し、イオウ放出規制手段は、点火時期を
    遅角しても排ガスがイオウ放出有効温度まで昇温しない
    運転状態であるときに、イオウ放出手段によるイオウ放
    出を規制することを特徴とする請求項１から３のいずれ
    かに記載のエンジンの排気浄化装置。
  5. 【請求項５】 ＮＯｘ吸収材に付着したイオウの脱離性
    を判定するイオウ脱離性判定手段を備え、イオウ放出規
    制手段は、上記判定手段で離脱不能なイオウが多いと判
    定されたときに、イオウ放出手段によるイオウ放出を規
    制することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記
    載のエンジンの排気浄化装置。
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