JP7157667B2 - 内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＧＲ通路に燃料を改質可能な触媒を備えた内燃機関の制御方法及び制御装置に関する。

内燃機関の混合気に燃焼速度の速い水素を添加すると希薄燃焼安定性が改善されるため、高いＥＧＲ率による燃焼が可能になり、燃費向上を図ることができることが知られている。

また、ＥＧＲガスの顕熱と水蒸気を用いてガソリンを改質し、水素リッチな改質ガスを生成する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、ＥＧＲ通路に配置された改質触媒に改質用燃料を供給することによって、吸気通路にＥＧＲガスとともに水素を供給して燃費を改善する技術が開示されている。

ＥＧＲ通路に配置した改質触媒は、硫黄被毒を解除しなければ、ＥＧＲガスや改質用燃料に含まれる硫黄化合物が徐々に付着して燃料改質性能が低下していく。そこで、ＥＧＲ通路に改質触媒に設けた場合には、改質触媒に付着した硫黄化合物の付着量（硫黄被毒量）を把握することが重要となる。

改質触媒に付着する硫黄化合物としては、例えは、ＥＧＲガスとなる排気ガスに含まれている硫黄化合物に由来するものと、改質用燃料に含まれている硫黄化合物に由来するものと、が考えられる。

また、排気ガスに含まれている硫黄化合物と改質用燃料に含まれる硫黄化合物とは組成が異なっており、改質触媒への付着特性が異なっている。

特開２０１５－１５１８７３号公報

しかしながら、改質触媒への硫黄化合物の付着量（硫黄被毒量）を算出するにあたって、従来は、改質触媒に付着する硫黄化合物の種類毎の付着特性は考慮されていなかった。つまり、改質触媒の硫黄被毒量の算出精度を向上させる上で更なる改善の余地がある。

本発明の内燃機関は、排気ガス中の硫黄化合物のうちＥＧＲ通路に配置された改質触媒に付着する第１硫黄付着量と、上記ＥＧＲ通路に噴射された改質用燃料中の硫黄化合物のうち上記改質触媒に付着する第２硫黄付着量と、を用いて上記改質触媒の硫黄被毒量を算出し、上記硫黄被毒量が所定値以上になると上記改質触媒の硫黄被毒を解除することを特徴としている。

本発明によれば、改質触媒の硫黄被毒量を算出するにあたって、排気ガス中の硫黄化合物（硫黄分）に由来する第１硫黄付着量と、改質用燃料中の硫黄化合物（硫黄分）に由来する第２硫黄付着量と、を個別に算出することによって、改質触媒の硫黄被毒量を精度良く算出することができる。

本発明が適用される内燃機関のシステム構成を模式的に示した説明図。 改質触媒の硫黄被毒解除に関する制御の流れを示すフローチャート。 硫黄付着係数の算出マップ。 硫黄脱離係数の算出マップ。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される内燃機関１のシステム構成を模式的に示した説明図である。

内燃機関１は、例えばガソリンを燃料とする火花点火式内燃機関である。内燃機関１は、図外の燃料タンクから送られた燃料を吸気通路２内に噴射供給する燃料噴射弁３を備えている。

内燃機関１の吸気通路２には、吸入空気量を検出するエアフローメータ４と、スロットル弁５と、が設けられている。なお、図１中の符号６は内燃機関１の吸気弁であり、図１中の符号７は内燃機関１の排気弁である。また、内燃機関１は、各気筒に図示せぬ点火プラグを備えている。

スロットル弁５は、エアフローメータ４の下流側に位置しているとともに、燃料噴射弁３の上流側に位置している。

内燃機関１の排気通路８には、排気浄化を行うための排気浄化触媒９が設けられている。排気浄化触媒９は、例えば三元触媒を用いたものである。

排気通路８には、空燃比センサ１０と酸素センサ１１が設けられている。空燃比センサ１０は、排気浄化触媒の上流側に配置されている。空燃比センサ１０は、空燃比に応じた略リニアな出力特性を有するものである。酸素センサ１１は、排気浄化触媒の下流側に配置されている。酸素センサ１１は、空燃比のリッチ、リーンのみを検出するものである。

排気通路８には、排気ガスの一部を吸気通路２に還流するＥＧＲ通路（排気還流通路）１２が接続されている。つまり、内燃機関１は、排気還流（ＥＧＲ）が実施可能となっている。

ＥＧＲ通路１２は、その一端が排気浄化触媒９の上流側で排気通路８に接続され、その他端がスロットル弁５の下流側で吸気通路２に接続されている。そして、このＥＧＲ通路１２には、排気通路６側から順に、改質用燃料噴射弁１３、改質触媒１４、ＥＧＲクーラ１５、ＥＧＲ制御弁（排気還流弁）１６が設けられている。

改質用燃料噴射弁１３は、燃料噴射弁３で噴射する燃料と同じ燃料を改質用燃料としてＥＧＲ通路１２内に噴射するものである。上記改質用燃料は、ＥＧＲ通路１２に導入された排気ガス（ＥＧＲガス）とともに改質触媒１４に供給される。なお、改質用燃料噴射弁１３は、内燃機関１に供給される燃料とは異なる液体炭化水素燃料を改質用燃料として用いることも可能である。

改質触媒１４は、モノリスハニカム触媒担体に例えばロジウム系の触媒金属を含む触媒スラリーをコーティングして焼成したものであり、排気（ＥＧＲガス）中に含まれる水蒸気ならびに熱を利用して上記改質用燃料から水素を生成する。改質触媒１４には、通電することにより発熱するヒータ１７が取り付けられている。ヒータ１７は、改質触媒１４を加熱するものであり、必要に応じて改質触媒１４の温度を上昇させることが可能なものである。また、改質触媒１４には、触媒担体温度、すなわち改質触媒１４の温度を検出する触媒温度センサ１８が配置されている。

ＥＧＲクーラ１５は、吸気通路２に還流するＥＧＲガス（排気還流ガス）を冷却するものである。ＥＧＲクーラ１５は、空冷式または水冷式であってもよい。

ＥＧＲ制御弁１６は、内燃機関１の運転状態に応じて吸気通路２に還流するＥＧＲガス量（排気還流ガス量）を調整するものである。このＥＧＲ制御弁１６は、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるようにＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）２１によってその弁開度が制御される。ＥＣＵ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータである。

ＥＣＵ２１には、上述したエアフローメータ４、空燃比センサ１０、酸素センサ１１及び触媒温度センサ１８や、運転者により操作されるアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ２２等の各種センサ類からの信号が入力されている。

また、このＥＣＵは、上述したＥＧＲ制御弁１６のほかに、スロットル弁５の弁開度、上記点火プラグによる内燃機関１の点火時期、燃料噴射弁３からの燃料噴射量、改質用燃料噴射弁１３からの燃料噴射量、ヒータ１７による改質触媒１４の昇温等の内燃機関１の各種制御を運転状態に応じて行っている。また、ＥＣＵ２１は、空燃比センサ１０および酸素センサ１１の検出信号に基づいて公知の空燃比フィードバック制御を行っている。

上記のような内燃機関１においては、排気還流に際して燃料改質による水素を加えることで、高ＥＧＲ率での安定した燃焼を図っている。すなわち、ＥＣＵ２１においては、内燃機関１の運転条件に応じて目標ＥＧＲ率を設定する。詳述すると、ＥＣＵ２１には、負荷と回転速度とをパラメータとして目標ＥＧＲ率が予めマップ（図示せず）の形で設定されている。すなわち、例えば、ＥＣＵ２１のＲＯＭには、負荷と回転速度とをパラメータとして目標ＥＧＲ率が設定されたマップが予め記憶されている。ＥＣＵ２１は、目標ＥＧＲ率を実現するようにＥＧＲ制御弁１６の開度を制御する。

また、ＥＣＵ２１は、目標ＥＧＲ率があるレベルよりも高い領域にある場合、改質用燃料噴射弁１３から改質触媒１４へ改質用燃料を供給する。改質触媒１４は、ＥＧＲガスに含まれる水蒸気ならびに熱及び自身の触媒作用を利用して、改質用燃料から水素を生成する。

改質用燃料を元に改質触媒１４で生成された水素は、ＥＧＲガスとともに吸気通路２における新気と合流し、燃焼室に導入される。内燃機関１は、改質触媒１４で生成された水素の導入によって燃焼室内での燃焼速度が高められるため、高ＥＧＲ率での安定した燃焼を実現できる。

なお、内燃機関１の燃料噴射弁３の燃料噴射量は、改質用燃料噴射弁１３からの改質用燃料の噴射量と合わせた総量によって目標空燃比を実現できるように設定される。

改質触媒１４は、排気ガス中の硫黄化合物や改質用燃料中の硫黄化合物が付着するいわゆる硫黄被毒により、燃料改質性能が徐々に低下する。改質触媒１４は、燃料改質性能が低下すると、改質用燃料から生成できる水素の量が減少することになる。改質触媒１４の燃料改質性能は、改質触媒１４に付着した硫黄化合物の付着量が増加するほど低下する。

そのため、ＥＣＵ２１は、改質触媒１４に付着した硫黄化合物の量である硫黄被毒量を算出し、算出した硫黄被毒量が予め設定された所定値Ｃ１以上になると、改質触媒１４に付着した硫黄化合物を除去する硫黄被毒の解除を実施する。つまり、ＥＣＵ２１は、硫黄被毒量算出部及び硫黄被毒解除制御部に相当するものである。なお、上記所定値Ｃ１は、予め行った実験等に基づいて設定された値である。

改質触媒１４に付着した硫黄化合物は、改質触媒１４の温度が高くなるほど脱離しやすくなり、改質触媒１４の温度が所定温度（例えば６００℃）以上にすると硫黄被毒を解除可能となる。

排気ガス中の硫黄化合物は、主としてＳＯ₂であり、このほかにＳＯ₄を含んでいる。また、改質燃料中の硫黄化合物は、Ｃ₄Ｈ₄Ｓ（チオフェン）と、Ｃ₈Ｈ₆Ｓ（ベンゾチオフェン）等である。

ここで、排気ガス中の硫黄化合物であるＳＯ₂及びＳＯ₄の改質触媒１４への付着特性と、改質燃料中の硫黄化合物であるＣ₄Ｈ₄Ｓ及びＣ₈Ｈ₆Ｓの改質触媒１４への付着特性とは異なっている。また、改質触媒１４に付着した排気ガス中の硫黄化合物であるＳＯ₂及びＳＯ₄の改質触媒１４からの脱離特性と、改質触媒１４に付着した改質燃料中の硫黄化合物であるＣ₄Ｈ₄Ｓ及びＣ₈Ｈ₆Ｓの改質触媒１４からの脱離特性とは異なっている。

そこで、本発明では、改質触媒１４の硫黄被毒量を算出するにあたって、改質触媒１４に付着する硫黄化合物の組成や改質触媒１４から脱離する硫黄化合物の組成の違いを考慮し、改質触媒１４の硫黄被毒量を精度良く算出する。

具体的には、排気ガス中の硫黄化合物（硫黄分）に由来する第１硫黄付着量と、改質用燃料中の硫黄化合物（硫黄分）に由来する第２硫黄付着量と、を用い、改質触媒１４の温度変化により改質触媒１４から脱離する排気ガス由来の硫黄化合物の脱離量と、改質触媒１４の温度変化により改質触媒１４から脱離する改質用燃料由来の硫黄化合物の脱離量と、を考慮して、改質触媒１４の硫黄被毒量を算出する。

改質触媒１４の硫黄被毒量を算出するにあたって、排気ガス中の硫黄化合物（硫黄分）に由来する第１硫黄付着量と、改質用燃料中の硫黄化合物（硫黄分）に由来する第２硫黄付着量と、を個別に算出することによって、改質触媒１４の硫黄被毒量（硫黄付着量）を精度良く算出することができる。これによって、改質触媒１４は、硫黄被毒による劣化を精度良く回避することができ、改質用燃料を供給（噴射）した際の水素の生成量を確保できる。また、内燃機関１は、必要なときに吸気通路２にＥＧＲガスととともに水素を安定して供給することが可能となり、燃費改善を効率良く維持することができる。

さらに、改質触媒１４に付着している硫黄化合物のうち排気ガス中の硫黄化合物（硫黄分）に由来する硫黄化合物（硫黄分）の脱離量と、改質触媒１４に付着している硫黄化合物のうち改質用燃料中の硫黄化合物（硫黄分）に由来する硫黄化合物（硫黄分）の脱離量と、を考慮することで、改質触媒１４の硫黄被毒量（硫黄付着量）を一層精度良く算出することができる。

図２は、改質触媒１４の硫黄被毒解除に関する制御の流れを示すフローチャートである。なお、本フローチャートは、所定時間Ｔ毎（例えば１０秒毎）に繰り返し実施される。

ステップＳ１では、排気ガス中の硫黄量ｍ１を算出する。硫黄量ｍ１は、所定時間Ｔの間に燃料噴射弁３から噴射された燃料量の中に含まれる硫黄量に所定時間Ｔの間のＥＧＲ率を乗じて得られものである。なお、硫黄量ｍ１は、所定時間Ｔの間に燃料噴射弁３から噴射された燃料量の中に含まれる硫黄量に所定時間Ｔの間の平均ＥＧＲ率を乗じたものであってもよい。

燃料噴射弁３から噴射された燃料量の中に含まれる硫黄量は、燃料噴射弁３から噴射された燃料量に、燃料噴射弁３から噴射された燃料の硫黄濃度を乗ずることで算出可能である。燃料噴射弁３から噴射された燃料の硫黄濃度は、例えば定数としてＥＣＵ２１のＲＯＭに予め記憶させておくものである。

ステップＳ２では、排気ガス中硫黄の改質触媒１４に対する付着の割合を示す硫黄付着係数ｋ１（第１硫黄付着係数）を用いて排気ガス中の硫黄化合物（硫黄分）の改質触媒１４への付着量である第１硫黄付着量を算出する。第１硫黄付着量は、硫黄量ｍ１に硫黄付着係数ｋ１を乗じて得ることができる。

硫黄付着係数ｋ１は、改質触媒１４の温度と相関のあるパラメータであって、改質触媒１４の温度を用いて、例えば図３に示すようなマップ図から算出される。硫黄付着係数ｋ１は、改質触媒１４の温度が高いほど低くなるような特性を持っている。なお、図３に示すマップ図は、ＥＣＵ２１のＲＯＭに予め記憶させておくものであり、予め行った実験等に基づいて作成されるものである。

第１硫黄付着量は、改質触媒１４の温度と相関のある硫黄付着係数ｋ１を用いて算出されるため、算出される改質触媒１４の硫黄被毒量の精度を向上させることができる。

ステップＳ３では、改質用燃料中の硫黄量ｍ２を算出する。硫黄量ｍ２は、所定時間Ｔの間に改質用燃料噴射弁１３から噴射された改質用燃料量の中に含まれる硫黄量である。

改質用燃料量の中に含まれる硫黄量は、改質用燃料量に改質用燃料の硫黄濃度を乗ずることで算出可能である。改質用燃料の硫黄濃度は、例えば定数としてＥＣＵ２１のＲＯＭに予め記憶させておくものである。

ステップＳ４では、改質燃料中硫黄の改質触媒１４に対する付着の割合を示す硫黄付着係数ｋ２（第２硫黄付着係数）を用いて噴射された改質燃料中の硫黄化合物（硫黄分）の改質触媒１４への付着量である第２硫黄付着量を算出する。第２硫黄付着量は、硫黄量ｍ２に硫黄付着係数ｋ２を乗じて得ることができる。

硫黄付着係数ｋ２は、改質触媒１４の温度と相関のあるパラメータであって、改質触媒１４の温度を用いて、例えば図３に示すようなマップ図から算出される。硫黄付着係数ｋ２は、改質触媒１４の温度が高いほど低くなるような特性を持っている。硫黄付着係数ｋ２は、例えば図３に示すように、改質触媒１４が低温時の場合、同一の温度における硫黄付着係数ｋ１よりも大きな値となっている。また、硫黄付着係数ｋ２は、例えば図３に示すように、改質触媒１４が高温時の場合、同一の温度における硫黄付着係数ｋ１よりも小さな値となっている。

第２硫黄付着量は、改質触媒１４の温度と相関のある硫黄付着係数ｋ１を用いて算出されるため、算出される改質触媒１４の硫黄被毒量の精度を向上させることができる。

ステップＳ５では、改質触媒１４に付着した排気ガス由来の硫黄（硫黄化合物）の改質触媒１４からの脱離の割合を示す硫黄脱離係数ｋ１’（第１硫黄脱離係数）を算出する。

硫黄脱離係数ｋ１’は、改質触媒１４の温度と相関のあるパラメータであって、改質触媒１４の温度を用いて、例えば図４に示すようなマップ図から算出される。硫黄脱離係数ｋ１’は、改質触媒１４の温度が高いほど大きくなるような特性を持っている。なお、図４に示すマップ図は、ＥＣＵ２１のＲＯＭに予め記憶させておくものであり、予め行った実験等に基づいて作成されるものである。

硫黄脱離係数ｋ１’は、改質触媒１４に付着している硫黄のうち排気ガス由来の硫黄分に乗じることで、改質触媒１４から脱離した排気ガス由来の硫黄分である第１硫黄脱離量を算出できるものである。

改質触媒１４に付着している硫黄のうち排気ガス由来の硫黄分である第１硫黄被毒量は、例えば、前回の第１硫黄付着量に前々回の第１硫黄被毒量を加算することによって算出可能である。

第１硫黄被毒量は、硫黄被毒解除が実行されると「０」になり、次のサイクルでは第１硫黄付着量が第１硫黄被毒量となることから、帰納的に算出できる。

ステップＳ６では、改質触媒１４に付着した改質用燃料由来の硫黄（硫黄化合物）の改質触媒１４からの脱離の割合を示す硫黄脱離係数ｋ２’（第２硫黄脱離係数）を算出する。

硫黄脱離係数ｋ２’は、改質触媒１４の温度と相関のあるパラメータであって、改質触媒１４の温度を用いて、例えば図４に示すようなマップ図から算出される。硫黄脱離係数ｋ２’は、改質触媒１４の温度が高いほど大きくなるような特性を持っている。硫黄脱離係数ｋ２’は、例えば図４に示すように、改質触媒１４が低温時の場合、硫黄脱離係数ｋ１’と同一の値であり、所定の最低値（一定値）となっている。また、硫黄付着係数ｋ２は、例えば図４に示すように、改質触媒１４が高温時の場合、同一の温度における硫黄脱離係数ｋ１’よりも大きな値となっている。

硫黄脱離係数ｋ２’は、改質触媒１４に付着している硫黄のうち改質用燃料由来の硫黄分に乗じることで、改質触媒１４から脱離した改質用燃料由来の硫黄分である第２硫黄脱離量を算出できるものである。

改質触媒１４に付着している硫黄のうち改質用燃料由来の硫黄分である第２硫黄被毒量は、例えば、前回の第２硫黄付着量に前々回の第２硫黄被毒量を加算することによって算出可能である。

第２硫黄被毒量は、硫黄被毒解除が実行されると「０」になり、次のサイクルでは第２硫黄付着量が第２硫黄被毒量となることから、帰納的に算出できる。

ステップＳ７では、改質触媒１４の硫黄被毒量から改質触媒１４の硫黄被毒解除の要否を判定する。

改質触媒１４の硫黄被毒量は、今回のステップＳ２で算出した第１硫黄付着量と、今回のステップＳ４で算出した第２硫黄付着量と、前回の第１硫黄被毒量から前回の第１硫黄被毒量に硫黄脱離係数ｋ１’を乗じた値を減じて得られる今回の第１硫黄被毒量と、前回の第２硫黄被毒量から前回の第２硫黄被毒量に硫黄脱離係数ｋ２’を乗じた値を減じて得られる今回の第２硫黄被毒量と、を合算することによって算出される。

そして、算出された硫黄被毒量が上記所定値Ｃ１以上であれば、改質触媒１４の硫黄被毒解除が必要な状態と判断してステップＳ８へ進む。算出された硫黄被毒量が上記所定値Ｃ１未満であれば、改質触媒１４の硫黄被毒解除が不要な状態と判断して今回のルーチンを終了する。

つまり、第１硫黄付着量、第２硫黄付着量は、所定サイクル毎に算出される。また、硫黄被毒量は、所定サイクル毎に、上記改質触媒の温度変化により当該改質触媒から脱離する硫黄量を考慮して算出される。

ステップＳ８では、硫黄被毒解除温度及び硫黄被毒解除時間を設定する。

上記硫黄被毒解除温度は、硫黄被毒量に応じて算出される。上記硫黄被毒解除温度は、硫黄被毒量が多いほど高くなるよう設定されるものであり、例えばＥＣＵ２１のＲＯＭに予め記憶させてある硫黄被毒解除温度算出マップ（図示せず）を用いて算出される。上記硫黄被毒解除温度の設定範囲は、例えば６００℃～７５０℃である。

上記硫黄被毒解除時間は、硫黄被毒量に応じて算出される。上記硫黄被毒解除時間は、硫黄被毒量が多いほど長くなるよう設定されるものであり、例えばＥＣＵ２１のＲＯＭに予め記憶させてある硫黄被毒解除時間算出マップ（図示せず）を用いて算出される。

ステップＳ９では、改質触媒１４の硫黄被毒量がゼロとなるように、硫黄被毒量に応じた硫黄被毒解除を実行する。

詳述すると、硫黄被毒量が上記所定値Ｃ１以上、かつ上記所定値Ｃ１よりも大きい所定値Ｃ２未満の場合には、改質触媒の温度を上昇させる第１被毒解除制御により改質触媒１４の硫黄被毒を解除する。上記所定値Ｃ２は、予め行った実験等に基づいて設定された値である。

上記第１被毒解除制御は、上記硫黄被毒解除時間の間、上記硫黄被毒解除温度となるように改質触媒１４の温度を上昇させる。

改質触媒１４の温度は、ヒータ１７を発熱させることで上昇させる。なお、改質触媒１４の温度は、内燃機関１の点火時期をリタードして排気ガスの温度を上昇させることで上昇させてもよい。また、改質触媒１４の温度は、ヒータ１７の発熱と、内燃機関１の点火時期をリタードと、を併用して上昇させてもよい。

改質触媒１４の硫黄被毒量は、改質触媒１４が高温となることによって減少する。そのため、改質触媒１４は、上記第１被毒解除制御を実施することにより、硫黄被毒量を減少させ、硫黄被毒を解除することができる。

硫黄被毒量が上記所定値Ｃ２以上、かつ上記所定値Ｃ２よりも大きい所定値Ｃ３未満の場合には、上記硫黄被毒解除時間の間、上記硫黄被毒解除温度となるように改質触媒１４の温度を上昇させるとともに、空燃比を理論空燃比よりもリッチとなる所定のリッチ空燃比Ｒａに維持する第２被毒解除制御により改質触媒１４の硫黄被毒を解除する。上記所定値Ｃ３は、予め行った実験等に基づいて設定された値である。

上記リッチ空燃比Ｒａは、例えば１４．７＞Ｒａ＞１２．７のような値であり、より好ましくは１４．７＞Ｒａ＞１３．７となるよう設定される。

改質触媒１４は、空燃比を上記リッチ空燃比Ｒａにすると、改質触媒１４に付着した硫黄（硫黄化合物）が脱離しやすくなり（剥がれやすくなり）、総じて硫黄被毒量が減少する。

そのため、硫黄被毒量が上記所定値Ｃ２以上、かつ上記所定値Ｃ３未満の場合には、上記第２被毒解除制御を実施することにより、硫黄被毒量をさらに減少させることができる。

硫黄被毒量が上記所定値Ｃ３以上の場合には、上記硫黄被毒解除時間を硫黄被毒量に応じて決まる所定値Ｐで除した時間の間、上記硫黄被毒解除温度となるように改質触媒１４の温度を上昇させるともに、空燃比を上記リッチ空燃比Ｒａに維持する第３被毒解除制御と、空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりもリーンとなる所定空燃比Ｒｂに所定時間の間維持するリーン空燃比制御と、を上記第３被毒解除制御の通算時間が上記硫黄被毒解除時間となるまで交互に繰り返すことで、改質触媒１４の硫黄被毒を解除する。つまり、硫黄被毒量が上記所定値Ｃ３以上の場合には、上記第３被毒解除制御の通算の実施時間が上記硫黄被毒解除時間となるように、上記第３被毒解除制御と上記リーン空燃比制御とを交互に繰り返す。

上記第３被毒解除制御は、第１の制御に相当するものである。また、上記リーン空燃比制御は、第２の制御に相当するものである。また、上記リーン空燃比制御時は、上記硫黄被毒解除温度となるように改質触媒１４の温度を上昇させてもよい。

なお、上記所定値Ｐは、上記硫黄被毒解除時間が長くなるほど大きな値となるように設定される。換言すれば、上記所定値Ｐは、硫黄被毒量が多くなるほど大きな値となるように設定される。

改質触媒１４の硫黄被毒を解除するために、長時間連続して空燃比を上記リッチ空燃比Ｒａした状態を維持すると、排気通路８に配置された排気浄化触媒９の排気浄化性能が悪化する虞がある。

そのため、硫黄被毒量が多く、上記所定値Ｃ３以上となるような場合には、上記第３硫黄被毒解除制御と上記リーン空燃比制御とを交互に実施することにより、排気浄化触媒９の排気浄化性能の悪化を抑制しつつ、改質触媒１４の硫黄被毒を解除することができる。

また、改質触媒１４の硫黄被毒量が上記所定値Ｃ１以上、かつ上記所定値Ｃ２未満の場合のように少ない場合には、上記第３被毒解除制御と上記リーン空燃比制御を交互にすることはないので、硫黄被毒解除時の空燃比の変動によって、内燃機関１の振動や燃焼不安を抑制することができる。

上記硫黄被毒解除時間が上記所定時間Ｔよりも長くなる場合は、硫黄被毒が解除されるのを待って次回の硫黄被毒に関する制御（図２のフローチャートで示す制御）が開始される。

なお、ＥＧＲ通路１２に、硫黄化合物の組成別の成分濃度を検出可能なガス成分検出センサを配置し、組成の異なる硫黄化合物毎に改質触媒１４への付着量及び改質触媒１４からの脱離量を算出して、改質触媒１４の硫黄被毒量を算出するようにしてもよい。

上述した実施例は、内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置に関するものである。

１…内燃機関
２…吸気通路
３…燃料噴射弁
８…排気通路
９…排気浄化触媒
１０…空燃比センサ
１１…酸素センサ
１２…ＥＧＲ通路
１３…改質用燃料噴射弁
１４…改質触媒
１５…ＥＧＲクーラ
１６…ＥＧＲ制御弁
１７…ヒータ
１８…触媒温度センサ
２１…ＥＣＵ

Claims (8)

1. 排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流するＥＧＲ通路と、
   上記ＥＧＲ通路に改質用燃料を噴射する改質用燃料噴射弁と、
   上記ＥＧＲ通路に配置され、上記改質用燃料から水素を生成する改質触媒と、を有し、
   上記排気ガス中の硫黄化合物のうち上記改質触媒に付着する第１硫黄付着量と、上記ＥＧＲ通路に噴射された上記改質用燃料中の硫黄化合物のうち上記改質触媒に付着する第２硫黄付着量と、を用いて上記改質触媒の硫黄被毒量を算出し、
   上記硫黄被毒量が所定値以上になると上記改質触媒の硫黄被毒を解除することを特徴とする内燃機関の制御方法。
2. 上記第１硫黄付着量及び上記第２硫黄付着量は、上記改質触媒の温度を考慮して算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御方法。
3. 上記改質触媒の温度変化により上記改質触媒から脱離する排気ガス由来の硫黄化合物の脱離量と、上記改質触媒の温度変化により上記改質触媒から脱離する改質用燃料由来の硫黄化合物の脱離量と、を考慮して上記改質触媒の上記硫黄被毒量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御方法。
4. 上記硫黄被毒量が所定値以上になると上記改質触媒の温度を上昇させることで上記改質触媒の硫黄被毒を解除することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。
5. 上記硫黄被毒量が所定値Ｃ１以上、かつ上記所定値Ｃ１よりも大きい所定値Ｃ２未満の場合には、上記改質触媒の温度を上昇させることで上記改質触媒の硫黄被毒を解除し、
   上記硫黄被毒量が上記所定値Ｃ２以上、かつ上記所定値Ｃ２よりも大きい所定値Ｃ３未満の場合には、上記改質触媒の温度を上昇させるとともに、空燃比を理論空燃比よりもリッチとなる所定のリッチ空燃比Ｒａにすることで上記改質触媒の硫黄被毒を解除し、
   上記硫黄被毒量が上記所定値Ｃ３以上の場合には、上記改質触媒の温度を上昇させるとともに、空燃比を理論空燃比よりもリッチとなる所定のリッチ空燃比Ｒａにする第１の制御と、空燃比を理論空燃比または理論空燃比よりリーンとなる所定空燃比Ｒｂにする第２の制御と、を交互に繰り返すことで、上記改質触媒の硫黄被毒を解除することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。
6. 上記改質触媒の硫黄被毒を解除するにあたって、内燃機関の点火時期をリタードすることによって上記改質触媒の温度を上昇させることを特徴とする請求項４または５に記載の内燃機関の制御方法。
7. 上記改質触媒を加熱するヒータを有し、
   上記改質触媒の硫黄被毒を解除するにあたって、上記改質触媒の温度を上記ヒータで上昇させることを特徴とする請求項４～６のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。
8. 排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流するＥＧＲ通路と、
   上記ＥＧＲ通路に改質用燃料を噴射する改質用燃料噴射弁と、
   上記ＥＧＲ通路に配置され、上記改質用燃料から水素を生成する改質触媒と、
   上記排気ガス中の硫黄化合物のうち上記改質触媒に付着する第１硫黄付着量と、上記ＥＧＲ通路に噴射された上記改質用燃料中の硫黄化合物のうち上記改質触媒に付着する第２硫黄付着量と、を用いて上記改質触媒の硫黄被毒量を算出する硫黄被毒量算出部と、
   上記硫黄被毒量が所定値以上になると上記改質触媒の硫黄被毒を解除する硫黄被毒解除制御部と、を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。

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