JP4655971B2 - 硫黄被毒回復制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、硫黄被毒回復制御装置に関する。

内燃機関の排気通路に吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、単にＮＯx触媒という。）を配置する技術が知られている。このＮＯx触媒は、流入する排気の酸素濃度が高いときに排気中
のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときに吸蔵し
ていたＮＯxを還元する。

ところで、ＮＯx触媒には燃料に含まれる硫黄成分もＮＯxと同じメカニズムで吸蔵される。このように吸蔵された硫黄成分はＮＯxよりも放出されにくく、ＮＯx触媒内に蓄積される。これを硫黄被毒という。この硫黄被毒によりＮＯx触媒でのＮＯx浄化率が低下するため、適宜の時期に硫黄被毒から回復させる硫黄被毒回復処理を施す必要がある。この硫黄被毒回復処理は、ＮＯx触媒を高温にし、且つ酸素濃度を低下させた排気をＮＯx触媒に流通させて行われる。

そして、複数の燃料を切り替えて用いる内燃機関においても、排気中にＮＯxが含まれ
るため、排気通路に吸蔵還元型ＮＯx触媒を備えることがある。ここで、ＮＯx還元時にはＮＯxの還元に適した燃料を選択する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）
。また、このような内燃機関に備わる吸蔵還元型ＮＯx触媒においても、何れかの燃料の
中に硫黄成分が含まれていると吸蔵還元型ＮＯx触媒の硫黄被毒が発生する。

ここで、硫黄被毒回復処理を行なうときには、ＮＯx触媒の温度を高温にしなければな
らないが、内燃機関の運転状態によってはＮＯx触媒が高温にならない。そのため、硫黄
被毒回復処理は、ＮＯx触媒を高温にし得る所定の運転状態のときに行なわれる。しかし
、ＮＯx触媒を高温にし得る運転状態とならなければ硫黄被毒回復処理を行なうことがで
きないので、硫黄被毒回復を行なうことができない状態が長く続くとＮＯx触媒でのＮＯx浄化率が低下するおそれがある。
特開２００４−２３９１３２号公報

ところで、複数の燃料を切り替えて用いる内燃機関においては、燃料により燃焼状態が異なるので、使用する燃料に応じて点火時期等を変えることがある。そして点火時期等を変えると排気の温度が変化するので、ＮＯx触媒を高温にし得る運転状態も燃料の種類に
より変わることがある。そのため、使用している燃料の種類によっては硫黄被毒回復を行なうことが困難となるときもある。

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、硫黄被毒回復制御装置において、燃料の種類に応じて硫黄被毒回復処理を行なうことができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために本発明による硫黄被毒回復制御装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による硫黄被毒回復制御装置は、
複数の燃料を切り替えて用いる内燃機関で該内燃機関の排気通路に備わる吸蔵還元型ＮＯx触媒の硫黄被毒量が所定量以上となり且つ硫黄被毒回復処理を行なうことが可能な運
転領域のときに硫黄被毒回復処理を行なう硫黄被毒回復制御装置であって、
前記硫黄被毒回復処理を行うことが可能な運転領域を前記複数の燃料について夫々判定する硫黄被毒回復領域判定手段を具備することを特徴とする。

前記内燃機関には、複数の種類の燃料の中から選択された１つの燃料が供給される。複数の燃料は、夫々他の燃料と性状が異なる。そのため複数の燃料は、夫々の燃料の燃焼速度、燃焼温度、または最適な点火時期が異なることがある。したがって、そのときに選択されている燃料により排気の温度が異なることがある。そうすると、吸蔵還元型ＮＯx触
媒の温度を硫黄被毒の回復に必要となる温度まで上昇可能な運転状態は、燃料の種類により異なることとなる。

そのため、硫黄被毒回復領域判定手段は、夫々の燃料について硫黄被毒回復可能な運転領域を判定する。ここで運転領域は、例えば機関回転数および機関負荷に基づいて分けられる。そして、例えば排気温度が高くなり得る燃料は、より低回転または低負荷で硫黄被毒回復処理を行なうように設定される。

そして、現時点での運転領域が、そのときに使用している燃料で硫黄被毒回復処理を行なうことが可能な運転領域である場合には、該硫黄被毒回復処理を行なうことができる。すなわち、燃料の種類に応じてそのときに硫黄被毒回復可能であるか否か判定することができる。これにより、そのときに使用している燃料において適切な運転状態のときに硫黄被毒回復処理を行なうことができる。そのため、黄被毒回復処理を行なうことができないことに起因するＮＯxの浄化率の低下を抑制することができる。また、硫黄被毒回復を行
なうことができない時期に硫黄被毒回復処理を行なうと燃費が悪化するが、これを抑制することもできる。

本発明においては、前記硫黄被毒回復処理を行なわなくても硫黄被毒が回復される運転領域を前記複数の燃料について夫々判定する成行回復領域判定手段を更に備えることができる。

吸蔵還元型ＮＯx触媒の硫黄被毒回復処理は、該吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度を上昇させつつ行なわれる。しかし内燃機関の運転状態によっては、硫黄被毒回復処理を行なっていないときでも該吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度が硫黄被毒の回復に必要となる温度まで上昇
する。すなわち、硫黄被毒回復処理を行なうことなく成り行きで硫黄被毒回復が行なわれる。そして、このように硫黄被毒回復可能な温度まで上昇可能な運転領域は、燃料の性状により異なる。成り行き回復領域判定手段は、燃料毎に、前記硫黄被毒回復処理を行なわなくても硫黄被毒が回復される運転領域であるか否かを判定する。これにより、現時点での運転状態で、そのときに試用している燃料について成り行きで硫黄被毒が回復される運転領域であるか否か判定することができる。

本発明においては、現時点で使用している燃料では硫黄被毒の回復を行なうことが可能でなくても他の燃料に切り替えることにより硫黄被毒の回復が可能な場合には燃料を切り替えて硫黄被毒を回復させる燃料切替手段を更に備えることができる。

現時点で供給されている燃料では、硫黄被毒回復処理を行なうことが可能でない運転領域であっても、供給する燃料を切り替えることにより、硫黄被毒回復処理が可能な運転領域が変わるので、硫黄被毒回復処理を行なうことができることがある。そこで、燃料を切り替えることにより、硫黄被毒回復処理を行なうことが可能であれば燃料を切り替えて硫黄被毒回復処理を行なう。これにより、硫黄被毒回復処理を行なう機会を増やすことができる。

本発明においては、前記複数の燃料の夫々を使用したときに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒
に吸蔵される硫黄成分の量を夫々の燃料について積算する硫黄被毒量積算手段を更に備え、他の燃料に切り替えられた場合には切り替える前に積算された硫黄被毒量を切り替えた後に積算される硫黄被毒量に加算することができる。

燃料性状が異なると、燃料に含まれる硫黄成分の量が異なることがある。ここで、夫々の燃料中の硫黄成分の量は、供給されると予想される燃料中の硫黄成分の量として予め得ることができる。そして、このようにして得られた硫黄成分の量を積算すれば、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されている硫黄成分の量、すなわち硫黄被毒量を求めることができる
。そして、燃料が切り替えられた場合には、現時点までに積算されている硫黄被毒量に、さらに燃料切替後に吸蔵される硫黄成分量を積算していくことにより、燃料切替後における硫黄被毒量を求めることができる。このようにすることで、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸
蔵されている硫黄成分の量に応じた時期に硫黄被毒の回復を行なうことができる。

また、本発明においては、前記複数の燃料はガソリン燃料と気体燃料とを含み
前記硫黄被毒回復領域判定手段は、ガソリン燃料を使用している場合には気体燃料を使用している場合と比較して硫黄被毒回復処理を行なう運転領域を広くすることができる。

気体燃料（例えばＣＮＧ又はＬＰＧ）はガソリンと比較して燃焼速度が遅いため、一般に、気体燃料を使用した場合にはガソリンを使用した場合と比較して点火時期は進角される。これにより、気体燃料のほうが排気の温度が低くなる。したがって、気体燃料を使用した場合には、ガソリンを使用した場合と比較して硫黄被毒回復処理が可能な運転領域がより高回転または高負荷側となる。すなわち、気体燃料を使用する場合よりもガソリンを使用する場合のほうが、硫黄被毒運転領域を広くすることができる。

本発明によれば、燃料の種類に応じて硫黄被毒回復処理を行なうことができる。これにより、適切な運転状態のときに硫黄被毒回復処理を行なうことができるので、燃料の消費量を低減させることができる。また、硫黄被毒を適切に回復させることができるので、ＮＯxの浄化率を向上させることができる。

以下、本発明に係る硫黄被毒回復制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。

図１は、本実施例に係る硫黄被毒回復制御装置を適用する内燃機関１、並びにその吸気系および排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、水冷式の４サイクルエンジンである。内燃機関１は、ガソリン及び圧縮天然ガス（以下、ＣＮＧという。）を燃料として用いることができ、何れかの燃料が選択されて用いられる。また、内燃機関１は、夫々の燃料において均質リーンまたは成層リーンで燃焼可能である。なお、ＣＮＧの他に液化石油ガス（ＬＰＧ）を燃料として用いてもよい。

内燃機関１には、燃焼室２へ通じる吸気通路３が接続されている。この吸気通路３の途中には、内燃機関１の吸入空気量を測定するエアフローメータ４が取り付けられている。また、エアフローメータ４よりも内燃機関１側の吸気通路３には、スロットル５が設けられている。このスロットル５には、該スロットル５の開度に応じた信号を出力するスロットル開度センサ５１が取り付けられている。このスロットル開度センサ５１の出力信号により内燃機関１の負荷を検出することができる。そして、エアフローメータ４またはスロットル開度センサ５１の出力信号に基づいて内燃機関１に供給する燃料量が算出される。

スロットル５よりも内燃機関１側の吸気通路３には、該吸気通路３内にガソリン燃料を噴射するガソリン噴射弁６が取り付けられている。ガソリン噴射弁６には、ガソリン供給管６１が接続され該ガソリン供給管６１内にはガソリン燃料が流れている。さらに、スロットル５とガソリン噴射弁６との間の吸気通路３には、該吸気通路３内に気体燃料であるＣＮＧを噴射するＣＮＧ噴射弁７が取り付けられている。ＣＮＧ噴射弁７には、ＣＮＧ供給管７１が接続され該ＣＮＧ供給管７１内にはＣＮＧ燃料が流れている。

一方、内燃機関１には、燃焼室２へ通じる排気通路８が接続されている。排気通路８の途中には、吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、単にＮＯx触媒という。）９が設けられている。ＮＯx触媒９は、流入する排気の酸素濃度が高いときに排気中のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときに吸蔵していたＮＯxを還元する機能
を有する。このＮＯx触媒９よりも上流の排気通路８には、該排気通路８を流通する排気
の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ１０が取り付けられている。

以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御する。ＥＣＵ２０には前記センサの他、機関回転数に応じた信号を出力するクランクポジションセンサ１１が電気配線を介して接続され、これらセンサの出力信号が入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ２０には、ガソリン噴射弁６及びＣＮＧ噴射弁７が電気配線を介して接続され、このガソリン噴射弁６及びＣＮＧ噴射弁７はＥＣＵ２０により制御される。

ところで、ＮＯx触媒９にはガソリン及びＣＮＧに含まれる硫黄成分がＮＯxと同じメカニズムで吸蔵される。このように吸蔵された硫黄成分はＮＯxよりも放出されにくく、Ｎ
Ｏx触媒９内に蓄積される。これを硫黄被毒という。この硫黄被毒によりＮＯx触媒９におけるＮＯx浄化率が低下するため、適宜の時期に硫黄被毒から回復させる硫黄被毒回復処
理を施す必要がある。この硫黄被毒回復処理は、ＮＯx触媒９を高温にし、且つ酸素濃度
を低下させた排気をＮＯx触媒９に流通させて行われる。そして、硫黄被毒回復処理では
、ＥＣＵ２０は、ＮＯx触媒９に流入する排気の空燃比を一時的に所定の目標リッチ空燃
比とする。そして、ＮＯx触媒９の温度の上昇とともに該ＮＯx触媒９から硫黄成分が放出される。これにより、ＮＯx触媒９の硫黄被毒を回復することが可能となる。

ここで、燃料中の硫黄成分の濃度はガソリンとＣＮＧとで異なる。例えばガソリン中の硫黄成分の濃度は１０から５０ｐｐｍであるのに対し、ＣＮＧ中の硫黄成分の濃度は５ｐｐｍ以下である。そして、従来では燃料の種類が切り替わると、内燃機関１の制御方法や各種パラメータ等がそれに合わせて切り替わり、そのときに切替前の情報は考慮されていなかった。つまり、硫黄被毒量を積算していても、燃料が切り替わるとＥＣＵ２０に記憶されている硫黄被毒量が０とされ、この０の状態から硫黄被毒量が積算されることがあった。しかし、燃料が切り替わったとしてもＮＯx触媒９に実際に吸蔵されている硫黄成分
の量は変わらないので、ＥＣＵ２０で積算されている硫黄被毒量は、実際よりも少なくなるおそれがある。

また、燃料中の硫黄成分の濃度が一定としてしまうと、燃料が切り替わったときに硫黄被毒量を正確に求めることが困難となる。例えばＣＮＧを使用しているときにガソリン中の硫黄成分の濃度を適用すると、ＥＣＵ２０で積算される硫黄被毒量が実際よりも多くなってしまう。これにより、必要もない時期に硫黄被毒回復処理が行なわれるので、燃費が悪化するおそれがある。

これに対し、本実施例では硫黄被毒量の推定時に、燃料毎に硫黄成分の濃度を設定する
。さらに、燃料を切り替えた後であっても切り替える前の硫黄被毒量の積算値を記憶しておき、燃料の切替後に生じる硫黄被毒量をこの積算値に更に積算していく。これにより、硫黄被毒量の推定精度を向上させることができるので、適切な時期に硫黄被毒回復処理を行なうことができる。

次に、本実施例に係る硫黄被毒回復処理のフローについて説明する。図２、図３、図４、及び図５は、本実施例に係る硫黄被毒回復処理のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１０１では、カウンタＮが０とされる。このカウンタＮは、硫黄被毒量の積算回数をカウントするためのものである。

ステップＳ１０２では、現時点でガソリン燃料が使用されているか否か判定される。すなわち、硫黄被毒量の積算をどちらの燃料について行なうのか判定している。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３ｂに進む。

ステップＳ１０３では、ガソリン燃料を用いたときの硫黄被毒量が積算される。ガソリン燃料を用いた場合の硫黄被毒量の積算値ＳＧ（Ｎ＋１）の算出式は以下のようになる。
ＳＧ（Ｎ＋１）＝Ｆ×Ｒ×Ｔ×Ｋ×ＫＧ＋ＳＧ（Ｎ）

ただし、Ｆは内燃機関１の１回転当たり燃料噴射量、Ｒは単位時間当たりの機関回転数、Ｔは前回積算時から今回積算時までの経過時間、Ｋは補正係数、ＫＧはガソリン使用時の硫黄成分濃度係数、ＳＧ（Ｎ）は前回のルーチンで求められたガソリン使用時の硫黄被毒量の積算値である。またガソリン燃料使用時の硫黄成分濃度係数ＫＧは、ガソリン中の硫黄成分の濃度に応じた係数であり、予め実験等により求めておく。

燃料噴射量Ｆは、ＥＣＵ２０がガソリン噴射弁６を開弁させるための指令値から求めることができる。また、エアフローメータ４により得られる吸入空気量またはスロットル開度センサ５１により得られるスロットル開度に基づいて燃料噴射量Ｆを求めてもよい。機関回転数Ｒはクランクポジションセンサ１１から求めることができる。経過時間Ｔは前回のフローが実行されてから今回のフローが実行されるまでの時間を積算して求めることができる。係数Ｋは、供給される燃料によらずに必要となる補正値であり、予め実験等により求めておく。

このように、硫黄被毒量を積算することにより、ガソリン燃料を供給している最中にＮＯx触媒９に吸蔵される硫黄成分の量を求めることができる。

ステップＳ１０４では、燃料の切り替え指示があるか否か判定される。燃料の切り替え指示は、例えば、内燃機関１の運転状態によりＥＣＵ２０がするものや、運転者のスイッチ操作によりなされるものがある。ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０５では、硫黄被毒量の積算値が、ＣＮＧ燃料使用時の硫黄被毒量の積算値ＳＣ（Ｎ）の初期値ＳＣ（０）に記憶される。つまり、燃料がガソリンからＣＮＧに切り替えられても、今までに積算された硫黄被毒量を記憶させておくために、ＣＮＧ燃料使用時の硫黄被毒量の積算値ＳＣ（０）に今までの積算値が代入される。

ステップＳ１０６では、ガソリン燃料を用いた場合の硫黄被毒量の積算値ＳＧが全て０とされる。すなわち、ガソリン燃料を用いた場合の硫黄被毒量の積算値ＳＧについての記
憶が消去される。ただし、今までの積算値は、ＣＮＧ燃料使用時の硫黄被毒量の積算値ＳＣ（０）に記憶されている。

ステップＳ１０７では、ＣＮＧ燃料へ切り替えられる。

ステップＳ１０８では、ガソリン燃料を用いた場合の硫黄被毒量の積算値ＳＧ（Ｎ＋１）が閾値以上であるか否か判定される。この閾値は、硫黄被毒回復処理が必要とされる硫黄被毒量の下限値であり、ＮＯx触媒９の大きさや性能に基づいて予め設定される値であ
る。すなわち、本ステップでは、硫黄被毒回復処理が必要であるか否か判定される。ステップＳ１０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０９へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１１２へ進む。

ステップＳ１０９では、硫黄被毒回復処理が可能な運転領域であるか否か判定される。硫黄被毒回復処理はＮＯx触媒９を高温にしつつ排気の空燃比をリッチとするので、この
ような状態にし得る運転領域であるか否か判定される。この硫黄被毒回復処理が可能な運転領域は、ガソリン燃料を使用したときの運転領域であって、該運転領域と機関回転数と燃料噴射量との関係として予め実験等により求められマップ化されている。

ステップＳ１１０では、硫黄被毒回復処理が行なわれる。硫黄被毒回復処理は、前記したようにＮＯx触媒９を高温にしつつ排気の空燃比をリッチとして行われる。

ステップＳ１１１では、硫黄被毒量の積算値ＳＧ（Ｎ＋１）が０とされる。また、硫黄被毒回復処理が途中で中止された場合には、回復した分だけ硫黄被毒量の積算値Ｓ（Ｎ＋１）を減じてもよい。

ステップＳ１１２では、カウンタＮがカウントアップされる。その後ステップＳ１０３へ戻る。すなわち、ガソリン燃料を用いたときの硫黄被毒量が引き続き積算される。

なお、ＣＮＧ燃料を用いている場合、すなわちステップＳ１０２で否定判定がなされた場合の処理は、ガソリン燃料を用いている場合と同様の処理が行なわれる。すなわち、ＣＮＧ燃料の場合には、ステップＳ１０３からステップＳ１１２において、ガソリンをＣＮＧとし、ＣＮＧをガソリンとすればよい。そして、本ルーチンでは、ＣＮＧ燃料においてガソリン燃料と同様の処理が行なわれるステップについて、ガソリン燃料のときと同じ符号を付しさらに符号の最後に「ｂ」の符号を付け加えている。

ここで、ステップＳ１０３ｂでは、ＣＮＧ燃料を用いたときの硫黄被毒量が積算されるが、このＣＮＧ燃料を用いた場合の硫黄被毒量の積算値ＳＣ（Ｎ＋１）の算出式は以下のようになる。
ＳＣ（Ｎ＋１）＝Ｆ×Ｒ×Ｔ×Ｋ×ＫＣ＋ＳＣ（Ｎ）

ただし、ＫＣはＣＮＧ燃料使用時の硫黄成分濃度係である。またＣＮＧ燃料使用時の硫黄成分濃度係数ＫＣは、ＣＮＧ中の硫黄成分の濃度に応じた係数であり、予め実験等により求めておく。

ここで、ガソリン燃料使用時の硫黄成分濃度係数ＫＧに基づいて、ＣＮＧ燃料使用時の硫黄成分濃度係数ＫＣを以下の式で求めてもよい。
ＫＣ＝ＫＧ×（ＣＮＧ中の硫黄濃度／ガソリン中の硫黄濃度）

つまり、ガソリン燃料使用時の硫黄成分濃度係数ＫＧと、ＣＮＧ燃料使用時の硫黄成分濃度係数ＫＣとの比は、夫々の燃料の硫黄濃度の比と等しくなる。

このようにして、硫黄濃度の異なる燃料を切り替えて用いたとしても、ＮＯx触媒９の
硫黄被毒量を正確に推定することができるので、適正な時期に硫黄被毒回復処理を行なうことができる。すなわち、硫黄被毒回復処理を行なう必要があるのに該処理を行なわないためにＮＯx浄化率が低下したり、硫黄被毒回復処理を行なう必要がないのに該処理が行
なわれるために燃費が悪化したりすることを抑制できる。

なお、本実施例においては、ステップＳ１０９またはステップＳ１０９ｂの判定を行なうＥＣＵ２０が、本発明における硫黄被毒回復領域判定手段に相当する。また、本実施例においては、ステップＳ１０３、ステップＳ１０５、ステップＳ１０３ｂ、またはステップＳ１０５ｂの処理を行なうＥＣＵ２０が、本発明における硫黄被毒量積算手段に相当する。

本実施例は、実施例１と比較して以下の点で相違する。すなわち、夫々の燃料毎に硫黄被毒回復処理を実行可能な運転領域のマップを持ち、該マップにより硫黄被毒回復処理を行なうか否か判定する。また、硫黄被毒回復制御を行わなくても硫黄被毒の回復が可能となる運転領域のマップを夫々の燃料毎に持ち、硫黄被毒の回復が硫黄被毒回復処理によらずに行なわれるか否かこのマップにより判定する。さらに、硫黄被毒回復処理を実行可能な運転領域及び硫黄被毒回復処理によらずに硫黄被毒が回復される運転領域は、ＣＮＧ燃料を使用したときよりもガソリン燃料を使用したときのほうが広いので、ＣＮＧ燃料で硫黄被毒の回復が行なわれない場合であってもガソリン燃料で硫黄被毒の回復が行なわれる場合には、ＣＮＧ燃料からガソリン燃料に切り替える。これらは、実施例１と組み合わせることもできる。なお、ハードウェアについては実施例１と同じなので説明を省略する。

ここで、ガソリンよりもＣＮＧのほうが燃焼速度が遅いため、ガソリン燃料を用いた場合よりもＣＮＧ燃料を用いた場合のほうが点火時期が進角される。そのため、ＣＮＧ燃料のほうが排気の温度が低くなる。これにより、ＣＮＧ燃料よりもガソリン燃料を用いたほうが、より低回転または低負荷で硫黄被毒回復処理が可能となる。

このように、ガソリン燃料を用いたほうが被毒回復処理の可能な運転領域が広くなる。そこで、本実施例では、硫黄被毒回復可能な運転領域を判定するためのマップを、ガソリン燃料及びＣＮＧ燃料の夫々について持たせ、現時点で使用されている燃料について硫黄被毒回復処理が可能であるか否か判定する。すなわち、燃料毎に硫黄被毒回復処理を行なう運転領域を変える。なお、運転領域は、例えば機関回転数と、機関負荷（若しくは燃料噴射量）とで決定される。

また、内燃機関１の運転状態によっては、硫黄被毒回復処理を行なわなくてもＮＯx触
媒９の温度が硫黄被毒回復の可能な温度まで上昇し、このときにリッチとなれば硫黄被毒が回復される。例えば高回転高負荷時には、このような状態になり得る。このようにＮＯx触媒９の温度が上昇し得る運転領域も燃料毎に異なる。そこで、本実施例では、硫黄被
毒回復処理によらずに成り行きで硫黄被毒の回復が可能な運転領域のマップを、ガソリン燃料及びＣＮＧ燃料の夫々について持たせ、現時点で使用されている燃料について硫黄被毒の回復が可能であるか否か判定する。すなわち、硫黄被毒の回復が可能であると判断するときの運転領域を燃料毎に変える。

そして、硫黄被毒回復処理を行なうことが可能な運転領域、及び硫黄被毒回復処理によらずに成り行きで硫黄被毒の回復が行なわれる運転領域は、ＣＮＧ燃料よりもガソリン燃料を用いたほうが広い。すなわち、ガソリン燃料を用いたほうが硫黄被毒の回復が行なわれやすい。また、ＣＮＧ等の気体燃料はリッチ空燃比としても排気温度の低下は小さいの
で、該気体燃料を用いているときにはＮＯx触媒９の過熱を抑制するための制御が行われ
ることがほとんどない。そこで、本実施例では、ＣＮＧ燃料で運転しているときに硫黄被毒回復処理を行なうことができなくても、ガソリン燃料に切り替えることにより硫黄被毒の回復が可能となる場合には、ＣＮＧ燃料からガソリン燃料に切り替えて硫黄被毒の回復を図る。

次に、本実施例に係る硫黄被毒回復処理のフローについて説明する。図４、図６、図７、及び図８は、本実施例に係る硫黄被毒回復処理のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、実施例１で説明したフローと同じ処理が行なわれるステップについては同じ符号を付して説明を省略する。なお、実施例１の場合と同様に、ＣＮＧ燃料においてガソリン燃料と同様の処理が行なわれるステップについて、ガソリン燃料のときと同じ符号を付しさらに符号の最後に「ｂ」の符号を付け加えている。

ステップＳ２０１では、成り行きで硫黄被毒が回復される運転領域であるか否か判定される。「成り行きで硫黄被毒が回復される」とは、硫黄被毒回復処理を行なわなくてもＮＯx触媒９の硫黄被毒が回復されることを示す。すなわち、ガソリン燃料を使用している
ときにＮＯx触媒９の温度が硫黄被毒の回復を行なうことができる温度まで上昇し、且つ
排気の空燃比がリッチであるか否か判定される。内燃機関１の運転状態によっては、硫黄被毒回復処理を行なわなくても硫黄被毒が回復されるため、このような場合には硫黄被毒回復処理を行なわない。これにより、燃費の悪化を抑制することができる。

例えば、機関回転数および燃料噴射量と成り行きで硫黄被毒回復される運転領域との関係を予め実験等により求めてマップ化しておく。そして、該マップに機関回転数及び燃料噴射量を代入することで硫黄被毒回復される運転領域であるか否か判定される。このマップは、ガソリン燃料およびＣＮＧ燃料の夫々について設定されている。

ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ２０２では、ガソリン燃料を使用したときの硫黄被毒量の積算値ＳＧ（Ｎ＋１）が減じられる。つまり、成り行きで硫黄被毒が回復されているので、その分硫黄被毒量の積算値ＳＧ（Ｎ＋１）を減少させる。なお、硫黄被毒量の積算値ＳＧ（Ｎ＋１）が０となった場合には、本ステップにおける減算を停止させる。

ステップＳ２０３では、燃料をＣＮＧからガソリンに切り替えることにより成り行きで硫黄被毒回復を行なうことができるか否か判定される。すなわち、ＣＮＧ燃料では成り行きで硫黄被毒の回復は行なわれないが、ガソリン燃料に切り替えることにより成り行きで硫黄被毒が回復されるか否か判定される。

例えば、燃料をＣＮＧからガソリンに切り替えたと仮定したときのガソリンの燃料噴射量（例えば現時点と同じトルクを発生させるために必要となるガソリンの量）と、機関回転数と、をステップＳ２０１で説明したマップに代入することで、ガソリン燃料に切り替えた後の運転領域が硫黄被毒回復なものであるか否か判定される。

ステップＳ２０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０４へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０４ｂへ進む。

ステップＳ２０４では、ＣＮＧ燃料使用時の硫黄被毒量の積算値ＳＣ（Ｎ＋１）が閾値以上であるか否か判定される。この閾値は、ステップＳ１０８で判定に用いられた閾値と
同じ値である。すなわち、本ステップでは、硫黄被毒の回復が必要であるほどＮＯx触媒
９の硫黄被毒量が多くなっているか否か判定される。ステップＳ２０４で肯定判定がなされた場合には燃料をガソリンへ切り替えるためにステップＳ１０５ｂへ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０４ｂへ進む。

ステップＳ２０５では、燃料をＣＮＧからガソリンに切り替えることにより硫黄被毒回復処理を行なうことができるか否か判定される。すなわち、ＣＮＧ燃料を使用している場合には硫黄被毒回復処理を行なうことができないが、ガソリン燃料に切り替えることにより硫黄被毒回復処理を行なうことが可能となるか否か判定される。

例えば、燃料をＣＮＧからガソリンに切り替えたと仮定したときのガソリンの燃料噴射量（例えば現時点と同じトルクを発生させるために必要となるガソリンの量）と、機関回転数と、をステップＳ１０９で説明したマップに代入することで、ガソリン燃料に切り替えた後の運転領域が、硫黄被毒回復処理が可能なものであるか否か判定される。

ガソリン燃料に切り替えることにより硫黄被毒回復処理を行なうことが可能であれば燃料をガソリンに切り替えて硫黄被毒回復処理を行ない、可能でないならばＣＮＧ燃料を使用したまま硫黄被毒回復処理は行なわれない。すなわち、ステップＳ２０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５ｂへ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１１２ｂへ進む。

このように、ＣＮＧ燃料とガソリン燃料との夫々について、成り行きで硫黄被毒が回復される運転領域を判定するマップを持つので、硫黄被毒量をより正確に推定することができる。また、ＣＮＧ燃料とガソリン燃料との夫々について、硫黄被毒回復処理を行なうことができる運転領域を判定するマップを持つので、夫々の燃料における適正な運転領域にて硫黄被毒回復処理を行なうことができる。さらに、ＣＮＧ燃料で硫黄被毒の回復を行なうことができない場合であっても、ガソリン燃料で硫黄被毒の回復が可能な場合にはガソリン燃料に切り替えて硫黄被毒を回復させることができる。また、硫黄濃度の異なる燃料を切り替えて用いたとしても、ＮＯx触媒９の硫黄被毒量を正確に推定することができる
ので、適正な時期に硫黄被毒回復処理を行なうことができる。

以上説明したように、本実施例によれば、硫黄被毒回復処理を行なう必要があるのに該処理を行なわないためにＮＯx浄化率が低下したり、硫黄被毒回復処理を行なう必要がな
いのに該処理が行なわれたために燃費が悪化したりすることを抑制できる。

なお、本実施例においては、ステップＳ２０１またはステップＳ２０１ｂの判定を行なうＥＣＵ２０が、本発明における成行回復領域判定手段に相当する。また、本実施例においては、ステップＳ２０３またはステップＳ２０５の判定によりステップＳ１０７ｂの処理を行なうＥＣＵ２０が、本発明における燃料切替手段に相当する。

実施例に係る硫黄被毒回復制御装置を適用する内燃機関、並びにその吸気系および排気系の概略構成を示す図である。 実施例１に係る硫黄被毒回復処理のフローを示したフローチャートである。 実施例１に係る硫黄被毒回復処理のフローを示したフローチャートである。 実施例１および２に係る硫黄被毒回復処理のフローを示したフローチャートである。 実施例１に係る硫黄被毒回復処理のフローを示したフローチャートである。 実施例２に係る硫黄被毒回復処理のフローを示したフローチャートである。 実施例２に係る硫黄被毒回復処理のフローを示したフローチャートである。 実施例２に係る硫黄被毒回復処理のフローを示したフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 燃焼室
３ 吸気通路
４ エアフローメータ
５ スロットル
６ ガソリン噴射弁
７ ＣＮＧ噴射弁
８ 排気通路
９ 吸蔵還元型ＮＯx触媒
１０ 空燃比センサ
２０ ＥＣＵ
１１ クランクポジションセンサ
５１ スロットル開度センサ
６１ ガソリン供給管
７１ ＣＮＧ供給管

Claims (5)

1. 複数の燃料を切り替えて用いる内燃機関で該内燃機関の排気通路に備わる吸蔵還元型ＮＯx触媒の硫黄被毒量が所定量以上となり且つ硫黄被毒回復処理を行なうことが可能な運
   転領域のときに硫黄被毒回復処理を行なう硫黄被毒回復制御装置であって、
   前記硫黄被毒回復処理を行うことが可能な運転領域を前記複数の燃料について夫々判定する硫黄被毒回復領域判定手段を具備することを特徴とする硫黄被毒回復制御装置。
2. 前記硫黄被毒回復処理を行なわなくても硫黄被毒が回復される運転領域を前記複数の燃料について夫々判定する成行回復領域判定手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の硫黄被毒回復制御装置。
3. 現時点で使用している燃料では硫黄被毒の回復を行なうことが可能でなくても他の燃料に切り替えることにより硫黄被毒の回復が可能な場合には燃料を切り替えて硫黄被毒を回復させる燃料切替手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の硫黄被毒回復制御装置。
4. 前記複数の燃料の夫々を使用したときに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵される硫黄成
   分の量を夫々の燃料について積算する硫黄被毒量積算手段を更に備え、他の燃料に切り替えられた場合には切り替える前に積算された硫黄被毒量を切り替えた後に積算される硫黄被毒量に加算することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の硫黄被毒回復制御装置。
5. 前記複数の燃料はガソリン燃料と気体燃料とを含み
   前記硫黄被毒回復領域判定手段は、ガソリン燃料を使用している場合には気体燃料を使用している場合と比較して硫黄被毒回復処理を行なう運転領域を広くすることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の硫黄被毒回復制御装置。

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