JP7488744B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、排気装置に吸蔵還元触媒を有するエンジンを制御するエンジン制御装置に関する。
例えば自動車等の車両に搭載されるエンジンの排気装置には、排ガス中の有害物質を低減する排ガス後処理装置が設けられる。
例えば、ガソリンエンジンにおいては、空燃比がストイキ（理論空燃比）近傍での運転時に、排ガス中のＮＯＸ、ＣＯ、ＨＣを低減可能な三元触媒を設けることが知られている。
また、例えば空燃比が三元触媒の活性範囲よりもリーンな状態で運転を行う場合であっても、ＮＯＸの排出を抑制するため、排気装置にＮＯＸを吸蔵する吸蔵還元触媒（ＮＯＸトラップ触媒）を設けることが知られている。
吸蔵還元触媒は、排ガス中のＮＯＸとともに、燃料中に含まれる硫黄に由来する硫黄酸化物（ＳＯＸ）を吸着するが、ＳＯＸの吸着量が増加する硫黄被毒が悪化した場合には、ＮＯＸの吸蔵性能が悪化してしまう。
このため、吸蔵還元触媒を有するエンジンにおいては、触媒層内温度を昇温した状態で、還元剤として未燃燃料を供給することにより、ＳＯＸを還元し、脱離処理することが知られている。
排ガス処理装置の再生処理に関する従来技術として、例えば、特許文献１には、ＳＯＸ保持剤からＳＯＸを除去するため還元剤供給手段の制御を開始する前に、空燃比検出手段の温度又は排気温度が所定温度未満であるときに学習された空燃比学習値のみを初期値にリセットし、空燃比検出手段が未燃燃料成分によって被毒されていないときに学習された空燃比学習値を活かしつつ内燃機関の空燃比を制御することが記載されている。
特許文献２には、空燃比リーン雰囲気で排ガスに含まれているＮＯＸを吸蔵し、リッチ雰囲気で吸蔵されたＮＯＸを脱着するリーンノックストラップ（ＬＮＴ）において、ＬＮＴの脱硫モード実行中に脱硫中止条件を満たすと、ＬＮＴの脱硫を中止させ脱硫中止回数を累積すること、及び、脱硫が完了した場合、脱硫中止回数はリセットされること等が記載されている。
特許文献３には、運転状況により、吸蔵還元触媒に吸蔵されたＳＯＸが除去（Ｓパージ）される条件に入る頻度が少なくなることへの対処として、イオウ成分が放出される状態になった頻度と、再生手段を作動させる設定温度値との関係を予め定義付けた頻度－温度特性を、予め複数の制御マップとして保持し、イオウ成分が放出される状態になった頻度の所定期間内の履歴に基づいて複数の制御マップを切り換えることが記載されている。
特開２００４－１７６６３２号公報 特開２０１５－１０２０８９号公報 特開２００３－１２０２６８号公報
吸蔵還元触媒の硫黄パージを行う際に、例えばドライバのアクセル操作によるエンジン出力の増加などの一時的な事象に基づいて、硫黄パージ制御の実行が頻繁に妨げられる場合があった。
この場合、硫黄パージ制御が中断された原因事象が解消された後、硫黄パージ制御を再開するとしても、触媒層を所定の温度範囲まで再度昇温させる必要があり、排ガス浄化性能の回復に長時間を要することになる。
また、硫黄パージを行う場合、触媒層の昇温のため、排ガスを吸気装置に導入するＥＧＲは禁止されるが、硫黄パージ制御の中断によって頻繁にＥＧＲの状態が変化すると、出力トルクに顕著な変動が生じ、車両ショックなどの原因ともなり得る。
さらに、硫黄パージ制御は燃費の悪化を伴うため、終了までの時間が長期化することは、車両の燃費にも悪影響を与えてしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、還元触媒触媒の硫黄被毒からの回復を早期化したエンジン制御装置を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
本発明の一態様によれば、エンジン制御装置は、排気装置に吸蔵還元触媒を有するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、前記エンジンの燃焼室内に燃料噴射を行うインジェクタの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部と、前記エンジンの前記排気装置から吸気装置へ排ガスを導入するＥＧＲ装置を制御するＥＧＲ制御部と、前記吸蔵還元触媒の硫黄パージ要否を判別する硫黄パージ要否判別部と、前記硫黄パージを要すると判別された場合に、前記燃料噴射制御部に前記吸蔵還元触媒の入口部での空燃比がリッチとなるよう燃料噴射を行わせかつ前記ＥＧＲ制御部に排ガスの導入を禁止させる硫黄パージ制御を実行する硫黄パージ制御部とを備え、前記硫黄パージ制御部は、所定の硫黄パージ待機条件が充足した場合に、前記燃料噴射制御部にストイキ近傍となるよう燃料噴射を行わせかつ前記ＥＧＲ制御部に排ガスの導入を禁止させる硫黄パージ待機制御を実行し、前記硫黄パージ待機制御の開始後に、前記硫黄パージ待機条件が非充足となった場合に、前記硫黄パージ制御を再開することを特徴とする。
これによれば、硫黄パージ制御の実行中に、一時的に発生した事象を原因として硫黄パージ制御の続行が困難となった場合に、ストイキ近傍となるよう燃料噴射を行わせかつＥＧＲを禁止させる硫黄パージ待機制御を実行し、吸蔵還元触媒の層内温度低下を防止することによって、硫黄パージ制御の再開が可能となった際に、リッチ雰囲気を形成することで速やかに硫黄パージが行われる状態に復帰させることができる。
これにより、吸蔵還元触媒の硫黄被毒からの回復を早期化させることができる。
また、硫黄パージ制御は燃費の悪化を伴うため、硫黄パージ制御の終了を早期化することによって、車両の燃費を向上することができる。
さらに、ＥＧＲのオンオフが頻繁に切り替わることを防止して、トルクショックの発生を防止することができる。
さらに、本発明の一態様によれば、前記硫黄パージ制御部は、前記エンジンの出力要求が所定以上である場合に、前記硫黄パージ待機条件が充足したものとすることを特徴とする。
これによれば、硫黄パージ制御の実行により高い出力要求に応じた燃料噴射制御を妨げることがなく、車両の走行性能やドライバビリティ（運転しやすさ）を向上することができる。
さらに、本発明の一態様によれば、前記硫黄パージ制御部は、前記エンジンの吸気状態、前記エンジンの燃焼状態、前記エンジンの温度状態、前記排気装置に設けられた三元触媒の温度状態、前記吸蔵還元触媒の温度状態、燃料蒸気処理装置のキャニスタ吸着状態、前記エンジンに設けられたセンサの検出状態の少なくとも一つが所定の正常状態から一時的に外れた場合に、前記硫黄パージ待機条件が充足したものとすることを特徴とする。
これによれば、早期に回復する可能性が高い一時的な事象により硫黄パージを中断した場合に、当該事象の解消後直ちに硫黄パージを再開することにより、吸蔵還元触媒の硫黄被毒からの回復を適切に早期化することができる。
さらに、本発明の一態様によれば、前記硫黄パージ制御部は、前記エンジン制御装置が搭載される車両の車速が所定値以下である場合に、前記硫黄パージ待機条件が充足したものとすることを特徴とする。
さらに、本発明の一態様によれば、前記硫黄パージ制御部は、前記エンジン制御装置が搭載される車両の変速機のレンジが非走行レンジに選択されている場合に、前記硫黄パージ待機条件が充足したものとすることを特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、還元触媒触媒の硫黄被毒からの回復を早期化したエンジン制御装置を提供することができる。
本発明を適用したエンジン制御装置の実施形態を有するエンジンの構成を模式的に示す図である。 実施形態のエンジン制御装置における吸蔵還元触媒の硫黄パージ制御の状態遷移を示す図である。
以下、本発明を適用したエンジン制御装置の実施形態について説明する。
実施例のエンジン制御装置は、例えば、乗用車等の自動車に走行用動力源として搭載される水平対向４気筒のガソリン直噴ターボ過給エンジン、及び、その補機類を統括的に制御するものである。
図１は、実施形態のエンジン制御装置を有するエンジンの構成を模式的に示す図である。
エンジン１は、クランクシャフト１０、シリンダブロック２０、シリンダヘッド３０、ターボチャージャ４０、インテークシステム５０、排気装置６０、キャニスタ７０、ＥＧＲ装置８０、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００等を有して構成されている。
クランクシャフト１０は、エンジン１の出力軸となる回転軸である。
クランクシャフト１０の一方の端部には、図示しない変速機等の動力伝達機構が接続されている。
クランクシャフト１０には、図示しないコンロッドを介してピストンが連結されている。
クランクシャフト１０の端部には、クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角センサ１１が設けられている。
クランク角センサ１１の出力は、ＥＣＵ１００に伝達される。
シリンダブロック２０は、クランクシャフト１０を、車体に縦置き搭載する場合における左右方向から挟みこむように二分割として構成されている。
シリンダブロック２０の中央部には、クランクシャフト１０を収容するとともに、クランクシャフト１０を回転可能に支持するメインベアリングを有するクランクケース部が設けられている。
クランクケース部を挟んで左右に配置されるシリンダブロック２０の左右バンクの内部には、ピストンが挿入され内部で往復するシリンダが例えば一対ずつ（４気筒の場合）形成されている。
シリンダヘッド３０は、シリンダブロック２０のクランクシャフト１０とは反対側の端部（左右端部）にそれぞれ設けられている。
シリンダヘッド３０は、燃焼室３１、点火プラグ３２、吸気ポート３３、排気ポート３４、吸気バルブ３５、排気バルブ３６、吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８等を備えて構成されている。
燃焼室３１は、シリンダヘッド３０のピストン冠面と対向する箇所を、例えばペントルーフ状に凹ませて形成されている。
点火プラグ３２は、燃焼室３１の中央に設けられ、ＥＣＵ１００からの点火信号に応じてスパークを発生し、混合気に点火するものである。
吸気ポート３３は、燃焼用空気（新気）を燃焼室３１に導入する流路である。
排気ポート３４は、燃焼室３１から既燃ガス（排ガス）を排出する流路である。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、吸気ポート３３、排気ポート３４を所定のバルブタイミングで開閉するものである。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、各気筒に例えば２本ずつ設けられる。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、クランクシャフト１０の１／２の回転数で同期して回転する吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８によって開閉される。
吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８のカムスプロケット部には、各カムシャフトの位相を進角、遅角させて各バルブの開弁時期、閉弁時期を変化させる図示しないバルブタイミング可変機構が設けられている。
ターボチャージャ４０は、エンジン１の排気が有するエネルギを利用して、燃焼用空気（新気）を圧縮し、過給する過給機である。
ターボチャージャ４０は、タービン４１、コンプレッサ４２、エアバイパス流路４３、エアバイパスバルブ４４、ウェイストゲート流路４５、ウェイストゲートバルブ４６等を備えている。
タービン４１は、エンジン１の排ガスによって回転駆動される。
コンプレッサ４２は、タービン４１に同軸に取り付けられ、タービン４１によって回転駆動され空気を圧縮する。
エアバイパス流路４３は、コンプレッサ４２の下流側から空気の一部を抽出し、コンプレッサ４２の上流側に還流させるものである。
エアバイパスバルブ４４は、エアバイパス流路４３に設けられ、ＥＣＵ１００からの指令に応じてエアバイパス流路４３を実質的に閉塞する閉状態と、エアバイパス流路４３を空気が通過可能な開状態とを、二段階に切り替えるものである。
エアバイパスバルブ４４は、電動アクチュエータによって開閉駆動される弁体を有する電動バルブとなっている。
エアバイパスバルブ４４は、例えば、スロットルバルブ５６を急激に閉じた場合等に、ターボチャージャ４０のサージング防止やブレードの保護等を図るため開状態とされ、コンプレッサ４２よりも下流側の吸気管内の空気をコンプレッサ４２の上流側に還流させ、余剰圧力を低減させる。
ウェイストゲート流路４５は、過給圧制御や触媒の昇温等を目的として、タービン４１の上流側から排ガスの一部を抽出し、タービン４１の下流側にバイパスさせるものである。
ウェイストゲート流路４５は、タービン４１のハウジングに一体に形成されている。
ウェイストゲートバルブ４６は、ウェイストゲート流路４５に設けられ流路を開閉する弁体を有し、ウェイストゲート流路４５を通過する排ガスの流量を制御するものである。
ウェイストゲートバルブ４６は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて弁体を開閉駆動する電動アクチュエータを有する電動ウェイストゲートバルブである。
ウェイストゲートバルブ４６は、全開状態と全閉状態とを切替可能であるとともに、これらの中間位置においても任意の開度設定が可能となっている。
インテークシステム５０は、空気を導入して吸気ポート３３に導入するものである。
インテークシステム５０は、インテークダクト５１、チャンバ５２、エアクリーナ５３、エアフローメータ５４、インタークーラ５５、スロットルバルブ５６、インテークマニホールド５７、吸気圧センサ５８、インジェクタ５９等を備えて構成されている。
インテークダクト５１は、外気を導入して吸気ポート３３に導入する流路である。
チャンバ５２は、インテークダクト５１の入口部近傍に連通して設けられた空間部である。
エアクリーナ５３は、インテークダクト５１におけるチャンバ５２との連通箇所の下流側に設けられ、空気を濾過してダスト等を取り除くものである。
エアフローメータ５４は、エアクリーナ５３の出口近傍に設けられ、インテークダクト５１内を通過する空気流量を計測するものである。
エアフローメータ５４の出力は、ＥＣＵ１００に伝達される。
ターボチャージャ４０のコンプレッサ４２は、エアフローメータ５４の下流側に設けられている。
インタークーラ５５は、インテークダクト５１におけるコンプレッサ４２の下流側に設けられ、例えば走行風等との熱交換によって、圧縮され高温となった空気を冷却する熱交換器である。
スロットルバルブ５６は、インテークダクト５１におけるインタークーラ５５の下流側に設けられ、空気の流量を調節してエンジン１の出力を制御するバタフライバルブである。
スロットルバルブ５６は、ドライバによる図示しないアクセルペダル操作等に応じて、図示しないスロットルアクチュエータによって開閉駆動される。
また、スロットルバルブ５６には、その開度を検出するスロットルセンサが設けられ、その出力はＥＣＵ１００に伝達される。
インテークマニホールド５７は、スロットルバルブ５６の下流側に設けられ、空気を各気筒の吸気ポート３３に分配する分岐管である。
吸気圧センサ５８は、インテークマニホールド５７内の空気の圧力（吸気圧力）を検出するものである。
吸気圧センサ５８の出力は、ＥＣＵ１００に伝達される。
インジェクタ５９は、インテークマニホールド５７のシリンダヘッド３０側の端部に設けられ、ＥＣＵ１００により指令される噴射信号に応じて、燃焼室３１内に燃料を噴射して混合気を形成するものである。
排気装置６０は、排気ポート３４から排出された排ガスを外部に排出するものである。
排気装置６０は、エキゾーストマニホールド６１、エキゾーストパイプ６２、三元触媒６３、吸蔵還元触媒６４、サイレンサ６５、空燃比センサ６６、６７等を有して構成されている。
エキゾーストマニホールド６１は、各気筒の排気ポート３４から出た排ガスを集合させる集合管である。
ターボチャージャ４０のタービン４１は、エキゾーストマニホールド６１の下流側に配置されている。
エキゾーストパイプ６２は、タービン４１から出た排ガスを外部に排出する管路である。
三元触媒６３、エキゾーストパイプ６２の中間部分に設けられている。
三元触媒６３は、排ガス中のＨＣ、ＮＯＸ、ＣＯ等を浄化するものである。
三元触媒６３は、タービン４１の出口に隣接して設けられている。
三元触媒は、空燃比が理論空燃比（ストイキ）近傍である所定の活性範囲において浄化機能を発揮する。
吸蔵還元触媒６４は、エキゾーストパイプ６２の中間部分でありかつ三元触媒６３の下流側（出口側）に設けられている。
吸蔵還元触媒６４は、空燃比がリーンでエンジン１が運転される際に排ガス中のＮＯＸを一時的に吸蔵するとともに、空燃比がリッチでの運転時に、燃料を還元剤としてＮＯＸを還元処理するリーンノックストラップ触媒（ＬＮＴ）である。
吸蔵還元触媒６４の入口部、出口部には、排ガス中のＮＯＸ濃度を検出する図示しないＮＯＸセンサが設けられる。
サイレンサ６５は、エキゾーストパイプ６２の出口近傍に設けられ、排ガスの音響エネルギを低減するものである。
空燃比センサ６６は、タービン４１の出口と三元触媒６３の入口との間に設けられている。
空燃比センサ６７は、三元触媒６３の出口と吸蔵還元触媒６４の入口との間に設けられている。
空燃比センサ６６，６７は、ともに排ガス中の酸素濃度に応じた出力電圧を発生することによって、排ガス中の酸素量を検出するリニア出力センサである。
空燃比センサ６６、６７の出力は、ともにＥＣＵ１００に伝達される。
キャニスタ（チャコールキャニスタ）７０は、エンジン１の燃料として用いられるガソリンが貯留される図示しない燃料タンクで発生した燃料蒸発ガス（エバポ）が導入され、一時的に吸蔵される燃料蒸発ガス処理装置である。
キャニスタ７０は、燃料蒸発ガスを一時的に吸着可能な活性炭を、樹脂製の筐体であるキャニスタケース内に収容して構成されている。
キャニスタ７０は、主に非過給時用のパージライン７１、パージコントロールバルブ７２、及び、主に過給時用のパージライン７３、パージコントロールバルブ７４等を備えて構成されている。
パージライン７１は、両端部がキャニスタ７０、及び、インテークマニホールド５７にそれぞれ接続され、これらの内部間を連通させる流路である。
パージライン７１は、インテークマニホールド５７内が負圧となる非過給時に、キャニスタ７０から放出された燃料蒸発ガスからなるパージガスを、インテークマニホールド５７内に導入するものである。
パージコントロールバルブ（ＰＣＶ）７２は、パージライン７１の途中に設けられたデューティ制御ソレノイドバルブである。
ＰＣＶ７２は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて、開状態と閉状態との切り替え、及び、開状態における開度の設定が可能となっている。
パージライン７３は、両端部がキャニスタ７０、及び、インテークダクト５１におけるコンプレッサ４２の入口部に隣接する領域に接続され、これらの内部間を連通させる流路である。
パージライン７３は、インテークマニホールド５７内が正圧となり、パージライン７１によるパージガスの導入が困難となる過給時に、パージガスをコンプレッサ４２よりも上流側のインテークダクト５１内に導入するものである。
パージコントロールバルブ（ＰＣＶ）７４は、パージライン７３の途中に設けられた電磁弁である。
ＰＣＶ７４は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて、開状態と閉状態との切り替えが可能となっている。
ＥＧＲ装置８０は、例えば部分負荷時のポンプ損失の低減、燃焼温度の抑制による冷却損失の低減、ＮＯＸの発生抑制などを目的として、排気装置６０から抽出した排ガスをインテークマニホールド５７に導入（再循環）させるものである。
ＥＧＲ装置８０は、ＥＧＲライン８１、ＥＧＲバルブ８２、ＥＧＲクーラ８３等を備えている。
ＥＧＲライン８１は、排ガス流路の一部からインテークマニホールド５７に排ガスを導入する管路である。
ＥＧＲライン８１は、図１に示す例ではエキゾーストパイプ６２から排ガスを抽出しているが、エキゾーストマニホールド６１や、排気ポート３４から抽出する構成としてもよい。
ＥＧＲバルブ８２は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて、ＥＧＲライン８１をＥＧＲガス（排ガス）が通流可能な開状態と、ＥＧＲライン８１が閉塞された閉状態とを切り替えるとともに、開状態における開度（排ガス流量）を調節可能となっている。
ＥＧＲクーラ８３は、ＥＧＲライン８１の途中に設けられ、排ガスを例えばエンジン１の冷却水や走行風などとの熱交換により冷却するものである。
エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００は、エンジン１及びその補機類を統括的に制御するものである。
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を備えて構成されている。
また、ＥＣＵ１００には、ドライバによる図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ１０１が設けられている。
ＥＣＵ１００は、アクセルペダルセンサ１０１の出力等に基づいて、ドライバ要求トルクを設定する機能を備えている。
ＥＣＵ１００は、エンジン１が実際に発生するトルクが、設定されたドライバ要求トルクに近づくよう、スロットルバルブ開度、過給圧、燃料噴射量、点火時期、バルブタイミング等を制御する。
ＥＣＵ１００は、インジェクタ５９の燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御部、ＥＧＲ装置８０を制御するＥＧＲ制御部としての機能を有する。
また、ＥＣＵ１００は、吸蔵還元触媒６４への硫黄酸化物（ＳＯＸ）の吸着量を推定し、後述する硫黄パージ制御の要否を判別する硫黄パージ要否判別部、及び、硫黄パージ制御を実行する硫黄パージ制御部としての機能を有する。
さらに、ＥＣＵ１００は、硫黄パージ待機条件の成立時に、硫黄パージ待機制御を実行する機能を有する。
この点について、以下詳細に説明する。
図２は、実施形態のエンジン制御装置における吸蔵還元触媒の硫黄パージ制御の状態遷移を示す図である。
図２に示すように、エンジン１の制御モードは、通常モードＭ１０、硫黄パージモードＭ２０、随時硫黄パージモードＭ３０等を有する。
また、硫黄パージモードＭ２０には、λリッチ硫黄パージモードＭ２１、ポスト噴射硫黄パージモードＭ２２、硫黄パージ待機モードＭ２３が含まれる。
車両の運行開始時には、通常モードＭ１０が選択される。
通常モードＭ１０においては、吸蔵還元触媒６４の硫黄パージを行わない状態となっている。
通常モードＭ１０においては、運転状態（要求トルク、回転数など）に応じて、燃焼室３１内の平均空燃比が理論空燃比近傍となるストイキ燃焼、理論空燃比に対して燃料リーンとなるリーン燃焼を適宜切り替える。
ＥＣＵ１００は、例えば過去のエンジン１の運転状態履歴に基づいて、吸蔵還元触媒６４への硫黄被毒量（ＳＯＸの吸着量）を推定する機能を有する。
通常モードＭ１０において、エンジン１がストイキ燃焼中である場合に、推定された硫黄被毒量（一時被毒量）が所定の閾値以上であり、かつ、硫黄パージモードＭ２０への遷移を禁止する遷移禁止条件が非充足である場合には、硫黄パージモードＭ２０への遷移が行われる。
硫黄パージモードＭ２０への遷移が禁止される遷移禁止条件は、例えば、以下の条件の少なくとも一つが充足することである。

・車速が所定の高速状態
・車両の燃料残量が所定値以下
・パージできない永久被毒量が所定値以上（硫黄パージしても必要な浄化率を確保できない状態）
・エンジン１の冷却水温が所定値未満
・バルブタイミング可変機構が非作動状態
・吸気圧センサ５８の初回学習が未完了
・空燃比学習が未完了
・空燃比センサ、ＮＯＸセンサが非活性状態
・触媒暖機又は暖房要求が所定以上
・吸気温度が所定の温度範囲の上限値超（高吸気温）又は下限値未満（低吸気温）
・大気圧が所定の下限値未満
・インジェクタ５９のポスト噴射時の噴射量特性学習（Ｑｍｉｎ学習）が未了
一方、硫黄パージモードＭ２０が選択されている際に、硫黄パージが終了（硫黄被毒量が所定のパージ終了閾値以下）となるか、あるいは、所定の硫黄パージ禁止条件が充足した場合には、通常モードＭ１０に復帰する。
硫黄パージ禁止条件として、例えば、失火が判定された場合、あるいは、センサ等の何らかのハードウェア、ソフトウェアに故障が生じたことを示すフェイルセーフフラグがセットされた場合などが挙げられる。
λリッチ硫黄パージモードＭ２１は、例えばエンジン１の運転状態が所定の高負荷状態（例えば、出力トルク及び回転数がそれぞれ所定値以上）であり、かつ、吸蔵還元触媒６４が、硫黄パージ可能な温度範囲まで昇温されている場合において、硫黄パージを実行する制御モードである。
λリッチ硫黄パージモードＭ２１においては、エンジン１の空燃比Ａ／Ｆ（空気過剰率λにより表現することができる）をリッチとして、高温の吸蔵還元触媒６４に還元剤としての燃料を供給し、吸蔵還元触媒６４に吸蔵されたＳＯＸをパージ（脱離）処理する。
このとき、排ガス温度の低下を抑制するためＥＧＲバルブ８２は閉状態に固定され、ＥＧＲは禁止される。
ポスト噴射硫黄パージモードＭ２２は、例えばエンジン１の運転状態が所定の中負荷状態（例えば、出力トルク及び回転数がそれぞれ高負荷状態よりも低い所定範囲内）であり、かつ、吸蔵還元触媒６４の温度が、ポスト噴射を行うことにより硫黄パージ可能な温度範囲まで昇温されている場合において、硫黄パージを実行する制御モードである。
ポスト噴射硫黄パージモードＭ２２は、エンジン１の点火時における燃焼室３１内の空燃比を燃料リーンにするとともに、排気行程でポスト噴射を行うことにより、排気装置６０に未燃燃料を供給する。
排気装置６０に供給された未燃燃料の一部は三元触媒６３で燃焼して排ガスを昇温させ、吸蔵還元触媒６４の加熱に用いられる。未燃燃料の他部は、還元剤として吸蔵還元触媒６４に供給される。
このとき、ＥＧＲバルブ８２は閉状態に固定され、ＥＧＲは禁止される。
λリッチ硫黄パージモードＭ２１が選択された状態において、エンジン１の負荷状態が高負荷状態から中負荷状態へ変化した場合には、ポスト噴射硫黄パージモードＭ２２へ遷移する。
ポスト噴射硫黄パージモードＭ２２が選択された状態において、エンジン１の負荷状態が中負荷状態から高負荷状態へ変化した場合には、λリッチ硫黄パージモードＭ２１へ遷移する。
また、λリッチ硫黄パージモードＭ２１、ポスト噴射硫黄パージモードＭ２２が選択されている場合に、所定の硫黄パージ待機条件が成立した場合には、硫黄パージ待機モード
Ｍ２３が選択される。
硫黄パージ待機モードＭ２３は、一時的な事象を原因として硫黄パージを中断した場合に、当該事象の解消後、直ちに硫黄パージを再開できるよう、吸蔵還元触媒６４の層内温度を維持するための制御モードである。
硫黄パージ待機モードＭ２３では、エンジン１はストイキ燃焼状態で運転されるとともに、ＥＧＲバルブ８２は閉状態とされる。
硫黄パージ待機モードＭ２３への遷移が行われる硫黄パージ待機条件は、例えば、以下の条件の少なくとも一つが充足することである。

・ドライバのアクセル操作などに基づく要求トルクが所定値以上
・車速が所定値以下
・変速機のレンジが非走行レンジ（例えばＰレンジ又はＮレンジ）
・キャニスタ７０の容量を超えるエバポが発生し、エバポが大気に流出する可能性あり
・三元触媒６３の推定層内温度が所定値の上限値超
・吸蔵還元触媒６４の推定層内温度が所定の上限値超
・三元触媒６３の推定層内温度が所定の下限値未満
・点火時期リタード要求あり
・プレイグニッション回避などのため空燃比のリッチ化要求あり

なお、例えば整備拠点などでの点検のため、所定の操作入力があった場合には、硫黄パージ待機条件の一部を緩和する構成とすることができる。
例えば、車速が所定値以下である場合や、非走行レンジが選択されている場合であっても、硫黄パージ待機モードＭ２３へ遷移しないよう構成することができる。
また、上記各所定値、上限値、下限値などの値は、ハンチングを防止するため、硫黄パージ待機モードＭ２３に遷移する場合と、硫黄パージ待機モードＭ２３からもとのモードに復帰する場合とで、ヒステリシスを設ける構成とすることができる。
硫黄パージ待機モードＭ２３が選択されている場合において、硫黄パージ待機条件が不成立となり、エンジン１が高負荷状態であり、吸蔵還元触媒６４が硫黄パージ可能な状態まで昇温済みである場合には、λリッチ硫黄パージモードＭ２１に遷移する。
また、硫黄パージ待機モードＭ２３が選択されている場合において、硫黄パージ待機条件が不成立となり、エンジン１が中負荷状態であり、ポスト噴射を行うことにより吸蔵還元触媒６４が硫黄パージ可能な状態まで昇温可能である場合には、ポスト噴射硫黄パージモードＭ２２に遷移する。
また、λリッチ硫黄パージモードＭ２１、ポスト噴射硫黄パージモードＭ２２、硫黄パージ待機モードＭ２３を含む硫黄パージモードＭ２０において、例えば車両の走行パターン、ドライバの運転パターンなどに依存して、所定の上限時間以上にわたって硫黄パージが完了しない場合には、燃料の消費を抑制するため、当該ドライビングサイクルにおける硫黄パージを中断する中断判定が成立する。
硫黄パージモードＭ２０が選択された状態において、硫黄パージが完了した場合、上述した禁止条件又は中断判定が成立した場合には、通常モードＭ１０へ遷移する。
また、ＥＣＵ１００は、吸蔵還元触媒６４の硫黄被毒量が上述した閾値未満である場合であっても、吸蔵還元触媒６４が硫黄パージ可能な状態まで昇温されておりかつエンジン１が高負荷状態である場合には、λリッチ硫黄パージモードＭ２１と同様の制御により、随時硫黄パージを行う随時硫黄パージモードＭ３０を実行する有する。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）λリッチ硫黄パージモードＭ２１又はポスト噴射硫黄パージモードＭ２２の実行中に、一時的に発生した事象を原因として硫黄パージ制御の続行が困難となった場合に、ストイキ近傍となるよう燃料噴射を行わせかつＥＧＲを禁止させる硫黄パージ待機モードＭ２３を実行し、吸蔵還元触媒６４の層内温度低下を防止することによって、硫黄パージ制御の再開が可能となった際に、λリッチ硫黄パージモードＭ２１又はポスト噴射硫黄パージモードＭ２２に復帰することで速やかに硫黄パージが行われる状態に復帰させることができる。
これにより、吸蔵還元触媒６４の硫黄被毒からの回復を早期化させることができる。
（２）ポスト噴射硫黄パージモードＭ２２から硫黄パージ待機モードＭ２３へ遷移した際に、ポスト噴射を停止することにより、硫黄パージが行われないにも関わらずポスト噴射を行って燃料消費が悪化することを防止するとともに、吸蔵還元触媒６４の過昇温を防止することができる。
（３）エンジン１の要求トルクが所定値以上であるときに硫黄パージ待機モードＭ２３への遷移を行うことにより、λリッチ硫黄パージモードＭ２１、ポスト噴射硫黄パージモードＭ２２の実行により高い出力要求に応じた燃料噴射制御を妨げることがなく、車両の走行性能やドライバビリティ（運転しやすさ）を向上することができる。
（４）エンジン１の吸気状態、燃焼状態、温度状態、三元触媒６３、吸蔵還元触媒６４の温度状態、キャニスタ７０の吸着状態、各種センサの検出状態の少なくとも一つが所定の正常状態から一時的に外れた場合に、硫黄パージ待機モードＭ２３への遷移を行うことにより、早期に回復する可能性が高い一時的な事象により硫黄パージを中断した場合に、当該事象の解消後直ちに硫黄パージを再開することが可能となり、吸蔵還元触媒６４の硫黄被毒からの回復を適切に早期化することができる。
（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン制御装置及びエンジンの構成は、上述した実施形態に限定されることなく、適宜変更することができる。
例えば、エンジンのシリンダレイアウト、気筒数、過給機の有無、各触媒やセンサ類の配置などは、適宜変更することができる。
（２）実施形態において各制御モードが遷移するための条件は一例であって、適宜変更、追加、省略が可能である。また、各制御モードにおける具体的な制御内容も特に限定されない。
１ エンジン １０ クランクシャフト
１１ クランク角センサ ２０ シリンダブロック
３０ シリンダヘッド ３１ 燃焼室
３２ 点火プラグ ３３ 吸気ポート
３４ 排気ポート ３５ 吸気バルブ
３６ 排気バルブ ３７ 吸気カムシャフト
３８ 排気カムシャフト ４０ ターボチャージャ
４１ タービン ４２ コンプレッサ
４３ エアバイパス流路 ４４ エアバイパスバルブ
４５ ウェイストゲート流路 ４６ ウェイストゲートバルブ
５０ インテークシステム ５１ インテークダクト
５２ チャンバ ５３ エアクリーナ
５４ エアフローメータ ５５ インタークーラ
５６ スロットルバルブ ５７ インテークマニホールド
５８ 吸気圧センサ ５９ インジェクタ
６０ 排気装置 ６１ エキゾーストマニホールド
６２ エキゾーストパイプ ６３ 三元触媒
６４ 吸蔵還元触媒 ６５ サイレンサ
６６，６７ 空燃比センサ
７０ キャニスタ ７１ パージライン
７２ パージコントロールバルブ ７３ パージライン
７４ パージコントロールバルブ
８０ ＥＧＲ装置 ８１ ＥＧＲライン
８２ ＥＧＲバルブ ８３ ＥＧＲクーラ
１００ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１０１ アクセルペダルセンサ

Claims (4)

  1. 排気装置に吸蔵還元触媒を有するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
    前記エンジンの燃焼室内に燃料噴射を行うインジェクタの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部と、
    前記エンジンの前記排気装置から吸気装置へ排ガスを導入するＥＧＲ装置を制御するＥＧＲ制御部と、
    前記吸蔵還元触媒の硫黄パージ要否を判別する硫黄パージ要否判別部と、
    前記硫黄パージを要すると判別された場合に、前記燃料噴射制御部に前記吸蔵還元触媒の入口部での空燃比がリッチとなるよう燃料噴射を行わせかつ前記ＥＧＲ制御部に排ガスの導入を禁止させる硫黄パージ制御を実行する硫黄パージ制御部とを備え、
    前記硫黄パージ制御部は、所定の硫黄パージ待機条件が充足した場合に、前記燃料噴射制御部にストイキ近傍となるよう燃料噴射を行わせかつ前記ＥＧＲ制御部に排ガスの導入を禁止させる硫黄パージ待機制御を実行し、前記硫黄パージ待機制御の開始後に、前記硫黄パージ待機条件が非充足となった場合に、前記硫黄パージ制御を再開し、
    前記硫黄パージ制御部は、前記エンジンの出力要求が所定以上である場合に、前記硫黄パージ待機条件が充足したものとすること
    を特徴とするエンジン制御装置。
  2. 排気装置に吸蔵還元触媒を有するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
    前記エンジンの燃焼室内に燃料噴射を行うインジェクタの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部と、
    前記エンジンの前記排気装置から吸気装置へ排ガスを導入するＥＧＲ装置を制御するＥＧＲ制御部と、
    前記吸蔵還元触媒の硫黄パージ要否を判別する硫黄パージ要否判別部と、
    前記硫黄パージを要すると判別された場合に、前記燃料噴射制御部に前記吸蔵還元触媒の入口部での空燃比がリッチとなるよう燃料噴射を行わせかつ前記ＥＧＲ制御部に排ガスの導入を禁止させる硫黄パージ制御を実行する硫黄パージ制御部とを備え、
    前記硫黄パージ制御部は、所定の硫黄パージ待機条件が充足した場合に、前記燃料噴射制御部にストイキ近傍となるよう燃料噴射を行わせかつ前記ＥＧＲ制御部に排ガスの導入を禁止させる硫黄パージ待機制御を実行し、前記硫黄パージ待機制御の開始後に、前記硫黄パージ待機条件が非充足となった場合に、前記硫黄パージ制御を再開し、
    前記硫黄パージ制御部は、前記エンジンの吸気状態、前記エンジンの燃焼状態、前記エンジンの温度状態、前記排気装置に設けられた三元触媒の温度状態、前記吸蔵還元触媒の温度状態、燃料蒸気処理装置のキャニスタ吸着状態、前記エンジンに設けられたセンサの検出状態の少なくとも一つが所定の正常状態から一時的に外れた場合に、前記硫黄パージ待機条件が充足したものとすること
    を特徴とするエンジン制御装置。
  3. 排気装置に吸蔵還元触媒を有するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
    前記エンジンの燃焼室内に燃料噴射を行うインジェクタの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部と、
    前記エンジンの前記排気装置から吸気装置へ排ガスを導入するＥＧＲ装置を制御するＥＧＲ制御部と、
    前記吸蔵還元触媒の硫黄パージ要否を判別する硫黄パージ要否判別部と、
    前記硫黄パージを要すると判別された場合に、前記燃料噴射制御部に前記吸蔵還元触媒の入口部での空燃比がリッチとなるよう燃料噴射を行わせかつ前記ＥＧＲ制御部に排ガスの導入を禁止させる硫黄パージ制御を実行する硫黄パージ制御部とを備え、
    前記硫黄パージ制御部は、所定の硫黄パージ待機条件が充足した場合に、前記燃料噴射制御部にストイキ近傍となるよう燃料噴射を行わせかつ前記ＥＧＲ制御部に排ガスの導入を禁止させる硫黄パージ待機制御を実行し、前記硫黄パージ待機制御の開始後に、前記硫黄パージ待機条件が非充足となった場合に、前記硫黄パージ制御を再開し、
    前記硫黄パージ制御部は、前記エンジン制御装置が搭載される車両の車速が所定値以下である場合に、前記硫黄パージ待機条件が充足したものとすること
    を特徴とするエンジン制御装置。
  4. 排気装置に吸蔵還元触媒を有するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
    前記エンジンの燃焼室内に燃料噴射を行うインジェクタの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部と、
    前記エンジンの前記排気装置から吸気装置へ排ガスを導入するＥＧＲ装置を制御するＥＧＲ制御部と、
    前記吸蔵還元触媒の硫黄パージ要否を判別する硫黄パージ要否判別部と、
    前記硫黄パージを要すると判別された場合に、前記燃料噴射制御部に前記吸蔵還元触媒の入口部での空燃比がリッチとなるよう燃料噴射を行わせかつ前記ＥＧＲ制御部に排ガスの導入を禁止させる硫黄パージ制御を実行する硫黄パージ制御部とを備え、
    前記硫黄パージ制御部は、所定の硫黄パージ待機条件が充足した場合に、前記燃料噴射制御部にストイキ近傍となるよう燃料噴射を行わせかつ前記ＥＧＲ制御部に排ガスの導入を禁止させる硫黄パージ待機制御を実行し、前記硫黄パージ待機制御の開始後に、前記硫黄パージ待機条件が非充足となった場合に、前記硫黄パージ制御を再開し、
    前記硫黄パージ制御部は、前記エンジン制御装置が搭載される車両の変速機のレンジが非走行レンジに選択されている場合に、前記硫黄パージ待機条件が充足したものとすること
    を特徴とするエンジン制御装置。
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