JP6102856B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。

内燃機関の排気通路に、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＳＲ触媒という。）と、パティキュレートフィルタ（以下、フィルタという。）と、を設け、所定の機関運転状態の下で、フィルタに堆積しているＰＭの量を減少させるフィルタ再生運転と、ＮＳＲ触媒の硫黄被毒を回復させる硫黄被毒回復運転と、を交互に且つ連続的に実施することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

ここで、フィルタの再生は、フィルタの温度を高くして実施されるが、このときには、ＮＳＲ触媒の温度も高くなる。ＮＳＲ触媒の硫黄被毒の回復もＮＳＲ触媒の温度を高くする必要があるため、フィルタの再生に合わせてＮＳＲ触媒の硫黄被毒回復制御を実施することにより、ＮＳＲ触媒の温度上昇に要する燃料量を低減することができる。これにより、燃費の悪化を抑制できる。

ところで、ＮＳＲ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量（以下、硫黄被毒量ともいう。）によって、該ＮＳＲ触媒におけるＮＯｘ浄化率が変化する。ＮＯｘ浄化率を高く維持するためには、ＮＳＲ触媒の硫黄被毒量は少ないほうがよい。しかし、硫黄被毒を回復させるためには燃料を消費するため、必要以上に硫黄被毒回復制御を実施すると、燃費が悪化する虞がある。なお、ＮＯｘ浄化率は、ＮＳＲ触媒に流入する排気中のＮＯｘ濃度に対する、ＮＳＲ触媒で減少するＮＯｘ濃度の比である。この場合のＮＯｘ濃度をＮＯｘ量に置き換えることもできる。

特開２０１０−１２７１７９号公報 特開２００６−０２９２４９号公報 特開２０００−０８０９１４号公報

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、その目的は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の硫黄被毒を必要以上に回復させることを抑制することにある。

上記課題を達成するために本発明は、
内燃機関の排気通路に設けられＮＯｘを吸蔵する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量が、所定量以上の場合、且つ、所定の硫黄被毒回復条件が成立した場合に、硫黄被毒回復制御を実施する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記硫黄被毒回復制御の開始後に、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量が前記所定量未満の値である閾値以下になると前記硫黄被毒回復制御を終了させ、
さらに、前記制御装置は、前記硫黄被毒回復制御の開始時に前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量が少ないほど、硫黄被毒回復制御における前記閾値を大きくする。

閾値は、所定量よりも小さな値である。すなわち、硫黄被毒回復制御が行われると、硫黄被毒量が所定量よりも少なくなる。そして、硫黄被毒回復制御の開始時の硫黄被毒量が少ないほど、終了判断のための閾値が大きくなるため、硫黄被毒回復制御の開始時の硫黄被毒量が少ないほど、硫黄被毒量がより多い状態で硫黄被毒回復制御が終了する。このため、硫黄被毒により増加した後の硫黄被毒量（すなわち、硫黄被毒回復制御開始時の硫黄被毒量）と、硫黄被毒回復制御を実施することにより減少した後の硫黄被毒量（すなわち、硫黄被毒回復制御終了時の硫黄被毒量）と、の平均値が比較的大きくなる。仮に、硫黄被毒回復制御の開始時の硫黄被毒量にかかわらず、硫黄被毒量が一定の値に下がるまで硫黄被毒回復制御を実施する場合には、硫黄被毒回復制御が終了したときの硫黄被毒量は常に比較的少なくなるため、硫黄被毒量の平均値も少なくなる。この場合、要求されるＮＯｘ浄化率よりも高い浄化率で維持される虞がある。すなわち、ＮＯｘ浄化率は高くなるものの、硫黄被毒回復制御を必要以上に継続させることにより、燃費が悪化する虞がある。これに対して、硫黄被毒回復制御の開始時の硫黄被毒量が少ないほど、閾値を大きくすることで、ＮＯｘ浄化率は低下するものの要求されるＮＯｘ浄化率は満たしており、さらに、燃費を向上させることができる。

また、ここでいう所定量は、硫黄成分の蓄積及び硫黄被毒の回復により硫黄被毒量が増減する間のＮＯｘ浄化率が許容範囲内となるように設定される。例えば、所定量は、ＮＯｘ浄化率の瞬時値、ＮＯｘ浄化率の平均値、または、ＮＯｘ浄化率の積算値などが許容範囲内となるように設定してもよい。また、例えば、この所定量は、内燃機関の作動中のＮＯｘ浄化率の平均値が、要求される値となるような硫黄被毒量とすることができる。硫黄被毒回復制御は、硫黄被毒量が所定値以上の場合に開始され、硫黄被毒量が閾値以下になると終了する。ただし、硫黄被毒回復制御は、硫黄被毒量が所定値以上の場合であって、さらに、所定の硫黄被毒回復条件が成立した場合でなければ開始されない。所定の硫黄被毒回復条件は、硫黄被毒量とは異なる条件であって、硫黄被毒回復制御を実施するために要求される条件である。例えば、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度が高いことを所定の硫黄被毒回復条件とすることができる。

また、前記制御装置は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量が前記閾値から前記硫黄被毒回復制御の開始時の量に達するまでの間の前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率の平均値が、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量が前記所定量のときの前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率となるように、前記閾値を決定してもよい。

このように硫黄被毒回復制御を終了させる硫黄被毒量の閾値を決定することにより、硫黄被毒量の増減があった場合のＮＯｘ浄化率の平均値を、要求される値に合わせることができるので、ＮＯｘ浄化率が必要以上に低下することを抑制しつつ硫黄被毒回復制御が過剰に実施されることを抑制できる。

また、前記制御装置は、前記硫黄被毒回復制御の開始時に前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量から前記所定量を減算した値の２倍の値を、前記硫黄被毒回復制御の開始時に前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量から減算して、硫黄被毒回復制御における前記閾値とすることができる。

すなわち、所定量からの増加分の２倍の量の硫黄成分を硫黄被毒回復制御により放出させる。これにより、硫黄被毒量の平均値を所定量に合わせることができる。したがって、平均的なＮＯｘ浄化率を、要求されるＮＯｘ浄化率に合わせることができるので、硫黄被毒回復制御が過剰に実施されることを抑制できる。

また、前記制御装置は、前記硫黄被毒回復制御を実施すると仮定した場合において、該硫黄被毒回復制御に要する燃料量が所定燃料量を超える場合には、前記硫黄被毒回復制御を禁止することができる。

すなわち、燃費の悪化が許容範囲を超える場合には、硫黄被毒回復制御を禁止する。ここで、内燃機関を搭載する車両の平均速度が低い場合には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度を上昇させるために多くの燃料を要する。このため、燃費が悪化する虞がある。また、硫黄被毒回復制御中の硫黄成分の放出速度が遅い場合には、硫黄被毒回復制御が終了するまでに時間がかかるため、燃費が悪化する虞がある。この燃費の悪化が許容範囲を超える場合には、硫黄被毒回復制御を禁止することにより、燃費の悪化を抑制できる。すなわち、所定燃料量は、硫黄被毒回復制御を実施することによる燃料の消費量の増加分の許容範囲の上限値である。なお、車両の速度が低い場合には、内燃機関から排出されるＮＯｘの量が少ないため、硫黄被毒回復制御を禁止したとしても、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒からＮＯｘが流れ出ることを抑制し得る。また、ＮＯｘ浄化率が許容値よりも低くなるようであれば、硫黄被毒回復制御に要する燃料量によらず、硫黄被毒回復制御を許可してもよい。

また、前記制御装置は、前記硫黄被毒回復制御を実施すると仮定した場合における該硫黄被毒回復制御を実施する期間を含む所定期間に前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から流れ出るＮＯｘの量が、前記硫黄被毒回復制御を実施しないと仮定した場合における前記所定期間に対応する期間に前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から流れ出るＮＯｘの量よりも多い場合には、前記硫黄被毒回復制御を禁止することができる。

ここで、硫黄被毒回復制御中には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒においてＮＯｘの還元が困難となり、且つ、内燃機関から排出されるＮＯｘ量も増加する。したがって、硫黄被毒回復制御中には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒からＮＯｘが流れ出る虞がある。このため、条件によっては、硫黄被毒回復制御を実施する場合よりも、実施しない場合の方が、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から流れ出るＮＯｘの量が全体としては少なくなる場合もある。このような場合には、硫黄被毒回復制御を禁止することで、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から流れ出るＮＯｘの量を低減することができ、且つ、燃費の悪化を抑制できる。硫黄被毒回復制御を実施すると仮定した場合における吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から流れ出るＮＯｘの量は、硫黄被毒回復制御中の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒からのＮＯｘ流出量と、この硫黄被毒回復制御が終了してから次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでの吸蔵還元型ＮＯｘ触媒からのＮＯｘ流出量と、の和としてもよい。すなわち、所定期間は、次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでの期間としてもよい。さらに、硫黄被毒回復制御を実施しないと仮定した場合における吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から流れ出るＮＯｘの量は、次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでの吸蔵還元型ＮＯｘ触媒からのＮＯｘ流出量としてもよい。この場合には、硫黄被毒量が比較的多い状態であるため、硫黄被毒の影響が大きい状態でのＮＯｘ流出量である。所定期間に対応する期間は、次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでの期間としてもよい。所定期間は、少なくとも硫黄被毒回復制御を実施すると仮定した場合における、該硫黄被毒回復制御を実施する期間よりも長い期間とする。

本発明によれば、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の硫黄被毒を必要以上に回復させることを抑制することができる。

実施例に係る内燃機関の吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。 硫黄被毒量と、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ浄化率との関係を示した図である。 実施例１に係る、硫黄被毒量と、硫黄被毒回復制御の状態と、の推移を示したタイムチャートである。 硫黄被毒回復制御を終了させる閾値を一定の値とした場合における、硫黄被毒量と、硫黄被毒回復制御の状態と、の推移を示したタイムチャートである。 硫黄被毒量の従来の平均値と、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ浄化率との関係を示した図である。 実施例１に係る硫黄被毒回復制御のフローを示したフローチャートである。 実施例２に係る硫黄被毒量とＮＳＲ触媒のＮＯｘ浄化率との関係を示した図である。 硫黄被毒回復制御の開始時点の硫黄被毒量からＳ管理値を減算した値と、Ｓ管理値から閾値を減算した値との関係を示した図である。 硫黄被毒回復制御を実施するか否かを燃費の悪化に基づいて判定するフローを示したフローチャートである。 硫黄被毒回復制御を実施するか否かをＮＯｘ流出量の増加に基づいて判定するフローを示したフローチャートである。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
図１は、本実施例に係る内燃機関１の吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は車両に搭載される車両駆動用のディーゼルエンジンである。ただし、内燃機関１はガソリンエンジンであってもよい。内燃機関１には排気通路２が接続されている。排気通路２には上流側から順に、ＮＳＲ触媒３と、フィルタ４と、が設けられている。なお、フィルタ４にＮＳＲ触媒３が担持されていてもよい。

ＮＳＲ触媒３は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中の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は吸蔵していたＮＯｘを還元する。なお、「吸蔵」とは、一時的なＮＯｘの吸着または付着をも含む用語として使用している。フィルタ４は、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。

ＮＳＲ触媒３よりも上流の排気通路２には、排気の空燃比を検出する空燃比センサ１１が設けられている。また、ＮＳＲ触媒３よりも下流で且つフィルタ４よりも上流の排気通路２には、排気の温度を検出する温度センサ１２、及び、排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ１３が設けられている。

内燃機関１には、気筒内に燃料を噴射する噴射弁５が気筒毎に設けられている。

一方、内燃機関１には、吸気通路６が接続されている。吸気通路６には、吸気の流量を検出するエアフローメータ１５が設けられている。また、車両には、該車両の速度を検出するスピードセンサ１８が設けられている。

そして、内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転状態や排気浄化装置等を制御する。ＥＣＵ１０には、上述した空燃比センサ１１、温度センサ１２、ＮＯｘセンサ１３、エアフローメータ１５、スピードセンサ１８の他、クランクポジションセンサ１６及びアクセル開度センサ１７が電気的に接続され、各センサの検出値がＥＣＵ１０に渡される。なお、本実施例においてはＥＣＵ１０が、本発明における制御装置に相当する。

ＥＣＵ１０は、クランクポジションセンサ１６の検出に基づく機関回転速度や、アクセル開度センサ１７の検出に基づく機関負荷等の内燃機関１の運転状態を把握可能である。なお、本実施例では、ＮＳＲ触媒３に流れ込む排気の空燃比は空燃比センサ１１によって検出可能であるが、排気の空燃比を内燃機関１の吸入空気量及び噴射弁５からの燃料噴射量に基づいて推定することも可能である。また、ＥＣＵ１０は、温度センサ１２の検出値に基づいてＮＳＲ触媒３及びフィルタ４の温度を推定するが、これに代えて、内燃機関１の運転状態に基づいて、ＮＳＲ触媒３及びフィルタ４の温度を推定することもできる。

ところで、ＮＳＲ触媒３には、燃料に含まれる硫黄成分が蓄積される。これを硫黄被毒という。この硫黄被毒により、ＮＳＲ触媒３の排気の浄化能力が低下する。このため、ＮＳＲ触媒３を硫黄被毒から回復させる硫黄被毒回復制御を実施している。この硫黄被毒回復制御は、ＮＳＲ触媒３を高温にし、且つ、排気の空燃比を理論空燃比以下とすることにより実施される。ＮＳＲ触媒３を高温にするためには、例えば、内燃機関１の燃料噴射時期の遅角などを行うことで、未燃燃料を排出してＮＳＲ触媒３で反応させる。なお、ＮＳＲ触媒３よりも上流に酸化触媒を備え、該酸化触媒において未燃燃料を反応させることにより、ＮＳＲ触媒３の温度を上昇させてもよい。また、排気の空燃比を理論空燃比以下とするためには、例えば、内燃機関１の目標空燃比を低下させる、または、排気中に燃料を添加する。

また、ＥＣＵ１０は、フィルタ４に捕集されているＰＭ量（以下、ＰＭ堆積量ともいう。）が一定量に達すると、ＰＭを酸化させて除去する処理を実施する。この処理をフィルタ４の再生という。フィルタ４に捕集されているＰＭを酸化させるためには、フィルタ４の温度が高く、且つ、フィルタ４内に酸素が存在していることが必要となる。フィルタ４の再生においても、例えば、内燃機関１の燃料噴射時期の遅角などを行うことで、未燃燃料を排出してＮＳＲ触媒３で反応させる。なお、ＮＳＲ触媒３よりも上流に酸化触媒を備え、該酸化触媒において未燃燃料を反応させることにより、フィルタ４の温度を上昇させてもよい。また、内燃機関１から高温の燃焼ガスを排出させることにより、フィルタ４の温度を上昇させてもよい。

硫黄被毒回復制御及びフィルタ４の再生を実施するときには多くの燃料が消費されるため、これらを必要以上に実施すると燃費の悪化を招く。ここで、フィルタ４の再生を実施しているときには、ＮＳＲ触媒３の温度も高くなるため、フィルタ４の再生中またはフィルタ４の再生直後に硫黄被毒回復制御を実施すれば、ＮＳＲ触媒３の温度を上昇させるために要する燃料が少なくて済む。このため、本実施例では、フィルタ４の再生中またはフィルタ４の再生直後において、ＮＳＲ触媒３の硫黄被毒量がＳ管理値以上であれば、硫黄被毒回復制御を開始する。Ｓ管理値は、要求されるＮＯｘ浄化率の平均値に対応する硫黄被毒量である。すなわち、硫黄被毒量がＳ管理値と同じ値のときのＮＯｘ浄化率は、要求されるＮＯｘ浄化率の平均値と同じ値になる。Ｓ管理値は、最適値が予め設定される。このＳ管理値の詳細については後述する。なお、本実施例においてはＳ管理値が、本発明における所定量に相当する。

そして、ＥＣＵ１０は、硫黄被毒回復制御によってＮＳＲ触媒３の硫黄被毒量が閾値まで減少したときに硫黄被毒回復制御を終了させる。ここで、閾値を一定の値とすることも考えられる。しかし、ＮＳＲ触媒３の硫黄被毒量が少ない場合に、長時間の硫黄被毒回復制御を実施すると、その後のＮＯｘ浄化率を高めることはできるが、硫黄被毒回復制御を実施中に流れ出るＮＯｘ等が多くなってしまう。また、硫黄被毒回復制御を必要以上に実施することにより燃費が悪化する虞もある。

そこで、ＥＣＵ１０は、フィルタ４の再生に合わせて硫黄被毒回復制御を実施する場合には、硫黄被毒回復制御の開始時の硫黄被毒量が少ないほど、硫黄被毒回復制御を終了さ
せる硫黄被毒量の閾値を大きくする。これにより、硫黄被毒回復制御の開始時の硫黄被毒量が少ないほど、硫黄被毒回復制御を実施する期間が短くなる。

ここで、仮に、閾値を一定の値とし、硫黄被毒量が閾値となるまで硫黄被毒回復制御を実行する場合には、硫黄被毒回復制御が終了したときの硫黄被毒量が比較的少なくなるため、硫黄被毒により増加した後の硫黄被毒量と、硫黄被毒回復制御を実施することにより減少した後の硫黄被毒量と、の平均値も少なくなる。この場合、ＮＯｘ浄化率が、要求されるＮＯｘ浄化率よりも高い浄化率で維持される虞がある。すなわち、必要以上に硫黄被毒回復制御が実施される虞がある。さらに、ＮＯｘ浄化率は高くなるものの、硫黄被毒回復制御を必要以上に継続させることにより、燃費が悪化する虞がある。これに対して、硫黄被毒回復制御の開始時にＮＳＲ触媒３に吸蔵されている硫黄成分の量が少ないほど、現時点の硫黄被毒回復制御における閾値を大きくすることで、硫黄被毒量の平均値は大きくなるものの、燃費を向上させることができる。

具体的には、硫黄被毒回復制御を終了させる硫黄被毒量の閾値を以下のようにして決定してもよい。すなわち、硫黄被毒回復制御の開始時の硫黄被毒量から上記Ｓ管理値を減算して得られる値の２倍の値を、硫黄被毒回復制御の開始時の硫黄被毒量から減算して、現時点の硫黄被毒回復制御における閾値としてもよい。これは、硫黄被毒回復制御の開始時の硫黄被毒量から上記Ｓ管理値を減算した値を、該Ｓ管理値から減算して閾値とするともいえる。このようにして閾値を決定すると、硫黄被毒量の平均値が、上記Ｓ管理値になり得る。

ここで、図２は、硫黄被毒量と、ＮＳＲ触媒３のＮＯｘ浄化率との関係を示した図である。図２は、硫黄被毒量と、ＮＳＲ触媒３のＮＯｘ浄化率とが線形の関係になっている場合を示している。硫黄被毒量が多くなるほど、ＮＳＲ触媒３のＮＯｘ浄化率は低下する。そして、硫黄被毒量の平均値がＳ管理値となるように硫黄被毒回復制御を終了させる硫黄被毒量の閾値を決定することにより、ＮＯｘ浄化率の平均値が要求される値（図２における要求平均浄化率）となる。このように閾値を決定することにより、ＮＯｘの浄化率を要求される範囲に維持することが可能となる。

図３は、本実施例に係る、硫黄被毒量と、硫黄被毒回復制御の状態と、の推移を示したタイムチャートである。図３及び後述する図４では、「硫黄被毒回復制御」がＯＮのときに硫黄被毒回復制御が行われていることを示し、ＯＦＦのときに硫黄被毒回復制御が行われていないことを示している。ＴＡ及びＴＣの期間において硫黄被毒量が増加し、ＴＢ及びＴＤの期間において硫黄被毒回復制御が実施されている。Ｑ１は、ＴＡの期間よりも前に実施された硫黄被毒回復制御が終了した時点における硫黄被毒量である。ＴＡの期間では、硫黄被毒回復制御が行われていない（硫黄被毒回復制御＝ＯＦＦ）ため硫黄被毒量が徐々に増加する。そして、硫黄被毒量がＱ２のときにフィルタ４の再生が開始されたため、これに合わせて硫黄被毒回復制御が開始されている（硫黄被毒回復制御＝ＯＮ）。ＴＢの期間において硫黄被毒回復制御が行われるため、硫黄被毒量が徐々に減少する。そして、Ｑ３で示した硫黄被毒量が、ＴＢの期間に実施される硫黄被毒回復制御を終了させる閾値となる。ここで、Ｑ２からＳ管理値を減算した値と、Ｓ管理値からＱ３を減算した値と、が等しくなるように、閾値であるＱ３が決定される。

さらに、ＴＢの期間の硫黄被毒回復制御が終了した後は、ＴＣの期間において硫黄被毒量が徐々に増加する。そして、Ｑ４で示した硫黄被毒量の時にフィルタ４の再生が開始されたため、これに合わせて硫黄被毒回復制御が開始されている。ＴＤの期間において硫黄被毒回復制御が行われ、硫黄被毒量が徐々に減少する。そして、Ｑ５で示した硫黄被毒量が、ＴＤの期間に実施される硫黄被毒回復制御を終了させる閾値となる。ここで、Ｑ４からＳ管理値を減算した値と、Ｓ管理値からＱ５を減算した値と、が等しくなるように、閾
値であるＱ５が決定される。このように、硫黄被毒回復制御を終了させる閾値を決定することにより、ＮＯｘ浄化率の平均値が要求平均浄化率となる。

一方、図４は、硫黄被毒回復制御を終了させる閾値を一定の値とした場合における、硫黄被毒量と、硫黄被毒回復制御の状態と、の推移を示したタイムチャートである。硫黄被毒回復制御を終了させる閾値をＱ３で一定としている。すなわち、硫黄被毒回復制御の開始時の硫黄被毒量にかかわらず、硫黄被毒回復制御を終了させる閾値をＱ３としている。この場合の硫黄被毒量の平均値（図４における「従来の平均値」）は、図３に示したＳ管理値よりも小さくなる。そうすると、図５に示すように、硫黄被毒量の従来の平均値に対応するＮＯｘ浄化率が、要求平均浄化率よりも図５に示したｄＺ分だけ高くなる。ここで、図５は、硫黄被毒量の従来の平均値と、ＮＳＲ触媒３のＮＯｘ浄化率との関係を示した図である。このように、ＮＯｘ浄化率は高くなるものの、要求されるＮＯｘ浄化率よりも高くなった分、燃費が悪化してしまう。すなわち、ＮＯｘ浄化率が過剰に高くなるため、必要以上に燃費が悪化してしまう。これに対して本実施例では、ＮＯｘ浄化率を要求されるＮＯｘ浄化率に維持しつつ、被毒回復時間を短くすることができる。これにより、燃費の悪化を抑制できる。

図６は、本実施例に係る硫黄被毒回復制御のフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。

ステップＳ１０１では、硫黄被毒回復制御実行条件が成立しているか否か判定される。ここでいう硫黄被毒回復制御実行条件は、硫黄被毒回復制御を行うために必要となる条件であって、ＮＳＲ触媒３の硫黄被毒量とは異なる条件である。例えば、フィルタ４の再生が実行中またはフィルタ４の再生を実行した直後に、硫黄被毒回復制御実行条件が成立していると判定される。また、ＮＳＲ触媒３の温度が十分に高い場合（例えば、ＮＳＲ触媒３の温度が所定温度以上の場合）に、硫黄被毒回復制御実行条件が成立していると判定してもよい。なお、本実施例においてはステップＳ１０１の硫黄被毒回復制御実行条件が、本発明における所定の硫黄被毒回復条件に相当する。

ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本フローチャートを終了させる。

ステップＳ１０２では、ＮＳＲ触媒３の硫黄被毒量が読み込まれる。硫黄被毒量は、周知の技術により算出することができる。例えば、内燃機関１から単位時間当たりに流れ出る硫黄成分の量は、燃料中の硫黄成分の濃度及び内燃機関１の運転状態（機関回転速度及び機関負荷としてもよい。）と関連している。燃料中の硫黄成分の濃度は、予め知ることができる。したがって、機関回転速度と機関負荷とに基づいて、内燃機関１から排出される硫黄成分の量を求めることができる。さらに、内燃機関１から排出される硫黄成分のうち、所定の割合でＮＳＲ触媒３に吸蔵されるものとし、この吸蔵される硫黄成分の量を積算することにより、硫黄被毒量を算出することができる。ＥＣＵ１０は、このようなＮＳＲ触媒３の硫黄被毒量の算出を本フローチャートを実施するか否かにかかわらず常に行っている。ステップＳ１０２の処理が完了するとステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では、硫黄被毒量がＳ管理値以上であるか否か判定される。硫黄被毒量がＳ管理値未満の場合には、硫黄被毒回復制御は実施しない。ここでいうＳ管理値は、図２に示されるＳ管理値である。ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本フローチャートを終了させる。

ステップＳ１０４では、硫黄被毒回復制御を終了させる硫黄被毒量の閾値が算出される。閾値は、ステップＳ１０２で算出される硫黄被毒量からＳ管理値を減算した値の２倍の
値を、該ステップＳ１０２で算出される硫黄被毒量から減算することにより算出される。ステップＳ１０４の処理が完了するとステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５では、硫黄被毒回復制御が開始される。すなわち、ＮＳＲ触媒３の温度が上昇され、且つ、ＮＳＲ触媒３を通過する排気の空燃比がリッチ空燃比とされる。ステップＳ１０５の処理が完了するとステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６では、ＮＳＲ触媒３の硫黄被毒量が算出される。本ステップでは、硫黄被毒回復制御中のＮＳＲ触媒３の硫黄被毒量が算出される。ここで、硫黄被毒回復制御を実施することにより、硫黄被毒量が減少する。硫黄被毒量の減少量は、ＮＳＲ触媒３の温度や排気の流量と関連しているため、これらの値に基づいて算出することができる。この算出には、周知技術を用いることができる。また、硫黄被毒回復制御を実施した時間と、硫黄被毒量の減少量と、の関係を予め実験またはシミュレーション等により求めておき、この関係にしたがって硫黄被毒量の減少量を算出することもできる。ステップＳ１０６の処理が完了するとステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０７では、硫黄被毒量が閾値以下であるか否か判定される。本ステップでは、硫黄被毒回復制御を終了させる条件が成立しているか否か判定している。ステップＳ１０７で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進んで、硫黄被毒回復制御が終了され、その後、本フローチャートを終了させる。一方、ステップＳ１０７で否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０６へ戻る。すなわち、硫黄被毒回復制御中に硫黄被毒量が閾値以下となるまで、硫黄被毒回復制御が実施される。

以上説明したように、本実施例によれば、硫黄被毒量の平均値がＳ管理値となるように硫黄被毒回復制御を実施することにより、ＮＯｘ浄化率の平均値を要求される値に維持しつつ、硫黄被毒回復制御を実施する期間を短くすることができる。このため、硫黄被毒回復制御中に内燃機関１から排出されるＮＯｘ量を減少させることができる。さらに、硫黄被毒回復制御が過度に行われることを抑制できるので、燃費の悪化を抑制できる。

（実施例２）
実施例１においては、図２に示すように、硫黄被毒量とＮＯｘ浄化率との関係が線形になっているものと考えて、硫黄被毒回復制御を終了させる硫黄被毒量の閾値を決定している。しかし、硫黄被毒量とＮＯｘ浄化率との関係が非線形の場合も考えられる。そこで本実施例では、硫黄被毒量とＮＯｘ浄化率との関係が非線形の場合について説明する。なお、硫黄被毒量とＮＯｘ浄化率との関係が実施例１と同じ線形の場合であっても、本実施例において上記閾値を決定することができる。

ここで、図７は、本実施例に係る硫黄被毒量とＮＳＲ触媒３のＮＯｘ浄化率との関係を示した図である。硫黄被毒量が多くなるほど、ＮＳＲ触媒３のＮＯｘ浄化率は低下する。さらに、硫黄被毒量が多くなるほど、硫黄被毒量の増加量に対するＮＯｘ浄化率の低下量の比が低くなる。そして、本実施例においても、ＮＯｘ浄化率の平均値が、要求平均浄化率となるように硫黄被毒回復制御を終了させる硫黄被毒量の閾値を決定する。

図７において、Ｓ２は、硫黄被毒回復制御を開始する時点における硫黄被毒量であり、Ｓ１は、硫黄被毒回復制御を終了させる硫黄被毒量、すなわち閾値である。閾値Ｓ１は、以下の式（１）の関係を満たす値として求める。

なお、ＮＯｘ浄化率は、図７に示したように、硫黄被毒量によって定まる。式（１）において、Ｓは硫黄被毒量を示す。このような関係を満たすＳ１を、硫黄被毒回復制御を終了させる閾値とすることにより、ＮＯｘ浄化率の平均値が要求平均浄化率となる。この場合、閾値を算出するときにＳ管理値を利用しない。

なお、本実施例においては、硫黄被毒回復制御を終了させる閾値を予め求めてマップ化しておくこともできる。ここで、図８は、硫黄被毒回復制御の開始時点の硫黄被毒量Ｓ２からＳ管理値を減算した値と、Ｓ管理値から閾値Ｓ１を減算した値との関係を示した図である。実線は本実施例に係る関係を示し、破線は実施例１に係る関係を示している。図７に示すように、硫黄被毒量が多くなるほど、硫黄被毒量の増加量に対するＮＯｘ浄化率の低下量の比が低くなる場合には、図８に示すように、硫黄被毒回復制御の開始時点の硫黄被毒量Ｓ２からＳ管理値を減算した値よりも、Ｓ管理値から閾値Ｓ１を減算した値のほうが小さくなる。この関係をマップ化してＥＣＵ１０に記憶させておけば、硫黄被毒回復制御の開始時点の硫黄被毒量とマップとから、閾値Ｓ１を速やかに求めることができる。なお、本実施例では、図７に示した関係に限らず、硫黄被毒量とＮＯｘ浄化率との関係が非線形となる他の関係についても同様に考えることができる。

以上説明したように、本実施例によれば、硫黄被毒量とＮＯｘ浄化率との関係が非線形の場合であっても、ＮＯｘ浄化率の平均値を要求される値に維持しつつ、硫黄被毒回復制御を実施する期間を短くすることができる。このため、硫黄被毒回復制御中に内燃機関１から排出されるＮＯｘ量を減少させることができる。さらに、硫黄被毒回復制御が過度に行われることを抑制できるので、燃費の悪化を抑制できる。なお、硫黄被毒量とＮＯｘ浄化率との関係が線形であるのか又は非線形であるのか分からない場合には、本実施例で説明したように閾値を決定すればよい。

（実施例３）
本実施例では、硫黄被毒回復制御を実施すると燃料消費量が過多になると推定される場合には、硫黄被毒回復制御を禁止する。さらに、硫黄被毒回復制御を実施する場合のＮＯｘ流出量と、硫黄被毒回復制御を実施しない場合のＮＯｘ流出量と、を夫々推定し、硫黄被毒回復制御を実施する場合のＮＯｘ流出量のほうが、硫黄被毒回復制御を実施しない場合のＮＯｘ流出量よりも多くなる場合には、硫黄被毒回復制御を禁止する。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。

ここで、車速が低い場合には、ＮＳＲ触媒３の温度が低いために、硫黄被毒回復制御を実施する期間が長くなる。このため、燃料消費量が増加する。本実施例では、燃料消費量が多くなる場合には、硫黄被毒回復制御を禁止して、燃費の悪化を抑制する。

具体的には、ＥＣＵ１０は、硫黄被毒回復制御のために要する燃料量が、所定燃料量よりも多い場合に硫黄被毒回復制御を禁止する。所定燃料量は、硫黄被毒回復制御を実施することによる燃料の消費量の増加分の許容範囲の上限値である。すなわち、本実施例では、硫黄被毒回復制御を実施する場合において、硫黄被毒回復制御を実施しない場合と比較したときの燃料消費量の増加分が、許容範囲よりも多くなるような場合に硫黄被毒回復制
御を禁止する。これは、硫黄被毒回復制御に適した車速ではないと判断される場合には、硫黄被毒回復制御を禁止するともいえる。ＥＣＵ１０は、硫黄被毒回復制御に要する時間（以下、被毒回復時間ともいう。）を算出し、この被毒回復時間に基づいて、燃料消費量の増加分を算出する。

ここで、平均車速と、硫黄被毒量と、被毒回復時間と、には関連があるため、ＥＣＵ１０は、平均車速と、硫黄被毒量と、に基づいて、被毒回復時間を算出する。これらの関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてマップ化しておくことができる。平均車速が遅いほど、または、硫黄被毒量が多いほど、被毒回復時間は長くなる。平均車速は、過去のある期間における平均車速である。

そして、被毒回復時間を燃料消費量の増加分に換算する。被毒回復時間が長いほど、燃料消費量の増加分が大きくなる。硫黄被毒回復制御時の燃料消費量の単位時間当たりの増加分は、ＮＳＲ触媒３の比熱、排気の量、目標温度と実際の排気温度との差、に比例し、燃料の発熱量に反比例するため、以下の式（２）に基づいて算出することができる。
燃料消費量の単位時間当たりの増加分＝比熱×ガス量×（目標温度−入りガス温）／発熱量・・・式（２）
式（２）により求まる燃料消費量の単位時間当たりの燃料消費量に、被毒回復時間を乗算することにより、被毒回復時間を燃料消費量の増加分に換算することができる。なお、被毒回復時間と、燃料消費量の増加分との関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてマップ化しておいてもよい。

なお、ＮＳＲ触媒３から単位時間当たりに放出される硫黄成分の量（以下、硫黄放出速度ともいう。）も被毒回復時間と関連性を有することから、硫黄放出速度に基づいて、被毒回復時間を算出することもできる。硫黄放出速度は、ＮＳＲ触媒３の温度及びリッチ空燃比とする頻度（リッチ空燃比とする間隔としてもよい）と関連している。硫黄放出速度が低いほど、硫黄被毒回復制御を実施する期間が長くなるために、燃料消費量が増加する。ＥＣＵ１０は、ＮＳＲ触媒３の温度と、リッチ空燃比とする頻度と、硫黄被毒量と、に基づいて、被毒回復時間を算出する。これらの関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてマップ化しておくことができる。

ＮＳＲ触媒３の温度が低いほど、または、リッチ空燃比とする頻度が低いほど、さらには、硫黄被毒量が多いほど、被毒回復時間が長くなる。ここでいうＮＳＲ触媒３の温度は、硫黄被毒回復制御を実施した場合の温度上昇の程度を推定することで算出する。これは、予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。また、リッチ空燃比とする頻度は、現時点での走行状態においてリッチ空燃比とする場合に、どの程度の頻度でリッチ空燃比とすることができるのかを推定することにより算出する。これも予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。なお、これらの関係を予め求めてマップ化しておいてもよい。そして、上記と同様に被毒回復時間を燃料消費量の増加分に換算する。

このように、平均車速または硫黄放出速度に基づいて算出される燃料消費量の増加分が所定燃料量よりも多ければ、硫黄被毒回復制御を禁止する。一方、燃料消費量の増加分が所定燃料量以下であれば、硫黄被毒回復制御を許可する。

図９は、硫黄被毒回復制御を実施するか否かを燃費の悪化に基づいて判定するフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０により、所定の時間毎に実行される。なお、図６に示したフローチャートを実行するのに先立って、図９に示したフローチャートを実行してもよい。

ステップＳ２０１では、内燃機関１が搭載されている車両の平均速度（平均車速）が算出される。平均車速は、過去の所定期間における平均車速である。ＥＣＵ１０は、過去の所定期間においてスピードセンサ１８により検出された車速の平均値を算出する。ステップＳ２０１の処理が完了するとステップＳ２０２へ進む。

ステップＳ２０２では、硫黄被毒回復制御を実施すると仮定した場合における、被毒回復時間が算出される。この時間は、平均車速及び硫黄被毒量と関連している。平均車速と、硫黄被毒量と、被毒回復時間と、の関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてマップ化しておき、ＥＣＵ１０に記憶させておく。そして、本ステップでは、平均車速と、硫黄被毒量と、マップと、を用いて、被毒回復時間が算出される。硫黄被毒量は、ステップＳ１０２と同様にして算出することができる。ステップＳ２０２の処理が完了するとステップＳ２０３へ進む。

ステップＳ２０３では、硫黄被毒回復制御を実施すると仮定した場合に、硫黄被毒を回復させるために増加させる燃料量（燃料増加量）が算出される。この燃料増加量は、硫黄被毒の回復に要する燃料量であって、硫黄被毒回復制御中にＮＳＲ触媒３の温度を上昇させるために用いられる燃料量である。燃料増加量は、ステップＳ２０２で算出される被毒回復時間に、上記式（２）により算出される燃料消費量の単位時間当たりの増加分を乗算することにより求めることができる。なお、他の方法によって燃料増加量を得てもよい。ステップＳ２０３の処理が完了するとステップＳ２０４へ進む。

ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で算出される燃料増加量が所定燃料量よりも大きいか否か判定される。所定燃料量は、燃料増加量の許容範囲の上限値である。ステップＳ２０４で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ２０５へ進んで硫黄被毒回復制御が禁止され、その後、本フローチャートを終了させる。この場合、図６に示したフローチャートのステップＳ１０１において、硫黄被毒回復制御実行条件が成立しないと判断される。一方、ステップＳ２０４で否定判定がなされた場合には、ステップＳ２０６へ進んで硫黄被毒回復制御が許可され、その後、本フローチャートを終了させる。なお、本実施例において硫黄被毒回復制御が禁止されると、ＮＯｘ浄化率が低下し得るが、このときには平均車速が低いために内燃機関１から排出されるＮＯｘの量が少ないため問題とはならない。

さらに、本実施例では、硫黄被毒回復制御を実施する場合のＮＯｘ流出量と、硫黄被毒回復制御を実施しない場合のＮＯｘ流出量と、を比較することで、硫黄被毒回復制御を許可するか否か判断する。

ここで、硫黄被毒回復制御の実施中には、内燃機関１で発生するＮＯｘ量が増加したり、ＮＳＲ触媒３においてＮＯｘの還元が困難となったりするため、ＮＳＲ触媒３からのＮＯｘ流出量が増加し得る。したがって、硫黄被毒回復制御を実施する条件によっては、硫黄被毒回復制御の実施後にＮＳＲ触媒３からのＮＯｘ流出量は減少するものの、このＮＯｘ流出量の減少分よりも硫黄被毒回復制御を実施中のＮＯｘ流出量の増加分のほうが多くなり得る。この場合、現時点では硫黄被毒回復制御を実施せず、硫黄被毒量がある程度多くなってから硫黄被毒回復制御を実施したほうが、全体としてのＮＯｘ流出量を低減することができる。本実施例では、硫黄被毒回復制御を実施する場合と、実施しない場合と、の夫々のＮＯｘ流出量を推定し、これらの値に基づいて、硫黄被毒回復制御を実施するか否か判断する。

硫黄被毒回復制御を実施する場合のＮＯｘ流出量は、硫黄被毒回復制御中のＮＳＲ触媒３からのＮＯｘ流出量と、この硫黄被毒回復制御が終了してから次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでのＮＳＲ触媒３からのＮＯｘ流出量と、の和である。一方、硫黄被毒回
復制御を実施しない場合のＮＯｘ流出量は、現時点から次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでのＮＳＲ触媒３からのＮＯｘ流出量である。なお、硫黄被毒回復制御を実施する場合のＮＯｘ流出量と、硫黄被毒回復制御を実施しない場合のＮＯｘ流出量と、は、同じ一定の期間におけるＮＯｘ流出量として算出してもよい。

硫黄被毒回復制御中のＮＳＲ触媒３からのＮＯｘ流出量は、単位時間当たりのＮＯｘ流出量に上記の被毒回復時間を乗算することにより求めることができる。ここで、硫黄被毒回復制御中には、ＮＳＲ触媒３においてＮＯｘの還元が困難なため、単位時間当たりのＮＯｘ流出量は、内燃機関１から排出されるＮＯｘ量とすることができる。内燃機関１から排出されるＮＯｘ量は、内燃機関１の運転状態に依存するため、例えば硫黄被毒回復制御を実施したと仮定した場合の内燃機関１の運転状態に基づいて、単位時間当たりのＮＯｘ流出量を算出することができる。内燃機関１の運転状態と、単位時間当たりのＮＯｘ流出量と、の関係は予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。また、平均車速または硫黄放出速度は、上記のように求めることができる。硫黄被毒回復制御中には、ＥＧＲガス量が減量されることにより内燃機関１から排出されるＮＯｘ量が増加したり、ＮＳＲ触媒３でのＮＯｘの還元が困難となったりするため、ＮＳＲ触媒３からのＮＯｘ流出量が比較的多くなる。

また、硫黄被毒回復制御が終了してから次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでのＮＯｘ流出量は、硫黄被毒回復制御の終了後の単位時間当たりのＮＯｘ流出量に、次回に硫黄被毒回復制御が実施されるまでの時間を乗算することにより求まる。硫黄被毒回復制御の終了後の単位時間当たりのＮＯｘ流出量は、硫黄被毒量と関連性を有するため、この硫黄被毒量に基づいて、単位時間当たりのＮＯｘ流出量を算出する。なお、単位時間当たりのＮＯｘ流出量を算出するときには、平均値を算出する。ここで、硫黄被毒量が少ないほど、ＮＯｘ浄化率が高くなり、ＮＳＲ触媒３からのＮＯｘ流出量が少なくなる。単位時間当たりのＮＯｘ流出量と、硫黄被毒量との関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。

次回に硫黄被毒回復制御が実施されるまでの時間の推定値は、これまでの硫黄被毒回復制御の間隔に基づいて算出する。この硫黄被毒回復制御の間隔には、過去に行われた硫黄被毒回復制御の間隔の平均値を用いる。また、硫黄被毒回復制御の間隔を、過去の硫黄成分の吸蔵速度やフィルタ４の再生頻度などに基づいて算出してもよい。この硫黄被毒回復制御の間隔に基づいて、次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでの時間を算出することができる。硫黄被毒回復制御が終了してから次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでは、硫黄被毒回復制御を実施しない場合及び硫黄被毒回復制御中と比較してＮＯｘ浄化率が比較的高いため、ＮＳＲ触媒３からのＮＯｘ流出量は比較的少なくなる。

一方、硫黄被毒回復制御を実施しない場合のＮＯｘ流出量は、単位時間当たりのＮＯｘ流出量に、次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでの時間を乗算することにより求まる。上記と同様に、次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでの時間、及び、単位時間当たりのＮＯｘ流出量を算出する。

次に、図１０は、硫黄被毒回復制御を実施するか否かをＮＯｘ流出量の増加に基づいて判定するフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０により、所定の時間毎に実行される。なお、図６に示したフローチャートを実行するのに先立って、図１０に示したフローチャートを実行してもよい。

ステップＳ３０１では、硫黄被毒回復制御を実施すると仮定した場合の硫黄放出速度が算出される。本ステップでは、ＮＳＲ触媒３の温度及びリッチ空燃比とする頻度に基づいて、硫黄放出速度を求める。これらのＮＳＲ触媒３の温度、及び、リッチ空燃比とする頻
度は、予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。さらに、ＮＳＲ触媒３の温度と、リッチ空燃比とする頻度と、硫黄放出速度と、の関係も、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。ステップＳ３０１の処理が完了するとステップＳ３０２へ進む。

ステップＳ３０２では、硫黄被毒回復制御を実施すると仮定した場合における、被毒回復時間が算出される。この被毒回復時間は、硫黄放出速度及び硫黄被毒量と関連性を有している。すなわち、硫黄被毒量と硫黄被毒回復制御を終了させる閾値とに基づいて、回復させるべき硫黄被毒量を算出し、該回復させるべき硫黄被毒量を硫黄放出速度で除算することにより、被毒回復時間が算出される。硫黄被毒量及び硫黄被毒回復制御を終了させる閾値は、実施例１と同様にして算出できる。ステップＳ３０２の処理が完了するとステップＳ３０３へ進む。

ステップＳ３０３では、硫黄被毒回復制御を実施すると仮定した場合において、次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでにＮＳＲ触媒３から流れ出るＮＯｘの量（ＮＯｘ流出量Ｎ１）が算出される。このＮＯｘ流出量Ｎ１は、硫黄被毒回復制御中のＮＯｘ流出量と、硫黄被毒回復制御が終了してから次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでのＮＯｘ流出量と、の和として算出される。

硫黄被毒回復制御中のＮＯｘ流出量は、単位時間あたりのＮＯｘ流出量に、ステップＳ３０２で算出される時間を乗算することにより求まる。ここで、硫黄被毒回復制御中には、ＮＳＲ触媒３においてＮＯｘの還元が困難なため、単位時間当たりのＮＯｘ流出量は、内燃機関１から排出されるＮＯｘ量とすることができる。内燃機関１から排出されるＮＯｘ量は、内燃機関１の運転状態に依存するため、例えば硫黄被毒回復制御を実施したと仮定した場合の内燃機関１の運転状態に基づいて、単位時間当たりのＮＯｘ流出量を算出することができる。

また、硫黄被毒回復制御が終了してから次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでのＮＯｘ流出量は、硫黄被毒回復制御の終了後の単位時間当たりのＮＯｘ流出量に、次回に硫黄被毒回復制御が実施されるまでの時間を乗算することにより求まる。硫黄被毒量が少ないほど、ＮＯｘ浄化率が高くなり、ＮＳＲ触媒３からのＮＯｘ流出量が少なくなる。単位時間当たりのＮＯｘ流出量は、予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。また、次回に硫黄被毒回復制御が実施されるまでの時間は、硫黄被毒回復制御が実施される間隔の平均値に基づいて求める。ステップＳ３０３の処理が完了するとステップＳ３０４へ進む。

ステップＳ３０４では、硫黄被毒回復制御を実施しないと仮定した場合における、次回の硫黄被毒回復制御が実施されるまでにＮＳＲ触媒３から流れ出るＮＯｘの量（ＮＯｘ流出量Ｎ２）が算出される。このＮＯｘ流出量Ｎ２は、単位時間当たりのＮＳＲ触媒３からのＮＯｘ流出量に、次回に硫黄被毒回復制御が実施されるまでの時間を乗算することにより求まる。ステップＳ３０４の処理が完了するとステップＳ３０５へ進む。

ステップＳ３０５では、ステップＳ３０３において算出されるＮＯｘ流出量Ｎ１が、ステップＳ３０４において算出されるＮＯｘ流出量Ｎ２よりも多いか否か判定される。本ステップでは、硫黄被毒回復制御を実施することにより、全体としてのＮＯｘ流出量が増加するか否か判定している。

ステップＳ３０５において肯定判定がなされた場合には、ステップＳ３０６へ進んで硫黄被毒回復制御が禁止され、その後、本フローチャートを終了させる。一方、ステップＳ３０５において否定判定がなされた場合には、ステップＳ３０７へ進んで硫黄被毒回復制
御が許可され、その後、本フローチャートを終了させる。

本実施例においては、図９及び図１０において、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２と、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２と、を入れ替えることができる。また、ステップＳ２０３の燃料増加量を算出する場合、または、ステップＳ３０３のＮＯｘ流出量を算出する場合において、ステップＳ２０２で算出される被毒回復時間と、ステップＳ３０２で算出される被毒回復時間と、の何れか長いほうの被毒回復時間を用いることもできる。また、図９に示したフローチャートと、図１０に示したフローチャートと、は少なくとも一方を実行してもよく、両方を実行してもよい。さらに、図９及び図１０の両方のフローチャートにおいて硫黄被毒回復制御が許可された場合に限り、硫黄被毒回復制御を実施してもよい。

以上説明したように本実施例によれば、燃費が悪化する場合、または、ＮＯｘ流出量が増加する場合には、硫黄被毒回復制御を禁止するため、燃費を向上させたり、ＮＯｘ流出量を低減させたりできる。

１ 内燃機関
２ 排気通路
３ 触媒
４ フィルタ
５ 噴射弁
６ 吸気通路
１０ ＥＣＵ
１１ 空燃比センサ
１２ 温度センサ
１３ ＮＯｘセンサ
１５ エアフローメータ
１６ クランクポジションセンサ
１７ アクセル開度センサ
１８ スピードセンサ

Claims (5)

1. 内燃機関の排気通路に設けられＮＯｘを吸蔵する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
   前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量が、所定量以上の場合、且つ、所定の硫黄被毒回復条件が成立した場合に、硫黄被毒回復制御を実施する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記硫黄被毒回復制御の開始後に、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量が前記所定量未満の値である閾値以下になると前記硫黄被毒回復制御を終了させ、
   さらに、前記制御装置は、前記硫黄被毒回復制御の開始時に前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量が少ないほど、硫黄被毒回復制御における前記閾値を大きくする、
   内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記制御装置は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量が前記閾値から前記硫黄被毒回復制御の開始時の量に達するまでの間の前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率の平均値が、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量が前記所定量のときの前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化率となるように、前記閾値を決定する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記制御装置は、前記硫黄被毒回復制御の開始時に前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量から前記所定量を減算した値の２倍の値を、前記硫黄被毒回復制御の開始時に前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄成分の量から減算して、硫黄被毒回復制御における前記閾値とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記制御装置は、前記硫黄被毒回復制御を実施すると仮定した場合において、該硫黄被毒回復制御に要する燃料量が所定燃料量を超える場合には、前記硫黄被毒回復制御を禁止する請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 前記制御装置は、前記硫黄被毒回復制御を実施すると仮定した場合における該硫黄被毒回復制御を実施する期間を含む所定期間に前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から流れ出るＮＯｘの量が、前記硫黄被毒回復制御を実施しないと仮定した場合における前記所定期間に対応する期間に前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から流れ出るＮＯｘの量よりも多い場合には、前記硫黄被毒回復制御を禁止する請求項１から４の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。

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