JP5324295B2 - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。

内燃機関の排気系にＮＯｘ（窒素酸化物）浄化触媒を設けることにより、排気中のＮＯｘを吸収して、ＮＯｘの排出量を低減する技術は、従来から知られている。一方、内燃機関から排出される排気中には、ＮＯｘの他、燃料やエンジンオイル中の硫黄成分が含まれている。このような排気中の硫黄成分がＮＯｘ浄化触媒に捕捉されると、ＮＯｘ浄化触媒の浄化性能が低下してしまう。

そこで、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉された硫黄成分を脱離させる硫黄成分脱離制御が適宜実行される。この硫黄成分脱離制御では、ＮＯｘ浄化触媒の温度を所定の脱離温度まで昇温するとともに、このＮＯｘ浄化触媒に流入する排気を還元雰囲気にすることにより、捕捉された硫黄成分を脱離する（特許文献１参照）。従来では、このような硫黄成分脱離制御を所定の実行時間にわたって実行することにより、ＮＯｘ浄化触媒を再生する。

特開２００３−３０７１４３号公報

しかしながら、硫黄成分脱離制御を実行することによりＮＯｘ浄化触媒から脱離した硫黄成分は、直ちにＮＯｘ浄化触媒の下流側から放出されるわけではない。つまり、一旦は脱離したものの、再びＮＯｘ浄化触媒に捕捉されてしまうものもある。上述の特許文献１に示されたものなどの従来の排気浄化システムでは、このような硫黄成分の放出遅れに関しては考慮されていない。このため従来では、実際には硫黄成分が残留しているにも関わらず、硫黄成分脱離制御を早めに完了してしまう傾向があり、結果としてＮＯｘ浄化触媒を再生しきれず、十分な浄化性能を確保できなくなってしまう虞がある。

本発明は上述した点を考慮してなされたものであり、ＮＯｘ浄化触媒から一旦脱離した硫黄成分の再捕捉による影響を考慮し、適切な時期に脱離制御を終了することにより、ＮＯｘ浄化触媒の浄化性能を高く維持できる内燃機関の排気浄化システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関（３）の排気通路（５）に設けられ、酸化雰囲気の下で排気中のＮＯｘを捕捉し、還元雰囲気の下で捕捉したＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒（７）を備える内燃機関の排気浄化システム（１）を提供する。前記排気浄化システムは、前記ＮＯｘ浄化触媒に流入する排気を還元雰囲気かつ所定の温度以上にする脱離制御を、所定の時期に実行する再生実行手段（２，６）と、前記脱離制御の実行時におけるＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の放出量を決定し、当該放出量の積算値に応じて脱離制御を終了させる再生終了手段（２）と、を備える。前記再生終了手段は、一旦脱離した硫黄成分が再び捕捉されることによる前記ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の放出遅れに関するディレイパラメータ（ＤＥＬ）を設定するディレイパラメータ設定手段（２）と、当該ディレイパラメータ及び前記内燃機関の運転状態に基づいて前記ＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の放出量を決定する放出量決定手段（２）と、を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記再生終了手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記ＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の脱離量（ΔＳ＿ＳＵＢ）を算出する脱離量算出手段（２）をさらに備え、前記ディレイパラメータは、前記脱離量の積算値（ＱＳＳＵＭ）に対する閾値である。前記放出量決定手段は、前記脱離量の積算値が前記閾値に達するまでは値０近傍の所定値を放出量として決定し、前記脱離量の積算値が前記閾値に達してからは前記脱離量を放出量として決定する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記ディレイパラメータ設定手段は、前記ＮＯｘ浄化触媒に捕捉された硫黄成分の量（Ｓ＿ＱＳＯｘ）が多いほど、前記ディレイパラメータを小さな値に設定する。

請求項１に記載の発明によれば、再生実行手段は、脱離制御を所定の時期に実行し、再生終了手段は、上記脱離制御の実行時における硫黄成分の放出量を決定し、この放出量の積算値に応じて脱離制御を終了させる。ここで、再生終了手段は、一旦脱離した硫黄成分が再び捕捉されることによる硫黄成分の放出遅れに関するディレイパラメータを設定し、そしてこのディレイパラメータ及び内燃機関の運転状態に基づいて硫黄成分の放出量を決定する。本発明によれば、このような脱離制御の実行時における硫黄成分の放出遅れを考慮して放出量を決定することにより、ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の蓄積量を精度良く推定することができる。これにより、適切な時期に脱離制御を終了させることができるので、ＮＯｘ浄化触媒の浄化性能を高く維持することができる。

請求項２に記載の発明によれば、内燃機関の運転状態に基づいてＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の脱離量を算出する。そしてこの脱離量の積算値が、上記放出遅れに関して設定されたディレイパラメータに達するまでは値０近傍の所定値を放出量として決定し、ディレイパラメータに達した後は算出された脱離量を放出量として決定する。このように、脱離制御の実行開始時には、脱離量の積算値がディレイパラメータに達するまでは、放出量を上記所定値に抑制することにより、脱離制御の実行開始時における硫黄成分の放出遅れの特性を、簡易な構成で再現することができる。したがって、ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の蓄積量をさらに精度良く推定し、結果としてＮＯｘ浄化触媒の浄化性能をさらに高く維持できる。

請求項３に記載の発明によれば、ディレイパラメータは、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉された硫黄成分の量が多いほど小さな値に設定される。すなわち、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉された硫黄成分の量が多いほど、上記脱離制御の実行開始時に、放出量を所定値に抑制する期間が短くなる。
ところで、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉されている硫黄成分が多い場合には、その下流側にも多くの硫黄成分が捕捉されているため、脱離制御を開始することで比較的速やかに硫黄成分の放出が開始する。すなわち、放出遅れは短い。これに対して、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉されている硫黄成分が少ない場合には、その下流側に捕捉されている硫黄成分の量は少ないため、脱離制御を開始してから硫黄成分の有意な量の放出が始まるまでに比較的長い時間がかかる。すなわち、放出遅れは長い。本発明によれば、上述のようにディレイパラメータを設定することにより、このような硫黄成分の放出遅れの特性をも再現することができる。したがって、ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の蓄積量をさらに精度良く推定し、結果としてＮＯｘ浄化触媒の浄化性能をさらに高く維持できる。

本発明の一実施形態に係る触媒の劣化判定装置、及びこれを適用したエンジンの構成を示す模式図である。 上記実施形態に係る再生開始処理の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態に係る再生終了処理の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態に係るＮＯｘ浄化触媒から下流側へ放出される硫黄成分の量の時間変化を模式的に示す図である。 上記実施形態に係るディレイパラメータを設定するためのマップの例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る内燃機関の排気浄化システム１、及びこれを適用した内燃機関３の構成を示す模式図である。この内燃機関（以下、「エンジン」という）３は、リーンバーン運転方式のガソリンエンジン又はディーゼルエンジンであり、図示しない車両に搭載される。

エンジン３のシリンダヘッド３１には、吸気管４及び排気管５が接続されるとともに、燃料噴射弁（以下、「インジェクタ」という）６が、燃焼室３２に臨むように取り付けられている。

このインジェクタ６は、燃焼室３２の天壁中央部に配置されており、燃料タンク（図示せず）の燃料を燃焼室３２に噴射する。インジェクタ６からの燃料噴射量ＱＩＮＪは、後述するＥＣＵ２によって設定される。また、このインジェクタ６の開弁時間は、設定された燃料噴射量ＱＩＮＪが得られるように、ＥＣＵ２からの駆動信号により制御される。

排気管５には、エンジン３の排気を浄化する触媒としてのＮＯｘ浄化触媒７が設けられている。ＮＯｘ浄化触媒７は、流入する排気の酸素濃度が高い酸化雰囲気のときに、排気中のＮＯｘを捕捉（より具体的には、吸着又は吸蔵）する。一方、排気中のＨＣやＣＯが多く、排気の酸素濃度が低い還元雰囲気のときに、ＮＯｘ浄化触媒７は、排気中の還元剤（例えば、未燃燃料）により、捕捉したＮＯｘを還元することによって、排気を浄化する。

このＮＯｘ浄化触媒７としては、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、セリア（ＣｅＯ_２）、及びセリウムと希土類の複合酸化物（以下、「セリア系複合酸化物」という）の担体に担持された、触媒として作用する白金（Ｐｔ）と、ＮＯｘ吸着能力を有するセリアもしくはセリア系複合酸化物などを備えるものが用いられる。

ＥＣＵ２には、ＬＡＦセンサ１２、及び触媒温度センサ１４が接続されている。ＬＡＦセンサ１２は、排気管５のうちＮＯｘ浄化触媒７の上流側の排気の酸素濃度（空燃比）を検出し、検出値に略比例した信号をＥＣＵ２に送信する。このＬＡＦセンサ１２は、例えばジルコニアを含んで構成され、エンジン３に供給される混合気の空燃比がリッチ領域からリーン領域までの広範囲な領域において、排気の空燃比を検出する。触媒温度センサ１４は、ＮＯｘ浄化触媒７の温度ＴＣＡＴを検出し、検出値に略比例した信号をＥＣＵ２に送信する。

この他、ＥＣＵ２には、クランク角センサ１０、エアフローセンサ１１、アクセル開度センサ１５、及びイグニッションスイッチ１６が接続されている。

クランク角センサ１０は、クランクシャフト３３の回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ２に送信する。このＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０°）ごとに送信される。エアフローセンサ１１は、エンジン３に吸入される吸入空気量ＧＡＩＲを検出し、検出値に略比例した信号をＥＣＵ２に送信する。アクセル開度センサ１５は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量（以下、「アクセル開度」という）ＡＰを検出し、検出値に略比例した信号をＥＣＵ２に送信する。イグニッションスイッチ１６は、図示しない車両の運転席に設けられ、車両の起動又は停止を指令する信号をＥＣＵ２に送信する。

ここで、エンジン３の回転数（以下、「エンジン回転数」という）ＮＥは、クランク角センサ１０から送信されたＣＲＫ信号に基づいて、ＥＣＵ２により算出される。また、要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、ＥＣＵ２により算出される。

ＥＣＵ２は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換するなどの機能を有する入力回路と、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）とを備える。この他、ＥＣＵ２は、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果などを記憶する記憶回路と、エンジン３のインジェクタ６などに制御信号を出力する出力回路と、を備える。以上のようなハードウェア構成により、ＥＣＵ２には、以下に示すＮＯｘ浄化触媒の再生開始処理（後述の図２参照）や、その再生終了処理（後述の図３参照）などの各種処理を実行するモジュールが構成される。

図２は、ＮＯｘ浄化触媒の再生開始処理の手順を示すフローチャートである。
以下、詳細に説明するように、この再生開始処理では、ＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の蓄積量を算出し、この蓄積量が所定値に達したことに応じて硫黄成分脱離制御の実行を開始する。この再生開始処理は、ＥＣＵにおいて所定の時間ごとに実行される。

ステップＳ１では、脱離制御実行フラグＦ＿ＳＰＵＲが「１」であるか否かを判別する。この脱離制御実行フラグＦ＿ＳＰＵＲは、後に詳述する硫黄成分脱離制御の実行を指令するフラグである。ステップＳ１の判別結果がＹＥＳであり硫黄成分脱離制御を実行している最中である場合には、この再生開始処理を直ちに終了する。ステップＳ１の判別結果がＮＯであり硫黄成分脱離制御を実行していない場合には、ステップＳ２に移る。

ステップＳ２では、ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の捕捉量ΔＳ＿ＡＤＤを算出し、ステップＳ３に移る。この捕捉量ΔＳ＿ＡＤＤは、今回の処理サイクルにおいてＮＯｘ浄化触媒に捕捉された排気中の硫黄成分の量に相当し、通常は正の値となる。なお、この捕捉量ΔＳ＿ＡＤＤは、例えばエンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量ＱＩＮＪなどのエンジンの運転状態を示すパラメータに応じて、所定のマップ（図示せず）を検索することにより算出される。

ステップＳ３では、ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘを算出し、ステップＳ４に移る。この蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘは、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉されている硫黄成分の量に相当するものであり、ＮＯｘ浄化触媒により硫黄成分が捕捉されると上昇し、逆にＮＯｘ浄化触媒から硫黄成分が放出されると減少する。この蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘは、下記式（１）に示すように、前回までの蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘに、捕捉量ΔＳ＿ＡＤＤを加算することにより算出される。
Ｓ＿ＱＳＯｘ←Ｓ＿ＱＳＯｘ＋ΔＳ＿ＡＤＤ （１）

ステップＳ４では、蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘが、硫黄成分脱離制御の実行の開始を判定するために設定された開始判定値ＱＳＲＥＦ＿ＳＴＡＲＴを超えたか否かを判別する。ステップＳ４の判別結果がＮＯの場合には、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉されている硫黄成分の量が少なく、まだＮＯｘ浄化触媒を再生する必要がないと判断し、この再生開始処理を終了する。一方、ステップＳ４の判別結果がＹＥＳの場合には、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉されている硫黄成分の量が多くＮＯｘ浄化触媒を再生する必要があると判断し、ステップＳ５に移る。そして、ステップＳ５では、硫黄成分脱離制御を実行するために、脱離制御実行フラグＦ＿ＳＰＵＲを「１」にセットし、この再生開始処理を終了する。

この脱離制御実行フラグＦ＿ＳＰＵＲは、硫黄成分脱離制御の実行を指令するためのフラグである。すなわち、この硫黄成分脱離制御は、この脱離制御実行フラグＦ＿ＳＰＵＲを「０」から「１」にセットすることにより開始し、その後「１」から「０」にリセットすることにより終了する。この硫黄成分脱離制御は、ＮＯｘ浄化触媒に流入する排気を還元雰囲気かつ所定の脱離温度以上にすることにより、ＮＯｘ浄化触媒に蓄積した硫黄成分を還元し、これを除去する制御である。より具体的には、この硫黄成分脱離制御は、触媒温度ＴＣＡＴを所定の脱離温度以上の目標温度になるように制御した後、燃焼室に供給する燃料噴射量を増大させることにより、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の目標空燃比になるように制御し、排気を酸化雰囲気から還元雰囲気に切り換えることによって行われる。

図３は、ＮＯｘ浄化触媒の再生終了処理の手順を示すフローチャートである。
以下、詳細に説明するように、この再生終了処理では、硫黄成分脱離制御の実行時におけるＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の放出量を決定し、この放出量に応じて上記蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘを更新するともに、この蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘが所定値を下回ったことに応じて硫黄成分脱離制御を終了させる。この再生終了処理は、ＥＣＵにおいて所定の時間ごとに実行される。

図４は、硫黄成分除去制御の実行中においてＮＯｘ浄化触媒から下流側へ放出される硫黄成分の量（以下、「放出量」という）の時間変化を模式的に示す図である。
図４に示すように、時刻ｔ０において硫黄成分脱離制御を開始した直後は、硫黄成分の放出量は非常に小さく、時刻ｔ１付近において硫黄成分の有意な量の放出が開始する。このような硫黄成分脱離制御の開始直後における放出遅れの特性は、脱離した硫黄成分の再捕捉によるものと考えられる。つまり、この硫黄成分の放出遅れは、硫黄成分脱離制御を開始することで実際にＮＯｘ浄化触媒の上流側において硫黄成分が脱離し始めるものの、実際にはＮＯｘ浄化触媒の下流端から放出されるまでに至ることなく、ＮＯｘ浄化触媒の下流側において再び捕捉されてしまうことによるものと考えられる。本実施形態の再生終了処理では、このようなＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の放出遅れの特性を考慮することにより、硫黄成分脱離制御を実行する時間が必要最小限になるようなタイミングで硫黄成分脱離制御を終了させる。以下、このような概念に基づく再生終了処理の具体的な手順について説明する。

図３に戻って、ステップＳ１１では、脱離制御実行フラグＦ＿ＳＰＵＲが「１」であるか否かを判別する。ステップＳ１１の判別結果がＮＯであり硫黄成分脱離制御を実行していない場合には、この再生終了処理を直ちに終了する。ステップＳ１１の判別結果がＹＥＳであり硫黄成分脱離制御を実行している最中である場合には、ステップＳ１２に移る。

ステップＳ１２では、脱離制御実行フラグＦ＿ＳＰＵＲが前回の処理サイクルと今回の処理サイクルとの間で「０」から「１」に変わったか否かを判別する。ステップＳ１２の判別結果がＹＥＳであり、脱離制御実行フラグＦ＿ＳＰＵＲが「０」から「１」に変化しているとき、すなわち、硫黄成分脱離制御の実行直後のときには、この再生終了処理における初期設定（ステップＳ１３、Ｓ１４）を行うべく、ステップＳ１３に移る。一方、ステップＳ１２の判別結果がＮＯであり、硫黄成分脱離制御の実行直後でない場合には、これら初期設定を行わずにステップＳ１５に移る。

ステップＳ１３では、ディレイパラメータＤＥＬを設定し、ステップＳ１４に移る。このディレイパラメータＤＥＬは、後述の脱離量積算値ＱＳＳＵＭに対する閾値であり、基本的には正の値に設定される。また、このディレイパラメータＤＥＬは、硫黄成分脱離制御の実行開始時における蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘに応じて、図５に示すようなマップを検索することにより設定される。図５に示すように、ディレイパラメータＤＥＬは、硫黄成分脱離制御の実行開始時における蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘが多いほど小さな値に設定される。

ステップＳ１４では、脱離量積算値ＱＳＳＵＭを値０にリセットし、ステップＳ１５に移る。この脱離量積算値ＱＳＳＵＭは、硫黄成分脱離制御の実行を開始してから、ＮＯｘ浄化触媒において脱離した硫黄成分の脱離量の積算値に相当する。

ステップＳ１５では、ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の脱離量ΔＳ＿ＳＵＢを算出し、ステップＳ１６に移る。この脱離量ΔＳ＿ＳＵＢは、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉された硫黄成分のうち今回の処理サイクルにおいて脱離した硫黄成分の量に相当し、通常は正の値が算出される。この脱離量ΔＳ＿ＳＵＢは、エンジン回転数ＮＥ、吸入空気量ＧＡＩＲ、及び燃料噴射量ＱＩＮＪなどのエンジンの運転状態を示すパラメータや、触媒温度ＴＣＡＴ、並びに硫黄成分の蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘなどに応じて、所定のマップ（図示せず）を検索することにより算出される。なお、この脱離量ΔＳ＿ＳＵＢは、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉された硫黄成分のうち脱離したものの量に相当するものであり、ＮＯｘ浄化触媒からその下流側へ放出された硫黄成分の量に相当するものではない。つまり、この脱離量ΔＳ＿ＳＵＢには、一旦脱離したものの、ＮＯｘ浄化触媒から放出されずに再び捕捉された硫黄成分の量も含まれる。

ステップＳ１６では、ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の脱離量積算値ＱＳＳＵＭを算出し、ステップＳ１７に移る。この脱離量積算値ＱＳＳＵＭは、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉された硫黄成分のうち、ＮＯｘ浄化触媒から脱離した硫黄成分の、硫黄成分脱離制御開始時から本ステップ実行時までの総量に相当する。具体的には、この脱離量積算値ＱＳＳＵＭは、下記式（２）に示すように、前回までの脱離量積算値ＱＳＳＵＭに、脱離量ΔＳ＿ＳＵＢを加算することにより算出される。
ＱＳＳＵＭ←ＱＳＳＵＭ＋ΔＳ＿ＳＵＢ （２）

ステップＳ１７では、脱離量積算値ＱＳＳＵＭが設定されたディレイパラメータＤＥＬ以上であるか否かを判別する。

ステップＳ１７の判別結果がＹＥＳの場合、すなわち、脱離量積算値ＱＳＳＵＭがディレイパラメータＤＥＬ以上である場合には、ステップＳ１８に移り、脱離量ΔＳ＿ＳＵＢに基づいて蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘを更新した後、ステップＳ１９に移る。具体的には、下記式（３）に示すように、算出された脱離量ΔＳ＿ＳＵＢを今回の処理サイクルにおけるＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の放出量として決定し、この放出量ΔＳ＿ＳＵＢを前回の蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘから減算することにより、今回の蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘを算出する。
Ｓ＿ＱＳＯｘ←Ｓ＿ＱＳＯｘ−ΔＳ＿ＳＵＢ （３）

これに対して、ステップＳ１７の判別結果がＮＯの場合、すなわち、脱離量積算値ＱＳＳＵＭがディレイパラメータＤＥＬより小さい場合には、硫黄成分脱離制御を開始してから上述の放出遅れに相当するディレイ時間が経過しておらず未だＮＯｘ浄化触媒から硫黄成分が放出されていないと判断し、ＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の放出量を値０として決定する。したがってこの場合には、蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘを更新することなくステップＳ１９に移る。

つまり、このディレイパラメータＤＥＬと脱離量積算値ＱＳＳＵＭは、硫黄成分脱離制御の開始時において上述の放出遅れにより生じるディレイ時間が経過するのを計時するカウンタとして機能する。これにより、硫黄成分脱離制御を開始してからディレイ時間が経過するまで（脱離量積算値ＱＳＳＵＭがディレイパラメータＤＥＬに達するまで）は、ＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の放出量は値０に決定され、ディレイ時間が経過してから（脱離量積算値ＱＳＳＵＭがディレイパラメータＤＥＬに達した後）は、エンジンの運転状態などに基づいて算出された脱離量ΔＳ＿ＳＵＢがＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の放出量として決定される。

ステップＳ１９では、蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘが所定の終了判定値ＱＳＲＥＦ＿ＥＮＤを下回ったか否かを判別する。この終了判定値ＱＳＲＥＦ＿ＥＮＤは、硫黄成分脱離制御の終了を判定するために設定された閾値であり、上述の開始判定値ＱＳＲＥＦ＿ＳＴＡＲＴよりも小さな値に設定される。

ステップＳ１９の判別結果がＹＥＳであり、蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘが終了判定値ＱＳＲＥＦ＿ＥＮＤを下回るまでＮＯｘ浄化触媒が再生された場合には、硫黄成分脱離制御を終了するべくステップＳ２０に移る。そして、ステップＳ２０では、脱離制御実行フラグＦ＿ＳＰＵＲを「１」から「０」にリセットした後、再生終了処理を終了する。
これに対して、ステップＳ１９の判別結果がＮＯであり、蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘが終了判定値ＱＳＲＥＦ＿ＥＮＤ以上である場合には、硫黄成分脱離制御を継続するべく、脱離制御実行フラグＦ＿ＳＰＵＲを「０」にセットしたまま再生終了処理を終了する。

本実施形態によれば、再生終了処理では、一旦脱離した硫黄成分が再び捕捉されることによる硫黄成分の放出遅れに関するディレイパラメータＤＥＬを設定する。そしてこのディレイパラメータＤＥＬと、エンジンの運転状態に基づいて算出された硫黄成分の脱離量ΔＳ＿ＳＵＢとに基づいて、ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の放出量を決定する。本実施形態によれば、このような硫黄成分脱離制御の実行時における硫黄成分の放出遅れを考慮して放出量を決定することにより、ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘを精度良く推定することができる。これにより、適切な時期に硫黄成分脱離制御を終了させることができるので、ＮＯｘ浄化触媒の浄化性能を高く維持することができる。

また、本実施形態によれば、エンジンの運転状態に基づいてＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の脱離量ΔＳ＿ＳＵＢを算出する。そしてこの脱離量ΔＳ＿ＳＵＢの積算値ＱＳＳＵＭが、上記放出遅れに関して設定されたディレイパラメータＤＥＬに達するまでは値０を放出量として決定し、ディレイパラメータＤＥＬに達した後は算出された脱離量ΔＳ＿ＳＵＢを放出量として決定する。このように、硫黄成分脱離制御の実行開始時には、脱離量ΔＳ＿ＳＵＢの積算値ＱＳＳＵＭがディレイパラメータＤＥＬに達するまでは、放出量を値０に抑制することにより、硫黄成分脱離制御の実行開始時における放出遅れの特性を、簡易な構成で再現することができる。したがって、ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘをさらに精度良く推定し、結果としてＮＯｘ浄化触媒の浄化性能をさらに高く維持できる。

ところで、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉されている硫黄成分が多い場合には、その下流側にも多くの硫黄成分が捕捉されているため、脱離制御を開始することで比較的速やかに硫黄成分の放出が開始する。すなわち、放出遅れは短い。これに対して、ＮＯｘ浄化触媒に捕捉されている硫黄成分が少ない場合には、その下流側に捕捉されている硫黄成分の量は少ないため、脱離制御を開始してから硫黄成分の有意な量の放出が始まるまでに比較的長い時間がかかる。すなわち、放出遅れは長い。
本実施形態によれば、硫黄成分脱離制御の実行開始時における蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘが多くなるほどディレイパラメータＤＥＬを小さな値に設定することにより、このような硫黄成分の放出遅れの特性をも再現することができる。したがって、ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の蓄積量をさらに精度良く推定し、結果としてＮＯｘ浄化触媒の浄化性能をさらに高く維持できる。

本実施形態では、ＥＣＵ２及びインジェクタ６が再生実行手段を構成し、ＥＣＵ２が再生終了手段、ディレイパラメータ設定手段、放出量決定手段、脱離量算出手段を構成する。より具体的には、図２の再生開始処理の実行に係る手段が再生実行手段を構成し、図３の再生終了処理の実行に係る手段が再生終了手段を構成する。また、図３のステップＳ１３の実行に係る手段がディレイパラメータ設定手段を構成し、図３のステップＳ１７，Ｓ１８の実行に係る手段が放出量決定手段を構成し、図３のステップＳ１５の実行に係る手段が脱離量算出手段を構成する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態の再生終了処理では、処理サイクルごとに蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘから放出量（値０又は脱離量ΔＳ＿ＳＵＢ）を減算することにより、放出量及びその積算値を明確に算出することはしなかったが、これに限らない。実質的には同じことであるが、処理サイクルごとの放出量とその積算値を明確に算出し、この放出量の積算値が所定の閾値を上回ったことに応じて脱離制御実行フラグＦ＿ＳＰＵＲを「１」から「０」にリセットし、硫黄成分脱離制御を終了してもよい。

また、上記実施形態の再生終了処理では、脱離量積算値ＱＳＳＵＭがディレイパラメータＤＥＬに達するまでは、放出量を値０として蓄積量Ｓ＿ＱＳＯｘを算出したが、これに限らない。脱離量積算値ＱＳＳＵＭがディレイパラメータＤＥＬに達するまでの間における放出量は、値０の近傍に設定された所定値であってもよい。

また、上記実施形態では、本発明を車両に搭載されたリーンバーンエンジン又はディーゼルエンジンに適用した例を示したが、本発明は、これに限らない。本発明は、例えば、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。

１…排気浄化システム
２…ＥＣＵ（再生実行手段、再生終了手段、ディレイパラメータ設定手段、放出量決定手段、脱離量算出手段）
３…エンジン（内燃機関）
５…排気管（排気通路）
６…インジェクタ（再生実行手段）
７…ＮＯｘ浄化触媒

Claims (2)

1. 内燃機関の排気通路に設けられ、酸化雰囲気の下で排気中のＮＯｘを捕捉し、還元雰囲気の下で捕捉したＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒を備える内燃機関の排気浄化システムであって、
   前記ＮＯｘ浄化触媒に流入する排気を還元雰囲気かつ所定の温度以上にする脱離制御を、所定の時期に実行する再生実行手段と、
   前記脱離制御の実行時におけるＮＯｘ浄化触媒から下流側へ放出される硫黄成分の放出量を決定し、当該放出量の積算値に応じて脱離制御を終了させる再生終了手段と、を備え、
   前記再生終了手段は、
   一旦脱離した硫黄成分が再び捕捉されることによる前記ＮＯｘ浄化触媒における硫黄成分の放出遅れに関するディレイパラメータを設定するディレイパラメータ設定手段と、
   当該ディレイパラメータ及び前記内燃機関の運転状態に基づいて前記ＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の放出量を決定する放出量決定手段と、
   前記内燃機関の運転状態に基づいて前記ＮＯｘ浄化触媒の硫黄成分の脱離量を算出する脱離量算出手段と、を備え、
   前記ディレイパラメータは、前記脱離量の積算値に対する閾値であり、
   前記脱離量算出手段で算出される前記脱離制御開始直後における前記脱離量には、前記ＮＯｘ浄化触媒に捕捉された硫黄成分のうち一旦脱離したものの前記ＮＯｘ浄化触媒から放出されずに再び捕捉された硫黄成分の量が含まれ、
   前記放出量決定手段は、前記脱離量の積算値が前記閾値に達するまでは値０近傍の所定値を放出量として決定し、前記脱離量の積算値が前記閾値に達してからは前記脱離量を放出量として決定することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
2. 前記ディレイパラメータ設定手段は、前記ＮＯｘ浄化触媒に捕捉された硫黄成分の量が多いほど、前記ディレイパラメータを小さな値に設定す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システム。
   
   

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