WO2020162111A1 - 制御装置 - Google Patents

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WO2020162111A1
WO2020162111A1 PCT/JP2020/000821 JP2020000821W WO2020162111A1 WO 2020162111 A1 WO2020162111 A1 WO 2020162111A1 JP 2020000821 W JP2020000821 W JP 2020000821W WO 2020162111 A1 WO2020162111 A1 WO 2020162111A1
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fuel
injection
storage catalyst
air
fuel ratio
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PCT/JP2020/000821
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まりえ 堀川
中野 勉
佐藤 考
康吉 佐々木
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株式会社デンソー
株式会社Subaru
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    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D43/00Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/53Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids

Definitions

  • the present disclosure relates to a control device for an internal combustion engine.
  • a vehicle that is driven by the driving force of an internal combustion engine is provided with a purification catalyst for purifying exhaust gas so that the toxic exhaust gas is not directly discharged to the outside.
  • a purification catalyst for purifying exhaust gas so that the toxic exhaust gas is not directly discharged to the outside.
  • NO X storage catalyst for removing nitrogen oxides from an exhaust gas are known.
  • the NO x storage catalyst removes nitrogen oxides contained in the exhaust gas and stores it inside. Occluded nitrogen oxide is released from the NO X storage catalyst in when rich exhaust gas passes through the NO X storage catalyst, it is subjected to purification of the exhaust gas.
  • the NO x storage catalyst may adsorb the sulfur component contained in the fuel.
  • the adsorption of sulfur components is also called "sulfur poisoning".
  • sulfur poisoning occurs, storage performance of nitrogen oxides by the NO X storage catalyst is reduced. Therefore, when sulfur poisoning occurs, it is necessary to perform control for removing sulfur from the NO X storage catalyst.
  • the present disclosure aims to provide a control device capable of completing the removal of sulfur from a NO x storage catalyst in a short time.
  • the control device is a control device for an internal combustion engine.
  • An exhaust pipe for exhausting exhaust gas from the internal combustion engine includes a three-way catalyst for purifying the exhaust gas, and a NO x storage catalyst for removing nitrogen oxides from the exhaust gas after passing through the three-way catalyst. It is provided.
  • This control device includes a desorption control unit that performs control for removing sulfur adsorbed on the NO X storage catalyst.
  • the desorption control unit causes the fuel injection valve provided on the upstream side of the three-way catalyst to perform the post injection, thereby increasing the temperature of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst, and thereby the NO X.
  • a Atsushi Nobori process to raise the temperature of the storage catalyst, by reaching the fuel component in the NO X storage catalyst, is configured to perform the desorption process of sulfur desorbed from the NO X storing catalyst.
  • the temperature raising process and the desorption process are performed as the control for removing the sulfur adsorbed on the NO X storage catalyst.
  • the desorption control unit causes the fuel injection valve provided on the upstream side of the three-way catalyst to perform post injection. At this time, the post-injected fuel burns on the surface of the three-way catalyst. Since the combustion causes relatively large heat in the three-way catalyst, the temperature of the exhaust gas reaching the NO x storage catalyst from the three-way catalyst rises. As a result, the temperature of the NO X storage catalyst can be efficiently raised by the high temperature exhaust gas.
  • the desorption control unit causes the fuel component to reach the NO X storage catalyst.
  • the adsorbed sulfur reacts with the fuel component and is desorbed.
  • post-injection may be performed as in the temperature raising process, and the fuel is adjusted so that the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine becomes rich.
  • a process of adjusting the injection amount may be performed.
  • a control device capable of completing the removal of sulfur from the NO X storage catalyst in a short time.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a control device according to the first embodiment and a vehicle equipped with the control device.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the air-fuel ratio of exhaust gas and the desorption rate of sulfur and the like.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a process executed by the control device of FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing executed by the control device of FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing executed by the control device of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between each operating region of the internal combustion engine and the processing executed by the control device of FIG.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the post injection method in the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a control device according to the first embodiment and a vehicle equipped with the control device.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the air-fuel ratio of exhaust gas and the desorption rate of sulfur and the
  • FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing executed by the control device according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a process executed by the control device according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of the control device according to the fourth embodiment and a vehicle equipped with the control device.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the energization time of the fuel injection valve and the injection amount.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a mode of post injection performed by the control device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the flow of processing executed by the control device according to the fifth embodiment.
  • the control device 10 is a device mounted on the vehicle MV, and is configured as a device for controlling the internal combustion engine 20 of the vehicle MV. Prior to the description of the control device 10, the configuration of the vehicle MV will be described first.
  • FIG. 1 schematically shows the respective configurations of the control device 10 and the vehicle MV.
  • the vehicle MV is a vehicle that is driven by the driving force of the internal combustion engine 20 that is an engine.
  • the vehicle MV includes an internal combustion engine 20, an intake pipe 110, an exhaust pipe 120, an EGR pipe 130, a catalyst device 200, and a catalyst device 300.
  • the internal combustion engine 20 is provided with a fuel injection valve 21.
  • the fuel injection valve 21 is an on-off valve for supplying fuel to the cylinder of the internal combustion engine 20.
  • the operation of the fuel injection valve 21 is controlled by the control device 10 described later.
  • the internal combustion engine 20 has a plurality of cylinders, and one fuel injection valve 21 is provided for each cylinder. However, in FIG. 1, only a single fuel injection valve 21 is schematically shown. Is depicted in.
  • the intake pipe 110 is a pipe for supplying combustion air to the internal combustion engine 20.
  • a downstream portion of the intake pipe 110 is connected to each cylinder of the internal combustion engine 20 via an intake manifold (not shown).
  • a throttle valve (not shown) is provided in the middle of the intake pipe 110. The flow rate of the air supplied to the internal combustion engine 20 is adjusted by changing the opening degree of the throttle valve.
  • the exhaust pipe 120 is a pipe for discharging the exhaust gas generated in the internal combustion engine 20 to the outside of the vehicle MV.
  • the upstream side portion of the exhaust pipe 120 is connected to each cylinder of the internal combustion engine 20 via an exhaust manifold (not shown).
  • the EGR pipe 130 is a pipe provided for performing so-called “exhaust gas recirculation”. One end of the EGR pipe 130 is connected to the exhaust pipe 120, and the other end is connected to the intake pipe 110. Further, an EGR valve 131 is provided in the middle of the EGR pipe 130.
  • the flow passage formed inside the EGR pipe 130 is an “EGR flow passage” for returning part of the exhaust gas passing through the exhaust pipe 120 to the internal combustion engine 20.
  • the EGR valve 131 is provided as a valve for switching the opening/closing of the EGR passage.
  • the EGR valve 131 is configured as a solenoid valve that automatically opens and closes according to a signal from the outside. The opening/closing operation of the EGR valve 131 is controlled by the control device 10.
  • the catalyst device 200 and the catalyst device 300 are devices for purifying exhaust gas passing through the exhaust pipe 120 with a catalyst. All of these are provided at positions in the middle of the exhaust pipe 120.
  • the catalyst device 200 is provided at a position on the upstream side in the flowing direction of the exhaust gas, and the catalyst device 300 is provided at a position on the downstream side in the same direction.
  • a three-way catalyst 210 is housed inside the catalyst device 200.
  • the three-way catalyst 210 is a catalyst that promotes mutual chemical reactions of nitrogen oxides, carbon monoxide, and hydrocarbons contained in the passing exhaust gas, and changes these into safe substances.
  • a NO X storage catalyst 310 is housed inside the catalyst device 300.
  • the NO X storage catalyst 310 is a catalyst for removing nitrogen oxides from passing exhaust gas.
  • the exhaust gas that passes through the NO X storage catalyst 310 is the exhaust gas that has passed through the upstream three-way catalyst 210.
  • nitrogen oxides are removed from the passing exhaust gas, and this is stored in the NO X storage catalyst 310.
  • Nitrogen oxides occluded in the NO X storage catalyst 310 is released from the NO X storing catalyst 310 at the time of rich exhaust gas passes through the NO X storage catalyst 310, is subjected to purification of the exhaust gas.
  • the exhaust pipe 120 for discharging exhaust gas from the internal combustion engine 20 has a three-way catalyst 210 for purifying the exhaust gas and a nitrogen oxide removed from the exhaust gas after passing through the three-way catalyst 210. And a NO x storage catalyst 310.
  • An air-fuel ratio sensor 31 is provided in the exhaust pipe 120 at a position between the internal combustion engine 20 and the catalyst device 200, that is, a position upstream of the catalyst device 200.
  • the air-fuel ratio sensor 31 is a sensor for measuring the air-fuel ratio of exhaust gas passing through the exhaust pipe 120.
  • the air-fuel ratio sensor 31 is configured as a so-called “linear sensor” that changes the output current with a substantially constant inclination according to the change in the air-fuel ratio.
  • the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor 31 is input to the control device 10.
  • An O 2 sensor 32 is provided at a position between the catalyst device 200 and the catalyst device 300 in the exhaust pipe 120, that is, at a position downstream of the catalyst device 200.
  • the O 2 sensor 32 like the air-fuel ratio sensor 31 described above, is a sensor for measuring the air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the exhaust pipe 120.
  • the O 2 sensor 32 is configured as a sensor that rapidly changes its output in a range where the air-fuel ratio of exhaust gas is near the stoichiometric air-fuel ratio and outputs a substantially constant value in other ranges.
  • the air-fuel ratio measured by the O 2 sensor 32 is input to the control device 10.
  • An air-fuel ratio sensor 33 is provided in the exhaust pipe 120 at a position between the catalyst device 200 and the catalyst device 300 and at a position downstream of the O 2 sensor 32.
  • the air-fuel ratio sensor 33 is a sensor for measuring the air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the exhaust pipe 120, and is configured as a linear sensor similar to the air-fuel ratio sensor 31 described above.
  • the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor 33 is input to the control device 10.
  • the air-fuel ratio can be referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas that reaches the NO X storage catalyst 310.
  • a NO X sensor 34 is provided in the exhaust pipe 120 at a position downstream of the catalyst device 300.
  • the NO X sensor 34 is a sensor for measuring the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas passing through the exhaust pipe 120.
  • the NO X sensor 34 has a configuration including a plurality of cells having electrodes formed on both sides of the solid electrolyte layer, and is capable of measuring the nitrogen oxide concentration and the air-fuel ratio of the exhaust gas.
  • the nitrogen oxide concentration and the like measured by the NO X sensor 34 are input to the control device 10.
  • the nitrogen oxide concentration can be referred to as the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas discharged from the vehicle MV to the outside. If the exhaust gas can be surely purified by the catalyst device 200 and the catalyst device 300, the NO x sensor 34 may not be provided.
  • the control device 10 is a device for controlling the internal combustion engine 20 as described above, and is configured as a computer system having a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
  • the control device 10 controls the operation of the fuel injection valve 21 so that combustion in the internal combustion engine 20 is appropriately performed. Specifically, the injection amount of fuel from the fuel injection valve 21 is adjusted so that the air-fuel ratio of the exhaust gas measured by the air-fuel ratio sensor 31 becomes a predetermined target air-fuel ratio.
  • the target air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio or a value in the vicinity thereof.
  • control device 10 corrects the value of the target air-fuel ratio based on the value of the air-fuel ratio measured by the O 2 sensor 32. This makes it possible to bring the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged to the outside of the vehicle MV closer to the theoretical air-fuel ratio.
  • the control device 10 can execute poisoning recovery control in addition to the normal control as described above.
  • poisoning recovery control in the NO X storage catalyst 310, a phenomenon in which a sulfur component contained in fuel is adsorbed, that is, a phenomenon called “sulfur poisoning” may occur.
  • sulfur poisoning occurs, storage performance of nitrogen oxides by the NO X storage catalyst is reduced.
  • the poisoning recovery control is control performed to remove sulfur adsorbed on the NO X storage catalyst 310.
  • the control device 10 has a desorption control unit 11 as a functional control block for performing poisoning recovery control.
  • the desorption control unit 11 performs a temperature raising process and a desorption process as poisoning recovery control.
  • the temperature raising process is a process of raising the temperature of the NO X storage catalyst 310. Desorption of sulfur from the NO X storage catalyst 310 tends to occur when the temperature is higher than when the stored nitrogen oxides are desorbed. Therefore, it is necessary to raise the temperature of the NO X storage catalyst 310 in advance by the temperature raising process prior to the desorption process described later.
  • the temperature raising process in the present embodiment is performed by causing the fuel injection valve 21 to perform post injection.
  • the post-injection is a process of injecting fuel from the fuel injection valve 21 after combustion in each cycle of the internal combustion engine 20 is completed.
  • the fuel injected by the post injection does not burn in the internal combustion engine 20 and is discharged to the exhaust pipe 120 as it is and reaches the three-way catalyst 210 on the downstream side.
  • the fuel On the surface of the three-way catalyst 210, the fuel is combined with oxygen and burned to generate combustion heat.
  • Exhaust gas that has become hot due to combustion heat reaches the NO X storage catalyst 310 on the further downstream side.
  • the NO X storage catalyst 310 is heated by the high temperature exhaust gas, and its temperature is raised within a short time.
  • the amount of fuel injected by post injection is determined according to the required heating amount. Specifically, the heating amount is determined according to the difference between the heating target temperature and the actual temperature of the NO X storage catalyst 310, and the amount of fuel corresponding to the heating amount is injected by post injection.
  • the fuel amount injected by the post injection may be calculated each time by the above-described calculation, but may be determined for each operation region by referring to the map.
  • the desorption control unit 11 changes the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20 to an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. As a result, a sufficient amount of oxygen can reach the three-way catalyst 210.
  • the temperature raising process is performed by causing the fuel injection valve 21 provided on the upstream side of the three-way catalyst 210 to perform the post-injection so that the temperature of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 is changed.
  • the temperature of the NO X storage catalyst 310 is raised by raising the temperature. According to such a temperature raising process, the temperature of the NO X storage catalyst 310 can be raised in a short time, so that the entire poisoning recovery control including the desorption process described later can be completed in a short time. It becomes possible.
  • the fuel injection valve for performing the post injection may be the fuel injection valve 21 provided in the internal combustion engine 20 as in the present embodiment, or may be a fuel injection valve provided separately from this. Good.
  • a fuel injection valve dedicated to post injection may be separately provided at a position between the internal combustion engine 20 and the catalyst device 200.
  • the desorption process which is another process performed as the poisoning recovery control, is a process in which the fuel component reaches the NO X storage catalyst 310 to desorb sulfur from the NO X storage catalyst.
  • the adsorbed sulfur reacts with the fuel component and is desorbed from the NO X storage catalyst 310.
  • post injection may be performed as in the temperature increasing process, and the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20 becomes rich.
  • the process of adjusting the operation of the fuel injection valve 21 may be performed.
  • the desorption process is basically a process that is executed subsequent to the above temperature raising process. However, when the temperature of the NO X storage catalyst 310 is already sufficiently high, the temperature raising process is performed. The desorption process may be performed without passing through.
  • the abscissa of FIG. 2 shows the air-fuel ratio of the exhaust gas that reaches the NO X storage catalyst 310.
  • the air-fuel ratio can also be referred to as the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor 33.
  • Line L1 shown in FIG. 2 in the case of changing the air-fuel ratio of the exhaust gas that reaches the NO X storage catalyst 310 shows the change in the heating efficiency for the NO X storing catalyst 310.
  • the air-fuel ratio of the internal combustion engine 20 during combustion is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio so that sufficient oxygen reaches the NO X storage catalyst 310. It is considered to be the fuel ratio. If the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 is within the range indicated by the arrow AR1 shown in FIG. 2, part of the post-injected fuel will not be left unburned.
  • adjustment is performed so that the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 is as close to the stoichiometric air-fuel ratio as possible.
  • the adjustment is performed by changing the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20. Instead of such a mode, it may be performed by changing the amount of fuel injected from the fuel injection valve 21 by post injection. Further, it may be performed by changing both the air-fuel ratio at the time of combustion in the internal combustion engine 20 and the amount of fuel injected from the fuel injection valve 21 by post injection.
  • a point indicating the air-fuel ratio and the heating efficiency during the temperature raising process is shown as a point P1.
  • the desorption control unit 11 during combustion in the internal combustion engine 20, causes the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 to approach the stoichiometric air-fuel ratio. Of the air-fuel ratio and the amount of fuel injected from the fuel injection valve 21 by post injection. As a result, the temperature of the NO X storage catalyst 310 can be efficiently raised.
  • the above adjustment may be performed each time by calculation so that the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 approaches the stoichiometric air-fuel ratio, but it is determined for each operating region by referring to the map. Good. Further, when adjusting the air-fuel ratio at the time of combustion in the internal combustion engine 20, the correction value learned during the control of the air-fuel ratio at the normal time may be used. Further, the above adjustment may be performed by feeding back the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor 33.
  • a line L2 shown in FIG. 2 is a desorption rate of sulfur desorbed from the NO X storage catalyst 310 when the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 is changed during the desorption process. It shows the change of. As shown by the line L2, when the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the desorption rate of sulfur becomes zero. The desorption rate of sulfur tends to increase as the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio. If the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 is within the range indicated by the arrow AR2 shown in FIG. 2, sulfur can be desorbed at a relatively large speed.
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 should be made as rich as possible.
  • the air-fuel ratio at the time of combustion in the internal combustion engine 20 is made excessively rich, the temperature of the exhaust gas at the time of being discharged from the internal combustion engine 20 decreases. For this reason, as indicated by the line L1, the heating efficiency decreases as the air-fuel ratio becomes richer.
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas that reaches the NO X storage catalyst 310 is adjusted to fall within the range of arrow AR3 shown in FIG. 2, that is, within the range of x2 to x1. Is done.
  • the range is preset as a range in which the desorption rate of sulfur desorbed from the NO X storage catalyst 310 is a predetermined value or more and the temperature of the NO X storage catalyst does not fall below the predetermined temperature. It is a range.
  • the above “predetermined temperature” is, for example, 650° C.
  • adjustment is performed so that the point indicating the air-fuel ratio and the heating efficiency during the temperature raising process is point P2 in FIG.
  • the same method as in the temperature rising process can be used. That is, the adjustment of the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 may be performed by changing the air-fuel ratio at the time of combustion in the internal combustion engine 20, and the fuel injected from the fuel injection valve 21 by post injection. This may be done by changing the amount, or both of them.
  • the range of arrow AR3 may be set by considering a condition other than the above. The richer the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310, the higher the desorption rate of sulfur, and the larger the amount of sulfur contained in the exhaust gas discharged to the outside. As a result, exhaust gas having a strong irritating odor is exhausted to the outside.
  • the range of arrow AR3 may be set as a range in which the temperature of the NO x storage catalyst does not fall below a predetermined temperature and the amount of sulfur contained in the exhaust gas falls within the upper limit value or less. ..
  • the desorption control unit 11 sets the internal combustion engine 20 so that the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 becomes richer than the theoretical air-fuel ratio. At least one of the air-fuel ratio during combustion and the amount of fuel injected from the fuel injection valve 21 by post injection is adjusted. Specifically, the air-fuel ratio at the time of combustion in the internal combustion engine 20 and the amount of fuel injected from the fuel injection valve 21 by post injection so that the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 falls within a predetermined range. Adjust at least one of the.
  • the above “predetermined range” is a range indicated by an arrow AR3 in FIG. 2, and is set as a range in which the temperature of the NO X storage catalyst 310 does not fall below the predetermined temperature.
  • FIG. 3(A) shows the time change of the poisoning recovery request.
  • the "poisoning recovery request" is a signal that is turned ON when it is necessary to execute the poisoning recovery control.
  • the poisoning recovery request may be a signal transmitted from another control device to the control device 10, such as a host ECU, or may be a signal generated by the control device 10 itself.
  • the desorption control unit 11 performs each of the temperature rising process and the desorption process during the period when the poisoning recovery request is ON.
  • FIG. 3B shows a time change of the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20.
  • the air-fuel ratio is the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor 31.
  • FIG. 3C shows the air-fuel ratio of the exhaust gas that reaches the NO X storage catalyst 310.
  • the air-fuel ratio is the air-fuel ratio at the inlet of the NO X storage catalyst 310, and is the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor 33.
  • FIG. 3D shows a temporal change in the amount of fuel injected from the fuel injection valve 21 per unit time by post injection.
  • the fuel amount will also be referred to as “injection amount per unit time”.
  • FIG. 3(E) shows the time change of the temperature of the NO X storage catalyst 310.
  • the poisoning recovery request is turned on at time t1, and thereafter, the poisoning recovery control is performed until time t6 when the poisoning recovery request is turned off.
  • the control device 10 controls the internal combustion engine 20 in a normal time.
  • control is performed so that the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20 is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the process of making the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20 equal to the stoichiometric air-fuel ratio is first performed during the subsequent period up to time t2.
  • the nitrogen oxides stored in the NO X storage catalyst 310 are desorbed from the NO X storage catalyst 310 and released to the downstream side.
  • the length of the period from time t1 to time t2 may be a fixed length fixed in advance, but may be adjusted each time according to the driving history up to that point.
  • processing is performed to make the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20 leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. This process is performed in order to allow the oxygen for combustion to reach the NO X storage catalyst 310 in the temperature raising process.
  • the injection amount of fuel per unit time after time t3 is Q1.
  • the process of making the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20 lean and the process of starting the post injection from the fuel injection valve 21 may be started at the same time, but in the present embodiment, the former is first. I'm going to start. This is because it is possible to confirm that the air-fuel ratio at the time of combustion in the internal combustion engine 20 matches the target value on the lean side during the period from time t2 to time t3, and make correction as necessary. is there. After the post injection is started, it becomes difficult to accurately grasp or correct the air-fuel ratio at the time of combustion in the internal combustion engine 20. Therefore, in the present embodiment, the process of making the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20 lean is performed before post-injection, thereby making it possible to adjust the air-fuel ratio more accurately.
  • T1 shown in the figure is a target temperature to be reached in the temperature raising process, and 650° C. is set as T1 in the present embodiment.
  • a process of greatly increasing the injection amount of post injection per unit time from Q1 to Q3 is performed. This is performed in order to use up the oxygen stored in the three-way catalyst 210 before the desorption process. If the desorption process is started in a state where oxygen is stored in the three-way catalyst 210, a part of the fuel component is combined with oxygen of the three-way catalyst 210 and is not used for sulfur removal. turn into. As a result, it takes a relatively long time to remove sulfur.
  • the amount of oxygen stored in the three-way catalyst 210 is exhausted early by temporarily increasing the injection amount of post injection per unit time. This makes it possible to start the removal of sulfur by the fuel component early and complete the desorption process early.
  • the process of temporarily increasing the injection amount per unit time of post injection is performed during the period from time t4 to time t5.
  • the length of the period may be a fixed length fixed in advance, but may be adjusted each time according to the driving history up to that point.
  • the amount of the fuel component becomes excessive compared to the amount of the air reaching from the internal combustion engine 20. Therefore, the air-fuel ratio of the exhaust gas reaching the NO X storage catalyst 310 becomes richer than the theoretical air-fuel ratio.
  • the injection amount of the post injection per unit time is changed to Q2.
  • Q2 is an injection amount smaller than Q3 and larger than Q1.
  • the desorption process is started at time t5.
  • the air-fuel ratio during combustion and the injection amount of post injection in the internal combustion engine 20 are adjusted so that the temperature of the NO X storage catalyst 310 does not fall below T1.
  • the poisoning recovery request is turned off at time t6. This completes the desorption process. After time t6, the control returns to the normal time before time t1.
  • lean operation is performed.
  • the lean operation is a control executed during normal traveling of the vehicle MV, and the fuel from the fuel injection valve 21 is controlled so that the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20 becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Is a control for adjusting the injection amount and the like.
  • the lean operation is the control that was executed before the time t1 in the example of FIG.
  • step S02 it is determined whether or not the poisoning recovery request is ON.
  • the process returns to step S01 and the lean operation is continued. If the poisoning recovery request is ON, the process proceeds to step S03.
  • step S03 a process for causing the internal combustion engine 20 to perform stoichiometric operation, that is, a process for matching the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20 with the stoichiometric air-fuel ratio is performed.
  • the process is a process executed in the period from time t1 to time t2 in FIG.
  • the process proceeds to step S04.
  • step S04 a process of stopping exhaust gas recirculation in the vehicle MV is performed. Specifically, the process of closing the EGR valve 131 provided in the EGR passage is performed. As described above, the desorption control unit 11 according to the present embodiment performs the process of closing the EGR valve 131 in advance during the temperature raising process.
  • the EGR valve 131 is closed in advance during the temperature raising process. Even when the desorption process is performed without the temperature rising process, the EGR valve 131 is closed in the same manner as above.
  • step S05 poisoning recovery control is executed.
  • step S06 processing for restarting exhaust gas recirculation in the vehicle MV is performed. Specifically, the process of opening the EGR valve 131 provided in the EGR passage is performed. If it is not necessary to restart the exhaust gas recirculation at the same time as the poisoning recovery control is completed, the process of step S06 may be suspended until the exhaust gas recirculation becomes necessary.
  • step S05 The flow of processing executed in the poisoning recovery control in step S05 will be described with reference to FIG.
  • the flowchart shown in FIG. 5 depicts the flow of processing executed in step S05 as a subroutine.
  • the first step S11 of the process it is determined whether or not the failure determination of the NO X storage catalyst 310 has been made in the past or at the present. For example, if the purification rate of the NO X storage catalyst 310, which is determined based on the measurement value of the NO X sensor 34 or the like, is significantly lower than that in the normal state, the NO X storage catalyst 310 has failed. To be judged. If it is determined that the NO X storage catalyst 310 has failed, the series of processes shown in FIG. 5 is terminated without executing the poisoning recovery control. Otherwise, the process moves to step S12.
  • step S12 poisoning amount of the NO X storage catalyst 310, i.e., the process of estimating the amount of sulfur adsorbed on the NO X storing catalyst 310 is performed.
  • Poisoning amount can be estimated from the amount of sulfur adsorbed on the NO X storing catalyst 310, by subtracting the amount of sulfur desorbed from the NO X storing catalyst 310.
  • the “amount of sulfur adsorbed on the NO X storage catalyst 310” in the above can be calculated by replacing it with the amount of sulfur reaching the NO X storage catalyst 310.
  • it can be calculated by multiplying the fuel consumption amount in the internal combustion engine 20 by the value obtained by multiplying the content ratio of sulfur contained in the fuel.
  • the “amount of sulfur desorbed from the NO X storage catalyst 310” in the above is the fuel component that has reached the NO X storage catalyst 310 when the operating state of the internal combustion engine 20 is a high temperature and high load state. Can be calculated by integrating the amount of In the above, "when the operating state of the internal combustion engine 20 is in a high temperature and high load state” is when the operating state of the internal combustion engine 20 is in a region D of FIG. 6 described later. ..
  • the “amount of the fuel component that has reached the NO X storage catalyst 310” can be estimated, for example, from the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20.
  • the amount of fuel component reaches the NO X storage catalyst 310, the relationship between the amount of sulfur desorbed from the NO X storing catalyst 310, for example may be stored in advance as a map.
  • step S13 it is determined whether or not the poisoning amount estimated in step S12 exceeds a predetermined threshold value.
  • the threshold value is preset as the upper limit value of the allowable poisoning amount. If the poisoning amount is less than or equal to the threshold value, the processing from step S11 is executed again. If the poisoning amount exceeds the threshold value, the process proceeds to step S14.
  • step S14 it is determined whether poisoning recovery control can be executed. For example, when the temperature of the cooling water passing through the internal combustion engine 20 is lower than a predetermined value and the warm-up operation of the internal combustion engine 20 has not been completed, it is particularly difficult to execute the temperature raising process. Is determined not to be feasible. Further, even when the temperature of the air-fuel ratio sensor 31 or the like has not reached the predetermined activation temperature, it is determined that the poisoning recovery control cannot be executed.
  • step S11 If it is determined that the poisoning recovery control cannot be executed, the processing after step S11 is executed again. When it is determined that the poisoning recovery control can be executed, the process proceeds to step S15.
  • step S15 it is determined whether or not the temperature of the NO X storage catalyst 310 is equal to or higher than the desorbable temperature.
  • the “desorbable temperature” is a temperature that is preset as a temperature at which sulfur can be removed from the NO X storage catalyst 310.
  • T1 shown in FIG. 3(E) specifically 650° C., is set as the above desorbable temperature.
  • the temperature of the NO X storage catalyst 310, the NO X storage catalyst 310 may be measured by a temperature sensor (not shown) provided in the measurement value of the exhaust gas temperature sensor (not shown) provided in the vicinity of the catalytic converter 300 May be estimated based on
  • step S15 if the temperature of the NO X storage catalyst 310 has already reached the desorbable temperature or higher, the process proceeds to step S16.
  • step S16 the desorption process described above is performed. Specifically, the fuel component reaches the NO X storage catalyst 310 by making the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20 richer than the theoretical air-fuel ratio and by causing the fuel injection valve 21 to perform post injection. Processing is performed. At this time, since the temperature of the NO X storage catalyst 310 is sufficiently high, the sulfur adsorbed on the NO X storage catalyst 310 is removed by the arrived fuel component.
  • step S17 it is determined whether or not the desorption of sulfur from the NO X storage catalyst 310 is completed.
  • the poisoning amount is estimated by the same method as in step S12, and when it is confirmed that the estimated poisoning amount is sufficiently small, it is determined that the desorption of sulfur is completed. Instead of such a mode, it may be determined that the desorption of sulfur is completed when a certain period of time has passed from the start time of step S16.
  • step S15 when the temperature of the NO X storage catalyst 310 is lower than the desorbable temperature, the process proceeds to step S18.
  • step S18 the temperature rising process described above is performed. Specifically, the process of making the exhaust gas of high temperature reach the NO X storage catalyst 310 by making the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20 leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and causing the fuel injection valve 21 to perform post injection. Is done.
  • step S18 After the process of step S18 is performed, the processes of step S11 and subsequent steps are performed again. After that, until the temperature of the NO X storage catalyst 310 becomes equal to or higher than the desorbable temperature, the process proceeds to step S18 and the temperature raising process is continued.
  • step S11 to step S14 may be performed as the process for determining whether to turn on the poisoning recovery request in step S02 of FIG. Good. In this case, if the determination in step S14 is Yes, the poisoning recovery request is turned on, and in other cases, the poisoning recovery request is turned off. Further, in this case, the processing after step S15 in FIG. 5 may be performed as the specific processing in step S05 in FIG.
  • FIG. 6 the operating state of the vehicle MV, which is determined by the rotation speed and the torque of the internal combustion engine 20, is shown divided into four regions.
  • Area A is a range in which the load on the internal combustion engine 20 is the lowest.
  • the region B is a range in which the load on the internal combustion engine 20 is higher than that in the region A
  • the region C is a range in which the load in the internal combustion engine 20 is higher than that in the region B
  • Region D is a range in which the load on the internal combustion engine 20 is the highest.
  • the boundary between the area A and the area B is shown by a dotted line DL1
  • the boundary between the area B and the area C is shown by a dotted line DL2
  • the boundary between the area C and the area D is shown. Is indicated by a dotted line DL3.
  • the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 20 is low. Even if the temperature raising process is performed in the region A, the temperature of the NO X storage catalyst 310 cannot be raised to a predetermined temperature at which the desorption process can be performed. Therefore, when the operating state of the vehicle MV is in the range of the area A, it is not possible to desorb sulfur from the NO X storage catalyst 310 by the poisoning recovery control. However, in the region A, the temperature raising process may be preliminarily performed. This makes it possible to complete the temperature raising process in a short time when the operating state of the vehicle MV subsequently shifts to the region B.
  • the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 20 is low, but it is higher than the temperature of the exhaust gas in the region A. For this reason, the temperature raising process is still necessary prior to the desorption process, but the temperature raising process can raise the temperature of the NO X storage catalyst 310 to the above-mentioned predetermined temperature.
  • the poisoning recovery control described with reference to FIG. 5 and the like is control performed in this region B.
  • the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 20 is high. Therefore, even if the temperature raising process is not performed, the NO X storage catalyst 310 is heated by the exhaust gas, and its temperature exceeds the above-mentioned predetermined temperature. Therefore, the temperature raising process is unnecessary, and the sulfur can be desorbed from the NO X storage catalyst 310 by immediately executing the desorption process.
  • the process may proceed to step S16 without passing through step S15.
  • the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 20 is even higher. Therefore, even if the temperature raising process is not performed, the NO X storage catalyst 310 is heated by the exhaust gas, and its temperature exceeds the above-mentioned predetermined temperature. Further, in the region D, a process of making the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20 richer than the theoretical air-fuel ratio in order to prevent excessive temperature rise of each component such as the fuel injection valve 21 and the air-fuel ratio sensor 31. Is done separately. Therefore, when the operating state of the vehicle MV is in the range of the region D, sulfur will be desorbed from the NO X storage catalyst 310 even if the temperature raising process and the desorption process are not performed.
  • poisoning recovery control is performed when the poisoning amount exceeds the threshold value in step S13.
  • a plurality of thresholds may be set for the poisoning amount. For example, when the poisoning amount exceeds the lower threshold value, the poisoning recovery control is not performed in the region B, and only the desorption process is performed in the region C. Further, when the poisoning amount exceeds the higher threshold value, the poisoning recovery control may be performed in both the region B and the region C.
  • the second embodiment will be described.
  • the second embodiment differs from the first embodiment only in a part of the processing executed by the control device 10.
  • points different from the first embodiment will be mainly described, and description of points common to the first embodiment will be appropriately omitted.
  • the injection amount of the post injection is determined based on the required heating amount.
  • the post injection based on the injection amount is performed every operation cycle of the internal combustion engine 20.
  • the required injection amount in one cycle is too small, there arises a problem that it becomes difficult to accurately perform a minute amount of post injection from the fuel injection valve 21. Therefore, in the present embodiment, when the required injection amount in one post injection is smaller than the predetermined threshold value, the post injection is performed to the fuel injection valve 21 until the integrated value of the required injection amounts exceeds the threshold value. I will not let you.
  • FIG. 7(A) shows the change over time of the required injection amount.
  • the required injection amount is a required value for the injection amount of post injection, and is calculated according to the heating amount required for the NO X storage catalyst 310.
  • the required injection amount is output at each of times t11, t12, t13, t14, t21, t22, t23, and t24.
  • the post injection from the fuel injection valve 21 is performed so that the amount of fuel injected by the post injection substantially matches the waveform of FIG. 7(A). That is, the post injection was performed at each of the times t11, t12 and the like.
  • FIG. 7B What is shown in FIG. 7B is the time change of the integrated value of the required injection amount.
  • the integrated value increases at times t11, t12, etc. when the required injection amount is output.
  • QT shown in the figure is a preset threshold value for the required injection amount. Hereinafter, it is also referred to as “threshold value QT”.
  • the desorption control unit 11 post-injects the fuel injection valve 21 at that time even if the required injection amount is output. Do not do.
  • the integrated value exceeds the threshold value QT at time t14. Therefore, at the subsequent time t15, fuel injection, that is, post injection is performed.
  • the injection amount of the post injection at this time is an injection amount corresponding to the integrated value up to that point. Therefore, in the entire period from time t11 to time t15, the total amount of fuel post-injected during the same period is the same as that in the first embodiment.
  • the integrated value is reset and returned to 0 at that time. In the period from time t21 to time t25, the same control as in the period from time t11 to time t15 is performed again.
  • the injection amount of fuel in post injection is larger than that in the first embodiment. Therefore, even if the required injection amount per time is very small, it is possible to accurately perform the post injection for realizing the required heating amount.
  • the process is executed by the detachment control unit 11 of the control device 10.
  • the “post-injection request” is a signal output together with the required injection amount when post-injection is necessary, and in the example of FIG. 7, is output at each time point such as times t11 and t12.
  • the series of processing shown in FIG. 8 is ended.
  • the process proceeds to step S22.
  • step S22 it is determined whether the required injection amount is smaller than the threshold value QT. If the required injection amount is equal to or greater than the threshold value QT, the process proceeds to step S25 described below, and post injection is performed. When the required injection amount is smaller than the threshold value QT, the process proceeds to step S23.
  • step S23 the process of adding the current required injection amount to the integrated value of the required injection amount and updating the integrated value accordingly.
  • step S24 following step S23 it is determined whether the updated integrated value exceeds the threshold value QT. If the integrated value does not exceed the threshold value QT, the series of processes shown in FIG. 8 is ended without performing post injection. If the integrated value exceeds the threshold value QT, the process proceeds to step S25.
  • step S25 a process for causing the fuel injection valve 21 to perform post injection is performed.
  • the injection amount in the post injection is the amount corresponding to the integrated value at this point.
  • step S26 subsequent to step S25, a process of resetting the integrated value and returning it to 0 is performed.
  • the desorption control unit 11 when the required injection amount in one post injection is smaller than the predetermined threshold value QT, the integrated value of the required injection amount becomes the threshold value QT. Until that time, the fuel injection valve 21 is not post-injected, and when the integrated value of the required injection amount exceeds the threshold value QT, the fuel injection valve 21 injects an amount of fuel corresponding to the integrated value. This makes it possible to accurately perform the required heating by post injection.
  • the third embodiment will be described.
  • the third embodiment differs from the first embodiment only in part of the processing executed by the control device 10.
  • points different from the first embodiment will be mainly described, and description of points common to the first embodiment will be appropriately omitted.
  • FIG. 9(A) is a temporal change of the injection amount by the post injection.
  • FIG. 9B shows the time change of the air-fuel ratio during combustion in the internal combustion engine 20.
  • the air-fuel ratio is the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor 31.
  • FIG. 9C shows the air-fuel ratio of the exhaust gas that reaches the NO X storage catalyst 310.
  • the air-fuel ratio is the air-fuel ratio at the inlet of the NO X storage catalyst 310, and is the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor 33.
  • FIG. 9D shows the time change of the temperature of the NO X storage catalyst 310.
  • the injection amount per unit time of the post injection is Q21 at time t31, and the temperature raising process is started. Further, at the subsequent time t32, the injection amount of the post injection per unit time is set to Q22, whereby the desorption process is started.
  • the heating performance at the time of executing the desorption process is not sufficient, and the temperature of the NO X storage catalyst 310 has begun to drop from the middle of the desorption process.
  • the temperature of the NO X storage catalyst 310 is lower than T1.
  • This T1 is the same as T1 shown in FIG. 3E, that is, a temperature set as a target temperature to be reached in the temperature raising process.
  • the desorption control unit 11 is configured to alternately repeat the temperature raising process and the desorption process. Accordingly, even if the heating performance of the NO X storage catalyst 310 during the execution of the desorption process is low, it is possible to execute the poisoning recovery control and sufficiently remove the sulfur from the NO X storage catalyst 310. Become.
  • post injection may be performed in the same manner as in the second embodiment described with reference to FIG. 7.
  • the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the fourth embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the vehicle MV in which the control device 10 is mounted.
  • points different from the first embodiment will be mainly described, and description of points common to the first embodiment will be appropriately omitted.
  • the catalyst device 300A is provided at a position on the exhaust pipe 120 that is further downstream than the catalyst device 300.
  • the catalyst device 300A is an exhaust gas purification device configured similarly to the catalyst device 300, and the NO X storage catalyst 310A is housed therein.
  • the NO X storage catalyst 310A like the NO X storage catalyst 310, is a catalyst for removing nitrogen oxides from the passing exhaust gas.
  • the NO X sensor 34 is provided at a position on the exhaust pipe 120 on the downstream side of the catalyst device 300A. Further, a temperature sensor 35 is provided in the exhaust pipe 120 at a position between the catalyst device 300 and the catalyst device 300A. The temperature sensor 35 is a sensor for measuring the temperature of exhaust gas. The temperature of the exhaust gas measured by the temperature sensor 35 is input to the control device 10.
  • the fifth embodiment will be described.
  • the fifth embodiment differs from the first embodiment only in a part of the processing executed by the control device 10.
  • points different from the first embodiment will be mainly described, and description of points common to the first embodiment will be appropriately omitted.
  • the fuel injection valve 21 is configured as a valve that operates a needle by an electromagnetic force generated by an internal coil and thereby switches between opening and closing. Since a known structure can be adopted as the structure of the fuel injection valve 21 having such a coil and a needle, a concrete illustration and description thereof will be omitted.
  • the horizontal axis of FIG. 11 shows the energization time to the coil of the fuel injection valve 21.
  • the vertical axis shows the amount of fuel injected from the fuel injection valve 21 while the coil is energized.
  • the graph shown by the line L11 is a graph showing the relationship between the energization time and the injection amount. As indicated by the line L11, the longer the energization time, the larger the amount of fuel injected from the fuel injection valve 21. Based on the correspondence shown by the line L11, the energization time is set according to the required injection amount.
  • the full lift range WF and the partial lift range WP are set for the fuel injection amount from the fuel injection valve 21.
  • the "full lift range WF" is a range of the injection amount that maximizes the opening degree of the fuel injection valve 21 in a period in which one fuel injection is performed, that is, the needle of the fuel injection valve 21 is It is a range of the injection amount that reaches the farthest position from the injection hole in the movable range.
  • the “partial lift range WP” is a range of the injection amount such that the opening degree of the fuel injection valve 21 is not the maximum in a period in which one fuel injection is performed, that is, the needle of the fuel injection valve 21 is The range of the injection amount that does not reach the farthest position from the injection hole in the movable range.
  • the upper limit value of the partial lift range WP is also referred to as “upper limit value UPL” below.
  • the lower limit value of the partial lift range WP is also referred to as “lower limit value LPL”.
  • the lower limit value of the full lift range WF is also referred to as “lower limit value LFL”. As shown in FIG. 11, the lower limit value LFL of the full lift range WF is set as a value larger than the upper limit value UPL of the partial lift range WP.
  • the energization time is set in the range from t41 to t42 in FIG. Further, when the required fuel injection amount is within the full lift range WF, the energization time is set to a length of t43 or more in FIG.
  • a line L10 is drawn as an average value of the variation.
  • Line L11 in FIG. 11 shows the lower limit of the variation, and line L12 shows the upper limit of the variation.
  • the variation in the injection amount that is, the interval between the line L11 and the line L12 is relatively large. Get smaller.
  • the energization time is set to be the range W0 between the partial lift range WP and the full lift range WF, the variation in the injection amount becomes relatively large.
  • the post injection is executed so that the fuel injection amount from one fuel injection valve 21 falls within either the partial lift range WP or the full lift range WF.
  • the internal combustion engine 20 has a plurality of cylinders, and the fuel injection valve 21 is provided for each cylinder.
  • the internal combustion engine 20 is a four-cylinder engine, that is, an example in which four fuel injection valves 21 are provided in total will be described.
  • FIG. 12 shows how, when the required injection amount for post injection is set, how the four fuel injection valves 21 share the fuel injection amount corresponding to the required injection amount.
  • FIG. 12 shows how, when the required injection amount for post injection is set, how the four fuel injection valves 21 share the fuel injection amount corresponding to the required injection amount.
  • the post injection is performed from only one fuel injection valve 21. That is, the same amount of fuel as the required injection amount is injected from one fuel injection valve 21.
  • the injection amount from one fuel injection valve 21 that performs injection is set to a value within the partial lift range WP. In other words, Q31 and Q32 are set so that the injection amount can be set in this range.
  • the required injection amount is Q32 or more and less than Q33
  • post injection is performed only from the two fuel injection valves 21. That is, the sum of the injection amounts from the two fuel injection valves 21 becomes the same as the required injection amount.
  • the injection amount of each of the two fuel injection valves 21 that perform injection is set to a value within the partial lift range WP. In other words, Q32 and Q33 are set so that the injection amount can be set in such a range.
  • the required injection amount is Q33 or more and less than Q34
  • post injection is performed only from the three fuel injection valves 21. That is, the sum of the injection amounts from the three fuel injection valves 21 is the same as the required injection amount.
  • the injection amount of each of the three fuel injection valves 21 that perform injection is set to a value within the partial lift range WP. In other words, Q33 and Q34 are set so that the injection amount can be set in such a range.
  • the required injection amount is Q34 or more and less than Q35
  • post injection is performed from the four fuel injection valves 21. That is, the sum of the injection amounts from the four fuel injection valves 21 is the same as the required injection amount.
  • the injection amount of each of the four fuel injection valves 21 that perform injection is set to a value within the partial lift range WP. In other words, Q34 and Q35 are set so that the injection amount can be set in such a range.
  • the required injection amount is Q35 or more and less than Q36
  • post injection is performed from only one fuel injection valve 21. That is, the same amount of fuel as the required injection amount is injected from one fuel injection valve 21.
  • the injection amount from one fuel injection valve 21 that performs injection is set to a value within the full lift range WF. In other words, Q35 and Q36 are set so that the injection amount can be set in such a range.
  • the required injection amount is Q36 or more and less than Q37
  • post injection is performed only from the two fuel injection valves 21. That is, the sum of the injection amounts from the two fuel injection valves 21 becomes the same as the required injection amount.
  • the injection amount of each of the two fuel injection valves 21 that perform injection is set to a value within the full lift range WF. In other words, Q36 and Q37 are set so that the injection amount can be set in such a range.
  • the required injection amount is Q37 or more and less than Q38
  • post injection is performed only from the three fuel injection valves 21. That is, the sum of the injection amounts from the three fuel injection valves 21 is the same as the required injection amount.
  • the injection amount of each of the three fuel injection valves 21 that perform the injection is set to a value within the full lift range WF. In other words, Q37 and Q38 are set so that the injection amount can be set in such a range.
  • the required injection amount is Q38 or more
  • post injection is performed from the four fuel injection valves 21. That is, the sum of the injection amounts from the four fuel injection valves 21 is the same as the required injection amount.
  • the injection amount of each of the four fuel injection valves 21 that perform the injection is set to a value within the full lift range WF. In other words, Q38 is set so that the injection amount can be set in such a range.
  • the required injection amount is less than Q31, the required injection amount is too small, so that the fuel injection valve 21 cannot inject fuel accurately. Therefore, when the required injection amount is set to a value less than Q31, the execution of post injection is prohibited.
  • the vehicle MV is provided with the plurality of fuel injection valves 21.
  • the desorption control unit 11 causes the post injection so that the total injection amount of the fuel injected from a part or all of the plurality of fuel injection valves 21 matches the required injection amount.
  • the injection amount of the fuel injected at one time becomes small.
  • the amount of fuel that reaches the three-way catalyst 210 at once decreases, and the temperature change of the three-way catalyst 210 becomes gradual, so that the deterioration of the three-way catalyst 210 can be suppressed.
  • the respective injections are not performed at the same time, and the injection timings of the respective fuel injection valves 21 are slightly shifted, followed by a short time. It is preferable to spray at intervals.
  • step S31 it is determined whether or not there is a post injection request.
  • the series of processing shown in FIG. 13 is ended.
  • the process proceeds to step S32.
  • step S32 it is determined whether the required injection amount/4 value is larger than the lower limit value LFL of the full lift range WF. If the determination is Yes, the process proceeds to step S33.
  • step S33 post-injection is performed from the four fuel injection valves 21, and the injection amounts of the four fuel injection valves 21 are set to a mode in which all the values are within the full lift range WF. Then, post injection according to the mode is executed.
  • step S34 it is determined whether or not the value of the required injection amount/4 is smaller than the upper limit value UPL of the partial lift range WP and the required injection amount/4 is larger than the lower limit value LPL of the partial lift range WP. Is determined. If the determination is Yes, the process proceeds to step S35. In step S35, post-injection is performed from the four fuel injection valves 21, and the injection amount of each of the four fuel injection valves 21 is set to a mode in which all the values are within the partial lift range WP. .. Then, post injection according to the mode is executed.
  • step S34 determines whether or not the value of the required injection amount/3 is larger than the lower limit value LFL of the full lift range WF. If the determination is Yes, the process proceeds to step S37.
  • step S37 post-injection is performed from the three fuel injection valves 21, and the injection amount of each of the three fuel injection valves 21 is set to a mode in which all the values are within the full lift range WF. Then, post injection according to the mode is executed.
  • step S36 determines whether or not the value of the required injection amount/3 is smaller than the upper limit value UPL of the partial lift range WP, and the value of the required injection amount/3 is larger than the lower limit value LPL of the partial lift range WP. Is determined. If the determination is Yes, the process proceeds to step S39. In step S39, post-injection is performed from the three fuel injection valves 21, and the injection amount of each of the three fuel injection valves 21 is set to a mode in which the injection amount is within the partial lift range WP. .. Then, post injection according to the mode is executed.
  • step S38 determines whether or not the value of the required injection amount/2 is larger than the lower limit value LFL of the full lift range WF. If the determination is Yes, the process proceeds to step S41. In step S41, post-injection is performed from the two fuel injection valves 21, and the injection amounts of the two fuel injection valves 21 are both set to a mode within the full lift range WF. Then, post injection according to the mode is executed.
  • step S40 determines whether the determination in step S40 is No. If the determination in step S40 is No, the process proceeds to step S42.
  • step S42 it is determined whether the value of the required injection amount/2 is smaller than the upper limit value UPL of the partial lift range WP and the required injection amount/2 is larger than the lower limit value LPL of the partial lift range WP. Is determined. If the determination is Yes, the process proceeds to step S43.
  • step S43 post-injection is performed from the two fuel injection valves 21, and the injection amounts of the two fuel injection valves 21 are both set to a mode within the partial lift range WP. .. Then, post injection according to the mode is executed.
  • step S42 determines whether or not the required injection amount value is larger than the lower limit value LFL of the full lift range WF. If the determination is Yes, the process proceeds to step S45. In step S45, the post-injection is performed from one fuel injection valve 21, and the injection amount of one fuel injection valve 21 is set to a mode within the full lift range WF. Then, post injection according to the mode is executed.
  • step S44 determines whether or not the value of the required injection amount is smaller than the upper limit value UPL of the partial lift range WP and the required injection amount value is larger than the lower limit value LPL of the partial lift range WP. .. If the determination is Yes, the process proceeds to step S47.
  • step S47 post injection is performed from one fuel injection valve 21, and the injection amount of one fuel injection valve 21 is set to a mode within the partial lift range WP. Then, post injection according to the mode is executed.
  • step S46 If the determination in step S46 is No, the process proceeds to step S48.
  • step S48 the required injection amount is too small to perform accurate injection. Therefore, the execution of post injection is prohibited in step S48.
  • the injection amount of the fuel injected from each fuel injection valve 21 falls within either the full lift range WF or the partial lift range WP. In this way, the number of fuel injection valves 21 for performing the post injection is determined. As a result, it is possible to prevent injection with low accuracy from any of the fuel injection valves 21.
  • the post injection by the method described above can be applied not only to the first embodiment but also to the third embodiment and the fourth embodiment.
  • the control device and the control method according to the present disclosure are provided by one or more dedicated devices provided by configuring a processor and a memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. It may be realized by a computer.
  • the control device and the control method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor including one or a plurality of dedicated hardware logic circuits.
  • a control device and a control method according to the present disclosure are configured by a combination of a processor and a memory programmed to perform one or more functions, and a processor including one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or a plurality of dedicated computers.
  • the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by a computer.
  • the dedicated hardware logic circuit and the hardware logic circuit may be realized by a digital circuit including a plurality of logic circuits or an analog circuit.

Abstract

内燃機関(20)の制御装置(10)は、NOX吸蔵触媒(310)に吸着した硫黄を除去するための制御、を行う脱離制御部(11)を備える。前記脱離制御部は、三元触媒(210)よりも上流側となる位置に設けられた燃料噴射弁(21)にポスト噴射を行わせることで、前記NOX吸蔵触媒に到達する排ガスの温度を上昇させ、これにより前記NOX吸蔵触媒の温度を上昇させる昇温処理と、前記NOX吸蔵触媒に燃料成分を到達させることで、前記NOX吸蔵触媒から硫黄を脱離させる脱離処理と、を行うように構成されている。

Description

制御装置 関連出願の相互参照
 本出願は、2019年2月8日に出願された日本国特許出願2019-021743号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
 本開示は、内燃機関の制御装置に関する。
 内燃機関の駆動力によって走行する車両には、有毒な排ガスがそのまま外部に排出されてしまうことの無いように、排ガスを浄化するための浄化触媒が設けられる。このような浄化触媒の一つとして、排ガスから窒素酸化物を除去するためのNOX吸蔵触媒が知られている。NOX吸蔵触媒は、排ガスに含まれる窒素酸化物を取り除き内部に吸蔵するものである。吸蔵された窒素酸化物は、リッチな排ガスがNOX吸蔵触媒を通過する際においてNOX吸蔵触媒から放出され、当該排ガスの浄化に供される。
 下記特許文献1に記載されているように、NOX吸蔵触媒では、燃料に含まれる硫黄成分が吸着される場合がある。硫黄成分の吸着は「硫黄被毒」とも称される。硫黄被毒が生じると、NOX吸蔵触媒による窒素酸化物の吸蔵性能が低下してしまう。このため、硫黄被毒が生じた場合には、NOX吸蔵触媒から硫黄を除去するための制御を行う必要がある。
 下記特許文献1に記載されているように、NOX吸蔵触媒から硫黄を除去するためには、NOX吸蔵触媒の温度を通常時よりも高温とした上で、理論空燃比よりもリッチな排ガスをNOX吸蔵触媒に到達させればよい。
 下記特許文献1に記載されている制御装置では、各気筒の点火時期を遅角させることにより、内燃機関からNOX吸蔵触媒に到達する排ガスの温度を上昇させている。これによりNOX吸蔵触媒の温度を上昇させ、その後における硫黄の除去を可能としている。
特開2007-162494号公報
 上記特許文献1に記載されているように、各気筒の点火時期を遅角させれば、NOX吸蔵触媒の温度を上昇させることができる。しかしながら、この場合にはNOX吸蔵触媒に到達する熱エネルギーは比較的小さいので、NOX吸蔵触媒の温度を十分に上昇させるには長時間を要してしまうものと考えられる。車両の外部に排出される有害成分の量を低く抑えるためには、NOX吸蔵触媒の温度を短時間で上昇させ、その結果として硫黄の除去を短時間のうちに完了させることが好ましい。
 本開示は、NOX吸蔵触媒からの硫黄の除去を短時間のうちに完了させることのできる制御装置、を提供することを目的とする。
 本開示に係る制御装置は、内燃機関の制御装置である。内燃機関から排ガスを排出するための排気配管には、排ガスを浄化するための三元触媒と、三元触媒を通過した後の排ガスから窒素酸化物を除去するためのNOX吸蔵触媒と、が設けられている。この制御装置は、NOX吸蔵触媒に吸着した硫黄を除去するための制御、を行う脱離制御部を備えている。脱離制御部は、三元触媒よりも上流側となる位置に設けられた燃料噴射弁にポスト噴射を行わせることで、NOX吸蔵触媒に到達する排ガスの温度を上昇させ、これによりNOX吸蔵触媒の温度を上昇させる昇温処理と、NOX吸蔵触媒に燃料成分を到達させることで、NOX吸蔵触媒から硫黄を脱離させる脱離処理と、を行うように構成されている。
 上記構成の制御装置では、NOX吸蔵触媒に吸着した硫黄を除去するための制御として、昇温処理と脱離処理とが行われる。昇温処理において、脱離制御部は、三元触媒よりも上流側となる位置に設けられた燃料噴射弁にポスト噴射を行わせる。このとき、三元触媒の表面では、ポスト噴射された燃料が燃焼する。当該燃焼により、三元触媒では比較的大きな熱が生じるので、三元触媒からNOX吸蔵触媒に到達する排ガスの温度が上昇する。その結果、高温の排ガスによってNOX吸蔵触媒の温度を効率的に上昇させることができる。
 脱離処理において、脱離制御部は、NOX吸蔵触媒に燃料成分を到達させる。これにより、NOX吸蔵触媒においては、吸着していた硫黄が燃料成分と反応して脱離する。「NOX吸蔵触媒に燃料成分を到達させる」処理としては、例えば、昇温処理の際と同様にポスト噴射が行われてもよく、内燃機関における燃焼時の空燃比がリッチとなるように燃料噴射量を調整する処理が行われてもよい。
 本開示によれば、NOX吸蔵触媒からの硫黄の除去を短時間のうちに完了させることのできる制御装置、が提供される。
図1は、第1実施形態に係る制御装置、及び当該制御装置を搭載した車両の構成を模式的に示す図である。 図2は、排ガスの空燃比と、硫黄の脱離速度等との関係を示す図である。 図3は、図1の制御装置によって実行される処理について説明するための図である。 図4は、図1の制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図5は、図1の制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図6は、内燃機関の各運転領域と、図1の制御装置によって実行される処理との関係について説明するための図である。 図7は、第2実施形態におけるポスト噴射の方法について説明するための図である。 図8は、第2実施形態に係る制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図9は、第3実施形態に係る制御装置によって実行される処理について説明するための図である。 図10は、第4実施形態に係る制御装置、及び当該制御装置を搭載した車両の構成を模式的に示す図である。 図11は、燃料噴射弁の通電時間と噴射量との関係を示す図である。 図12は、第5実施形態に係る制御装置によって行われる、ポスト噴射の態様について説明するための図である。 図13は、第5実施形態に係る制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
 以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
 第1実施形態について説明する。本実施形態に係る制御装置10は、車両MVに搭載される装置であって、車両MVの内燃機関20を制御するための装置として構成されている。制御装置10の説明に先立ち、車両MVの構成について先ず説明する。
 図1には、制御装置10及び車両MVのそれぞれの構成が模式的に示されている。車両MVは、エンジンである内燃機関20の駆動力によって走行する車両である。車両MVは内燃機関20の他、吸気配管110と、排気配管120と、EGR配管130と、触媒装置200と、触媒装置300と、を備えている。
 内燃機関20には、燃料噴射弁21が設けられている。燃料噴射弁21は、内燃機関20の気筒に燃料を供給するための開閉弁である。燃料噴射弁21の動作は後述の制御装置10によって制御される。
 尚、内燃機関20は複数の気筒を有しており、燃料噴射弁21はそれぞれの気筒に1つずつ設けられているのであるが、図1においては単一の燃料噴射弁21のみが模式的に描かれている。
 吸気配管110は、内燃機関20に燃焼用の空気を供給するための配管である。吸気配管110の下流側部分は、不図示の吸気マニホールドを介して、内燃機関20が有するそれぞれの気筒に接続されている。吸気配管110の途中には不図示のスロットルバルブが設けられている。スロットルバルブの開度が変化することで、内燃機関20に供給される空気の流量が調整される。
 排気配管120は、内燃機関20で生じた排ガスを、車両MVの外部へと排出するための配管である。排気配管120の上流側部分は、不図示の排気マニホールドを介して、内燃機関20が有するそれぞれの気筒に接続されている。
 EGR配管130は、所謂「排ガス再循環」を行うために設けられた配管である。EGR配管130の一端は排気配管120に接続されており、他端は吸気配管110に接続されている。また、EGR配管130の途中にはEGRバルブ131が設けられている。
 EGR配管130の内部に形成された流路は、排気配管120を通る排ガスの一部を内燃機関20に還流させるための「EGR流路」となっている。EGRバルブ131は、このEGR流路の開閉を切り換えるためのバルブとして設けられている。EGRバルブ131は、外部からの信号によって自動的に開閉する電磁弁として構成されている。EGRバルブ131の開閉動作は制御装置10によって制御される。
 触媒装置200及び触媒装置300は、排気配管120を通る排ガスを触媒によって浄化するための装置である。これらはいずれも、排気配管120の途中となる位置に設けられている。触媒装置200は、排ガスの流れる方向に沿って上流側となる位置に設けられており、触媒装置300は、同方向に沿って下流側となる位置に設けられている。
 触媒装置200の内部には三元触媒210が収容されている。三元触媒210は、通過する排ガスに含まれる窒素酸化物、一酸化炭素、及び炭化水素における相互の化学反応を促進し、これらを安全な物質に変化させるための触媒である。
 触媒装置300の内部にはNOX吸蔵触媒310が収容されている。NOX吸蔵触媒310は、通過する排ガスから窒素酸化物を除去するための触媒である。NOX吸蔵触媒310を通過する排ガスは、上流側にある三元触媒210を通過した後の排ガスである。NOX吸蔵触媒310では、通過する排ガスから窒素酸化物が除去され、これがNOX吸蔵触媒310に吸蔵される。NOX吸蔵触媒310に吸蔵された窒素酸化物は、リッチな排ガスがNOX吸蔵触媒310を通過する際においてNOX吸蔵触媒310から放出され、当該排ガスの浄化に供される。
 このように、内燃機関20から排ガスを排出するための排気配管120には、排ガスを浄化するための三元触媒210と、三元触媒210を通過した後の排ガスから窒素酸化物を除去するためのNOX吸蔵触媒310と、が設けられている。
 車両MVのその他の構成について説明する。排気配管120のうち、内燃機関20と触媒装置200との間となる位置、すなわち触媒装置200よりも上流側となる位置には、空燃比センサ31が設けられている。空燃比センサ31は、排気配管120を通る排ガスの空燃比を測定するためのセンサである。空燃比センサ31は、空燃比の変化に応じて出力電流を概ね一定の傾きで変化させる、所謂「リニアセンサ」として構成されている。空燃比センサ31によって測定された空燃比は制御装置10に入力される。
 排気配管120のうち、触媒装置200と触媒装置300との間となる位置、すなわち触媒装置200よりも下流側となる位置には、O2センサ32が設けられている。O2センサ32は、上記の空燃比センサ31と同様に、排気配管120を通る排ガスの空燃比を測定するためのセンサである。ただし、O2センサ32は、排ガスの空燃比が理論空燃比付近の範囲においてその出力を急峻に変化させ、その他の範囲では概ね一定値を出力するセンサとして構成されている。O2センサ32によって測定された空燃比は制御装置10に入力される。
 排気配管120のうち、触媒装置200と触媒装置300との間となる位置であって、且つ上記のO2センサ32よりも下流側となる位置には、空燃比センサ33が設けられている。空燃比センサ33は、排気配管120を通る排ガスの空燃比を測定するためのセンサであって、先に述べた空燃比センサ31と同様のリニアセンサとして構成されている。空燃比センサ33によって測定された空燃比は制御装置10に入力される。当該空燃比は、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比、ということができる。
 排気配管120のうち、触媒装置300よりも下流側となる位置には、NOXセンサ34が設けられている。NOXセンサ34は、排気配管120を通る排ガスの窒素酸化物濃度を測定するためのセンサである。NOXセンサ34は、固体電解質層の両側に電極が形成されたセルを複数有する構成となっており、排ガスの窒素酸化物濃度及び空燃比のそれぞれを測定することが可能となっている。NOXセンサ34によって測定された窒素酸化物濃度等は制御装置10に入力される。当該窒素酸化物濃度は、車両MVから外部へと排出される排ガスの窒素酸化物濃度、ということができる。尚、触媒装置200及び触媒装置300によって排ガスの浄化を確実に行い得る場合には、NOXセンサ34が設けられていない構成としてもよい。
 引き続き図1を参照しながら、制御装置10の構成について説明する。制御装置10は、先に述べたように内燃機関20を制御するための装置であって、CPU、ROM、RAM等を有するコンピュータシステムとして構成されている。制御装置10は、内燃機関20における燃焼が適切に行われるように、燃料噴射弁21の動作を制御する。具体的には、空燃比センサ31によって測定される排ガスの空燃比が所定の目標空燃比となるように、燃料噴射弁21からの燃料の噴射量を調整する。上記の目標空燃比は、理論空燃比又はその近傍の値に設定される。
 また、制御装置10は、O2センサ32で測定された空燃比の値に基づいて、上記の目標空燃比の値を補正する。これにより、車両MVの外部に排出される排ガスの空燃比を、理論空燃比に更に近づけることが可能となる。
 制御装置10は、上記のような通常の制御に加えて、被毒回復制御を実行することができる。よく知られているように、NOX吸蔵触媒310では、燃料に含まれる硫黄成分が吸着されてしまう現象、すなわち、所謂「硫黄被毒」と称される現象が生じる場合がある。硫黄被毒が生じると、NOX吸蔵触媒による窒素酸化物の吸蔵性能が低下してしまう。被毒回復制御とは、NOX吸蔵触媒310に吸着した硫黄を除去するために行われる制御である。制御装置10は、被毒回復制御を行うための機能的な制御ブロックとして、脱離制御部11を有している。
 脱離制御部11は、被毒回復制御として、昇温処理と脱離処理とを行う。昇温処理とは、NOX吸蔵触媒310の温度を上昇させる処理である。NOX吸蔵触媒310からの硫黄の脱離は、吸蔵されていた窒素酸化物の脱離時よりも高温の場合において生じる傾向がある。このため、後述の脱離処理に先立って、昇温処理によってNOX吸蔵触媒310の温度を予め上昇させておく必要がある。
 本実施形態における昇温処理は、燃料噴射弁21にポスト噴射を行わせることにより行われる。ポスト噴射とは、内燃機関20の各サイクルにおける燃焼が完了した後に、燃料噴射弁21から燃料を噴射させる処理である。ポスト噴射によって噴射された燃料は、内燃機関20では燃焼することなく、そのまま排気配管120へと排出され、下流側の三元触媒210に到達する。三元触媒210では、その表面において燃料が酸素と結びついて燃焼し、燃焼熱が生じる。更に下流側のNOX吸蔵触媒310には、燃焼熱によって高温となった排ガスが到達することとなる。これにより、NOX吸蔵触媒310は高温の排ガスによって加熱され、その温度を短時間のうちに上昇させる。
 ポスト噴射によって噴射される燃料量は、必要な加熱量に応じて決定される。具体的には、加熱の目標温度と、NOX吸蔵触媒310の実際の温度との差分に応じた加熱量が決定され、当該加熱量に対応した量の燃料がポスト噴射によって噴射される。ポスト噴射によって噴射される燃料量は、上記のような計算によって毎回算出されてもよいが、マップを参照することによって運転領域ごとに決定されてもよい。
 昇温処理の際には、三元触媒210において燃料を確実に燃焼させ切るように、三元触媒210には十分な量の酸素も到達させる必要がある。そこで、昇温処理の際には、脱離制御部11は、内燃機関20における燃焼時の空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に変化させる。これにより、三元触媒210に十分な量の酸素を到達させることができる。
 このように、昇温処理とは、三元触媒210よりも上流側となる位置に設けられた燃料噴射弁21にポスト噴射を行わせることで、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの温度を上昇させ、これによりNOX吸蔵触媒310の温度を上昇させる処理である。このような昇温処理によれば、NOX吸蔵触媒310の温度を短時間のうちに上昇させることができるので、後述の脱離処理を含む被毒回復制御の全体を短時間のうちに完了させることが可能となる。
 尚、ポスト噴射を行わせる燃料噴射弁は、本実施形態のように内燃機関20に設けられた燃料噴射弁21であってもよいが、これとは別に設けられた燃料噴射弁であってもよい。例えば、排気配管120のうち、内燃機関20と触媒装置200との間となる位置に、ポスト噴射専用の燃料噴射弁が別途設けられている構成としてもよい。
 被毒回復制御として行われるもう一つの処理である脱離処理は、NOX吸蔵触媒310に燃料成分を到達させることで、NOX吸蔵触媒から硫黄を脱離させる処理である。NOX吸蔵触媒310に燃料成分が到達すると、吸着していた硫黄が燃料成分と反応して、NOX吸蔵触媒310から脱離する。「NOX吸蔵触媒310に燃料成分を到達させる」処理としては、例えば、昇温処理の際と同様にポスト噴射が行われてもよく、内燃機関20における燃焼時の空燃比がリッチとなるように燃料噴射弁21の動作を調整する処理が行われてもよい。尚、脱離処理は、基本的には上記の昇温処理に続いて実行される処理なのであるが、NOX吸蔵触媒310の温度が既に十分に高温となっている場合には、昇温処理を経ることなく脱離処理が行われてもよい。
 被毒回復制御の実行時における燃料噴射量等の調整について、図2を参照しながら説明する。図2の横軸に示されるのは、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比である。当該空燃比は、空燃比センサ33によって測定される空燃比、ということもできる。横軸において「λ=1」と表記されているのは、空気過剰率(λ)が1となるような空燃比、すなわち理論空燃比のことである。図2に示される線L1は、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比を変化させた場合における、NOX吸蔵触媒310に対する加熱効率の変化を示すものである。
 先に述べたように、昇温処理が行われる際には、NOX吸蔵触媒310に十分な酸素が到達するように、内燃機関20における燃焼時の空燃比は理論空燃比よりもリーンな空燃比とされる。NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比が、図2に示される矢印AR1の範囲内となっていれば、ポスト噴射された燃料の一部が燃え残ってしまうことは無い。
 しかしながら、空燃比が過剰にリーンとされた場合には、内燃機関20から排出される時点における排ガスの温度が低下してしまう。このため、線L1に示されるように、リーンな空燃比とするほど加熱効率は低下してしまう。
 従って、昇温処理の際には、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比が可能な限り理論空燃比に近づくように調整が行われる。当該調整は、内燃機関20における燃焼時の空燃比を変化させることにより行われる。このような態様に換えて、ポスト噴射によって燃料噴射弁21から噴射される燃料量を変化させることによって行われてもよい。更に、内燃機関20における燃焼時の空燃比と、ポスト噴射によって燃料噴射弁21から噴射される燃料量と、の両方を変化させることによって行われてもよい。図2では、昇温処理の際における空燃比及び加熱効率を示す点が、点P1として示されている。
 このように、昇温処理の際において、本実施形態に係る脱離制御部11は、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比が理論空燃比に近づくように、内燃機関20における燃焼時の空燃比、及び、ポスト噴射によって燃料噴射弁21から噴射される燃料量、のうち少なくとも一方を調整するように構成されている。これにより、NOX吸蔵触媒310の温度を効率的に上昇させることができる。
 上記の調整は、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比が理論空燃比に近づくよう、都度計算によって行われてもよいのであるが、マップを参照することによって運転領域ごとに決定されてもよい。また、内燃機関20における燃焼時の空燃比を調整する際には、通常時における空燃比の制御中に学習した補正値が用いられることとしてもよい。更に、空燃比センサ33で測定された空燃比をフィードバックすることにより上記の調整が行われてもよい。
 図2に示される線L2は、脱離処理が行われる際、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比を変化させた場合において、NOX吸蔵触媒310から脱離する硫黄の脱離速度の変化を示すものである。線L2に示されるように、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンとなっているときには、硫黄の脱離速度は0となる。硫黄の脱離速度は、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比が、理論空燃比よりもリッチになるほど大きくなる傾向がある。NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比が、図2に示される矢印AR2の範囲内となっていれば、比較的大きな速度で硫黄を脱離させることができる。
 上記に鑑みれば、脱離処理が行われる際には、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比を可能な限りリッチとした方がよいようにも思われる。しかしながら、内燃機関20における燃焼時の空燃比が過剰にリッチとされた場合には、内燃機関20から排出される時点における排ガスの温度が低下してしまう。このため、線L1に示されるように、リッチな空燃比とするほど加熱効率は低下してしまう。
 そこで、脱離処理が行われる際には、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比が、図2に示される矢印AR3の範囲内、すなわち、x2からx1の範囲内に収まるように調整が行われる。当該範囲は、NOX吸蔵触媒310から脱離する硫黄の脱離速度が所定値以上であり、且つ、NOX吸蔵触媒の温度が所定温度を下回ることのないような範囲として、予め設定された範囲である。上記の「所定温度」とは例えば650℃である。本実施形態では、脱離処理が行われる際には、昇温処理の際における空燃比及び加熱効率を示す点が、図2の点P2となるように調整が行われる。
 尚、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比を調整するための具体的な方法は、昇温処理の場合と同様の方法を用いることができる。つまり、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比の調整は、内燃機関20における燃焼時の空燃比を変化させることにより行われてもよく、ポスト噴射によって燃料噴射弁21から噴射される燃料量を変化させることによって行われてもよく、これらの両方を変化させることにより行われてもよい。
 矢印AR3の範囲は、上記とはさらに別の条件を考慮することにより設定されてもよい。NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比がリッチになるほど、硫黄の脱離速度は大きくなり、外部へと排出される排ガスに含まれる硫黄の量は大きくなる。その結果、強い刺激臭を有する排ガスが外部に排出されてしまう。これを考慮し、NOX吸蔵触媒の温度が所定温度を下回ることが無く、且つ、排ガスに含まれる硫黄の量が上限値以下に収まるような範囲として、矢印AR3の範囲が設定されてもよい。
 このように、脱離処理の際において、本実施形態に係る脱離制御部11は、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように、内燃機関20における燃焼時の空燃比、及び、ポスト噴射によって燃料噴射弁21から噴射される燃料量、のうち少なくとも一方を調整する。具体的には、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比が所定範囲に収まるように、内燃機関20における燃焼時の空燃比、及び、ポスト噴射によって燃料噴射弁21から噴射される燃料量、のうち少なくとも一方を調整する。上記の「所定範囲」とは、図2の矢印AR3で示される範囲であって、NOX吸蔵触媒310の温度が所定温度を下回ることのないような範囲として設定されている。
 被毒回復制御が行われる場合における、空燃比等の変化の例について、図3を参照しながら説明する。図3(A)に示されるのは、被毒回復要求の時間変化である。「被毒回復要求」とは、被毒回復制御の実行が必要となった際においてONとされる信号である。被毒回復要求は、例えば上位ECUのように他の制御装置から制御装置10へと送信される信号であってもよく、制御装置10自らによって生成される信号であってもよい。脱離制御部11は、被毒回復要求がONとなっている期間において、上記の昇温処理及び脱離処理のそれぞれを行う。
 図3(B)に示されるのは、内燃機関20における燃焼時の空燃比の時間変化である。当該空燃比は、空燃比センサ31によって測定される空燃比のことである。図3(C)に示されるのは、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比である。当該空燃比は、NOX吸蔵触媒310の入口における空燃比であり、空燃比センサ33によって測定される空燃比のことである。図3(B)及び図3(C)において「λ=1」と示されるのは理論空燃比である。
 図3(D)に示されるのは、ポスト噴射によって燃料噴射弁21から単位時間あたりに噴射される燃料量の時間変化である。当該燃料量のことを、以下では「単位時間当たりの噴射量」とも表記する。図3(E)に示されるのは、NOX吸蔵触媒310の温度の時間変化である。
 図3に示される例では、時刻t1において被毒回復要求がONとされており、その後、被毒回復要求がOFFとされる時刻t6までの期間において被毒回復制御が行われている。時刻t1以前の期間においては、内燃機関20に対しては通常時の制御が制御装置10によって行われている。図3(B)に示されるように、当該期間においては、内燃機関20における燃焼時の空燃比を、理論空燃比よりもリーンとする制御が行われている。
 時刻t1において被毒回復要求がONとされると、その後の時刻t2までの期間において、内燃機関20における燃焼時の空燃比を理論空燃比に一致させる処理が先ず行われる。これにより、NOX吸蔵触媒310に吸蔵されていた窒素酸化物が、NOX吸蔵触媒310から脱離して下流側へと放出される。NOX吸蔵触媒310から窒素酸化物を予め脱離させておくことで、後の脱離制御の際において、到達した燃料成分による硫黄の除去を効率的に行うことが可能となる。時刻t1から時刻t2までの期間の長さは、予め固定された一定の長さであってもよいが、それまでの運転履歴等に応じて都度調整されることとしてもよい。
 時刻t2以降は、内燃機関20における燃焼時の空燃比を、理論空燃比よりもリーンとする処理が行われる。当該処理は、昇温処理においてNOX吸蔵触媒310に燃焼用の酸素を到達させるために行われるものである。時刻t2の後の時刻t3においては、図3(D)に示されるように、燃料噴射弁21からのポスト噴射が開始され、これにより昇温処理が開始される。時刻t3以降における、単位時間当たりの燃料の噴射量はQ1とされている。
 尚、内燃機関20における燃焼時の空燃比をリーンにする処理と、燃料噴射弁21からのポスト噴射を開始させる処理とは、同時に開始されてもよいのであるが、本実施形態では前者を先に開始することとしている。これは、内燃機関20における燃焼時の空燃比がリーン側の目標値に一致したことを、時刻t2から時刻t3までの期間において確認し、必要に応じて補正を行うことを可能とするためである。ポスト噴射が開始された以降は、内燃機関20における燃焼時の空燃比を正確に把握したり、補正したりすることが難しくなる。そこで、本実施形態では、内燃機関20における燃焼時の空燃比をリーンにする処理、をポスト噴射の前に行っておくことで、より正確な空燃比の調整を可能としている。
 時刻t3以降は、図3(E)に示されるように、昇温処理によってNOX吸蔵触媒310の温度は次第に上昇して行く。同図に示されるT1は、昇温処理において到達させるべき目標温度であり、本実施形態ではT1として650℃が設定されている。
 時刻t4において、NOX吸蔵触媒310の温度が目標温度であるT1に到達すると、昇温処理は終了する。時刻t4では、昇温処理から脱離処理に切り換える処理が開始される。
 図3(D)に示されるように、時刻t4には、ポスト噴射の単位時間当たりの噴射量を、Q1からQ3へと大きく増加させる処理が行われる。これは、三元触媒210に吸蔵されていた酸素を、脱離処理の前に使い切っておくために行われる。仮に、三元触媒210に酸素が吸蔵されたままの状態で脱離処理が開始されると、燃料成分の一部は、三元触媒210の酸素と結びつき、硫黄の除去には供されないこととなってしまう。その結果、硫黄の除去に比較的長時間を要してしまうこととなる。
 そこで、本実施形態では、ポスト噴射の単位時間当たりの噴射量を一時的に増加させることで、三元触媒210に吸蔵されていた酸素を早期に使い切ることとしている。これにより、燃料成分による硫黄の除去を早期に開始させ、脱離処理を早期に完了させることが可能となる。
 ポスト噴射の単位時間当たりの噴射量を一時的に増加させる処理は、時刻t4から時刻t5までの期間において行われる。当該期間の長さは、予め固定された一定の長さであってもよいが、それまでの運転履歴等に応じて都度調整されることとしてもよい。
 ポスト噴射の単位時間当たりの噴射量が増加した時刻t4以降は、内燃機関20から到達する空気の量に比べて、燃料成分の量が過多となる。このため、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比は、理論空燃比よりもリッチとなる。
 時刻t5以降は、ポスト噴射の単位時間当たりの噴射量がQ2に変更される。Q2は、Q3よりも小さく、且つQ1よりも大きな噴射量である。これにより、時刻t5では脱離処理が開始される。時刻t5以降の期間においては、NOX吸蔵触媒310の温度がT1を下回ることのないように、内燃機関20における燃焼時の空燃比やポスト噴射の噴射量が調整される。
 NOX吸蔵触媒310からの硫黄の除去が完了すると、時刻t6において被毒回復要求がOFFとされている。これにより脱離処理は終了する。時刻t6以降は、時刻t1以前における通常時の制御に戻される。
 以上に説明した被毒回復制御を実現するために、制御装置10によって実行される処理の具体的な流れについて、図4を参照しながら説明する。図4に示される一連の処理は、車両MVの走行中において、制御装置10によって繰り返し実行されるものである。
 当該処理の最初のステップS01では、リーン運転が行われる。リーン運転とは、車両MVの通常の走行時において実行される制御であって、内燃機関20における燃焼時の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように、燃料噴射弁21のからの燃料の噴射量等を調整する制御である。リーン運転は、図3の例では時刻t1以前に実行されていた制御である。
 ステップS01に続くステップS02では、被毒回復要求がONとなっているか否かが判定される。被毒回復要求がOFFとなっている場合には、ステップS01に戻り、引き続きリーン運転が継続される。被毒回復要求がONとなっている場合には、ステップS03に移行する。
 ステップS03では、内燃機関20にストイキ運転を行わせる処理、すなわち、内燃機関20における燃焼時の空燃比を理論空燃比に一致させる処理が行われる。当該処理は、図3(B)の時刻t1から時刻t2までの期間において実行される処理である。当該処理が開始されてから一定の期間が経過すると、ステップS04に移行する。
 ステップS04では、車両MVにおける排ガス再循環を停止させる処理が行われる。具体的には、EGR流路に設けられたEGRバルブ131を閉じる処理が行われる。このように、本実施形態に係る脱離制御部11は、昇温処理の際において、予めEGRバルブ131を閉じる処理を行う。
 ポスト噴射された燃料がEGR流路を介して内燃機関20に供給されてしまうと、内燃機関20における燃焼時の空燃比を目標空燃比に一致させることが難しくなり、発生するトルクも目標からずれてしまうこととなる。そこで、本実施形態ではこのような事態を防止するために、昇温処理の際においては予めEGRバルブ131を閉じることとしている。尚、昇温処理を経ることなく脱離処理が行われる場合にも、上記と同様にEGRバルブ131は予め閉じられる。
 ステップS04に続くステップS05では、被毒回復制御が実行される。ステップS05に続くステップS06では、車両MVにおける排ガス再循環を再開させる処理が行われる。具体的には、EGR流路に設けられたEGRバルブ131を開く処理が行われる。尚、被毒回復制御の完了と同時に排ガス再循環を再開させる必要がない場合には、排ガス再循環が必要となるときまでステップS06の処理が保留されることとしてもよい。
 ステップS05の被毒回復制御において実行される処理の流れについて、図5を参照しながら説明する。図5に示されるフローチャートは、ステップS05において実行される処理の流れをサブルーチンとして描いたものである。
 当該処理の最初のステップS11では、過去又は現在において、NOX吸蔵触媒310の故障判定がなされているか否かが判定される。例えば、NOXセンサ34の測定値等に基づいて判定されるNOX吸蔵触媒310の浄化率が、正常時に比べて著しく低下している場合には、NOX吸蔵触媒310が故障していると判定される。NOX吸蔵触媒310の故障判定がなされている場合には、被毒回復制御を実行することなく、図5に示される一連の処理を終了する。それ以外の場合にはステップS12に移行する。
 ステップS12では、NOX吸蔵触媒310の被毒量、すなわち、NOX吸蔵触媒310に吸着している硫黄の量を推定する処理が行われる。被毒量は、NOX吸蔵触媒310に吸着する硫黄の量から、NOX吸蔵触媒310から脱離する硫黄の量を差し引くことにより推定することができる。
 上記における「NOX吸蔵触媒310に吸着する硫黄の量」は、NOX吸蔵触媒310に到達する硫黄の量に置き換えて算出することができる。例えば、内燃機関20における燃料消費量に、燃料に含まれる硫黄の含有率を掛けて得られる値を、積算することによって算出することができる。
 また、上記における「NOX吸蔵触媒310から脱離する硫黄の量」は、内燃機関20の運転状態が高温且つ高負荷の状態となっているときに、NOX吸蔵触媒310に到達した燃料成分の量、を積算することによって算出することができる。上記における「内燃機関20の運転状態が高温且つ高負荷の状態となっているとき」とは、内燃機関20の運転状態が、後に説明する図6の領域Dとなっているときのことである。「NOX吸蔵触媒310に到達した燃料成分の量」は、例えば、内燃機関20における燃焼時の空燃比から推定することができる。NOX吸蔵触媒310に到達した燃料成分の量と、NOX吸蔵触媒310から脱離する硫黄の量との関係は、例えば予めマップとして記憶しておけばよい。
 ステップS12に続くステップS13では、ステップS12で推定された被毒量が、所定の閾値を超えたか否かが判定される。当該閾値は、許容される被毒量の上限値として予め設定されたものである。被毒量が閾値以下であった場合には、ステップS11以降の処理が再度実行される。被毒量が閾値を超えていた場合には、ステップS14に移行する。
 ステップS14では、被毒回復制御を実行可能か否かが判定される。例えば、内燃機関20を通る冷却水の温度が所定値よりも低く、内燃機関20の暖機運転が完了していない場合には、特に昇温処理の実行が困難となるので、被毒回復制御を実行可能ではないと判定される。また、空燃比センサ31等の温度が所定の活性温度に達していない場合にも、被毒回復制御を実行可能ではないと判定される。
 被毒回復制御を実行可能ではないと判定された場合には、ステップS11以降の処理が再度実行される。被毒回復制御を実行可能であると判定された場合には、ステップS15に移行する。
 ステップS15では、NOX吸蔵触媒310の温度が、脱離可能温度以上となっているか否かが判定される。「脱離可能温度」とは、NOX吸蔵触媒310からの硫黄の除去を行い得る温度として、予め設定された温度である。本実施形態では、図3(E)に示されるT1、具体的には650℃が、上記の脱離可能温度として設定されている。尚、NOX吸蔵触媒310の温度は、NOX吸蔵触媒310に設けられた不図示の温度センサによって測定されてもよく、触媒装置300の近傍に設けられた不図示の排ガス温度センサの測定値に基づいて推定されてもよい。
 ステップS15において、NOX吸蔵触媒310の温度が既に脱離可能温度以上となっていた場合には、ステップS16に移行する。ステップS16では、先に述べた脱離処理が行われる。具体的には、内燃機関20における燃焼時の空燃比を理論空燃比よりもリッチとすることや、燃料噴射弁21にポスト噴射を行わせることにより、NOX吸蔵触媒310に燃料成分を到達させる処理が行われる。このとき、NOX吸蔵触媒310の温度は十分に高温となっているので、NOX吸蔵触媒310に吸着していた硫黄は、到達した燃料成分によって除去される。
 ステップS16に続くステップS17では、NOX吸蔵触媒310からの硫黄の脱離が完了したか否かが判定される。例えば、ステップS12と同様の方法によって被毒量を推定し、推定された被毒量が十分に少なくなったことが確認された場合には、硫黄の脱離が完了したと判定される。このような態様に換えて、ステップS16の開始時点から一定の期間が経過した場合に、硫黄の脱離が完了したと判定されることとしてもよい。
 硫黄の脱離が完了したと判定された場合には、被毒回復要求がOFFとされる。これに伴い、図5に示される一連の処理を終了し、図4のステップS06に移行する。硫黄の脱離が未だ完了していないと判定された場合には、ステップS16に戻り、脱離処理が継続して行われる。
 ステップS15において、NOX吸蔵触媒310の温度が脱離可能温度未満であった場合には、ステップS18に移行する。ステップS18では、先に述べた昇温処理が行われる。具体的には、内燃機関20における燃焼時の空燃比を理論空燃比よりもリーンとし、且つ燃料噴射弁21にポスト噴射を行わせることにより、高温の排ガスをNOX吸蔵触媒310に到達させる処理が行われる。ステップS18の処理が行われた後は、ステップS11以降の処理が再度実行される。その後、NOX吸蔵触媒310の温度が脱離可能温度以上となるまでの間は、ステップS18に移行し昇温処理が継続することとなる。
 尚、図5に示される処理のうちステップS11からステップS14までの処理は、図4のステップS02において、被毒回復要求をONにするか否かを決定するための処理として行われることとしてもよい。この場合、ステップS14における判定がYesの場合には被毒回復要求がONとされ、それ以外の場合には被毒回復要求がOFFとされる。また、この場合には、図4のステップS05における具体的な処理として、図5のステップS15以降の処理が行われることとすればよい。
 車両MVの運転状態と被毒回復制御との関係について、図6を参照しながら説明する。図6には、内燃機関20の回転数とトルクとによって定まる車両MVの運転状態が、4つの領域に分けて描かれている。
 領域Aは、内燃機関20における負荷が最も低い状態の範囲である。領域Bは、内燃機関20における負荷が領域Aの場合よりも高い状態の範囲であり、領域Cは、内燃機関20における負荷が領域Bの場合よりも更に高い状態の範囲である。領域Dは、内燃機関20における負荷が最も高い状態の範囲である。図6では、領域Aと領域Bとの間の境界が点線DL1で示されており、領域Bと領域Cとの間の境界が点線DL2で示されており、領域Cと領域Dとの間の境界が点線DL3で示されている。
 領域Aにおいては、内燃機関20から排出される排ガスの温度は低温となっている。領域Aにおいて仮に昇温処理が行われたとしても、NOX吸蔵触媒310の温度を、脱離処理を行い得る所定温度まで上昇させることはできなくなっている。このため、車両MVの運転状態が領域Aの範囲となっているときには、被毒回復制御によりNOX吸蔵触媒310から硫黄を脱離させることができない。ただし、領域Aでは、昇温処理を予備的に行っておくことしてもよい。これにより、車両MVの運転状態がその後に領域Bに移行した際に、昇温処理を短時間で完了させることが可能となる。
 領域Bにおいては、内燃機関20から排出される排ガスの温度は低温となっているものの、領域Aにおける排ガスの温度よりは高くなっている。このため、脱離処理に先立ってやはり昇温処理が必要なのであるが、昇温処理を行えば、NOX吸蔵触媒310の温度を上記の所定温度まで上昇させることが可能である。図5等を参照しながら説明した被毒回復制御は、この領域Bにおいて行われる制御となっている。
 領域Cにおいては、内燃機関20から排出される排ガスの温度が高温となっている。このため、昇温処理が行われなくても、NOX吸蔵触媒310は排ガスによって加熱され、その温度は上記の所定温度を超えた状態となっている。従って昇温処理は不要であり、直ちに脱離処理を実行することによってNOX吸蔵触媒310から硫黄を脱離させることができる。尚、領域Cにおいて被毒回復制御を実行する際には、図5のステップS14における判定がYesであった場合に、ステップS15を経ることなくステップS16に移行することとすればよい。
 領域Dにおいては、内燃機関20から排出される排ガスの温度が更に高温となっている。このため、昇温処理が行われなくても、NOX吸蔵触媒310は排ガスによって加熱され、その温度は上記の所定温度を超えた状態となっている。更に、領域Dにおいては、燃料噴射弁21や空燃比センサ31等の各部品の過昇温を防止するために、内燃機関20における燃焼時の空燃比を、理論空燃比よりもリッチとする処理が別途行われる。従って、車両MVの運転状態が領域Dの範囲となっているときには、昇温処理や脱離処理が行われなくても、NOX吸蔵触媒310からは硫黄が脱離して行くこととなる。
 図5に示されるフローチャートでは、ステップS13において被毒量が閾値を超えた場合に、被毒回復制御が行われることとしている。このような態様に換えて、被毒量について複数の閾値が設定されることとしてもよい。例えば、被毒量が低い方の閾値を超えた場合には、領域Bにおいては被毒回復制御が行われず、領域Cにおいて脱離処理のみが行われることとすればよい。また、被毒量が高い方の閾値を超えた場合には、領域B及び領域Cのいずれにおいても被毒回復制御が行われることとすればよい。
 第2実施形態について説明する。第2実施形態では、制御装置10によって実行される処理の一部においてのみ第1実施形態と異なっている。以下では、第1実施形態と異なる点について主に説明し、第1実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。
 例えば昇温処理のために、燃料噴射弁21からのポスト噴射が行われる際には、必要な加熱量に基づいてポスト噴射の噴射量が決定される。第1実施形態においては、当該噴射量に基づいたポスト噴射が、内燃機関20の動作サイクルごとに毎回行われていた。
 しかしながら、1サイクルにおける要求噴射量が小さすぎる場合には、燃料噴射弁21から微小量のポスト噴射を正確に行うことが難しくなるという問題が生じる。そこで、本実施形態では、1回のポスト噴射における要求噴射量が所定の閾値よりも小さい場合には、要求噴射量の積算値が閾値を超えるまでの間、燃料噴射弁21にポスト噴射を行わせないこととしている。
 図7(A)に示されるのは、要求噴射量の時間変化である。要求噴射量は、ポスト噴射の噴射量についての要求値であって、NOX吸蔵触媒310に対して必要な加熱量に応じて算出されるものである。図7(A)の例では、時刻t11、t12、t13、t14、t21、t22、t23、t24のそれぞれにおいて、要求噴射量が出力されている。第1実施形態においては、ポスト噴射による燃料の噴射量が、図7(A)の波形と概ね一致するように、燃料噴射弁21からのポスト噴射が行われていた。つまり、時刻t11、t12等のそれぞれにおいてポスト噴射が行われていた。
 図7(B)に示されるのは、要求噴射量の積算値の時間変化である。当該積算値は、要求噴射量が出力された時刻t11、t12等のそれぞれにおいて増加して行く。同図に示されるQTは、要求噴射量について予め設定された閾値である。以下では、「閾値QT」とも表記する。
 本実施形態では、1回のポスト噴射における要求噴射量が閾値QTよりも小さい場合には、脱離制御部11は、要求噴射量が出力されても、その時点では燃料噴射弁21にポスト噴射を行わせない。
 図7(B)の例では、時刻t14において積算値が閾値QTを超えている。このため、その後の時刻t15において、燃料の噴射、すなわちポスト噴射が行われている。このときのポスト噴射の噴射量は、それまでの積算値に相当する噴射量となっている。このため、時刻t11から時刻t15までの期間全体で見れば、同期間においてポスト噴射される燃料の総量は、第1実施形態の場合と変わらない。尚、ポスト噴射が行われると、その時点で積算値がリセットされ0に戻される。時刻t21から時刻t25までの期間においては、時刻t11から時刻t15までの期間と同様の制御が再度行われる。
 本実施形態では、ポスト噴射における燃料の噴射量が第1実施形態に比べて大きくなっている。このため、1回あたりの要求噴射量が微小な場合であっても、必要な加熱量を実現するためのポスト噴射を正確に行うことが可能となっている。
 以上のような制御を実現するために行われる処理の具体的な流れについて、図8を参照しながら説明する。当該処理は、制御装置10の脱離制御部11によって実行されるものである。最初のステップS21では、ポスト噴射要求があったか否かが判定される。「ポスト噴射要求」とは、ポスト噴射が必要な場合において要求噴射量と共に出力される信号であり、図7の例では時刻t11、t12等のそれぞれの時点において出力されるものである。ポスト噴射要求が出力されていない場合には、図8に示される一連の処理を終了する。ポスト噴射要求が出力されている場合には、ステップS22に移行する。
 ステップS22では、要求噴射量が閾値QTよりも小さいか否かが判定される。要求噴射量が閾値QT以上であった場合には、後述のステップS25に移行し、ポスト噴射が行われる。要求噴射量が閾値QTよりも小さい場合には、ステップS23に移行する。
 ステップS23では、要求噴射量の積算値に対して今回の要求噴射量を加算し、これにより当該積算値を更新する処理が行われる。ステップS23に続くステップS24では、更新された積算値が閾値QTを超えたか否かが判定される。積算値が閾値QTを超えていない場合には、ポスト噴射を行うことなく、図8に示される一連の処理を終了する。積算値が閾値QTを超えている場合には、ステップS25に移行する。
 ステップS25では、燃料噴射弁21にポスト噴射を行わせる処理が行われる。先に述べたように、当該ポスト噴射における噴射量は、この時点における積算値に相当する量となっている。ステップS25に続くステップS26では、積算値をリセットし0に戻す処理が行われる。
 以上に説明したように、本実施形態に係る脱離制御部11は、1回のポスト噴射における要求噴射量が所定の閾値QTよりも小さい場合には、要求噴射量の積算値が閾値QTを超えるまでの間、燃料噴射弁21にポスト噴射を行わせず、要求噴射量の積算値が閾値QTを超えると、当該積算値に相当する量の燃料を燃料噴射弁21から噴射させる。これにより、ポスト噴射による必要な加熱を精度よく行うことが可能となっている。
 第3実施形態について説明する。第3実施形態では、制御装置10によって実行される処理の一部においてのみ第1実施形態と異なっている。以下では、第1実施形態と異なる点について主に説明し、第1実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。
 図9(A)に示されるのは、ポスト噴射による噴射量の時間変化である。図9(B)に示されるのは、内燃機関20における燃焼時の空燃比の時間変化である。当該空燃比は、空燃比センサ31によって測定される空燃比のことである。図9(C)に示されるのは、NOX吸蔵触媒310に到達する排ガスの空燃比である。当該空燃比は、NOX吸蔵触媒310の入口における空燃比であり、空燃比センサ33によって測定される空燃比のことである。図9(B)及び図9(C)において「λ=1」と示されるのは理論空燃比である。図9(D)に示されるのは、NOX吸蔵触媒310の温度の時間変化である。
 本実施形態では、図9(A)に示されるように、時刻t31においてポスト噴射の単位時間当たりの噴射量がQ21とされ、これにより昇温処理が開始されている。また、その後の時刻t32においてポスト噴射の単位時間当たりの噴射量がQ22とされ、これにより脱離処理が開始されている。
 ただし、本実施形態では、脱離処理の実行時における加熱性能が十分ではなく、NOX吸蔵触媒310の温度は脱離処理の途中から低下し始めてしまっている。その結果、時刻t33において、NOX吸蔵触媒310の温度がT1を下回っている。このT1は、図3(E)に示されるT1と同じもの、すなわち、昇温処理において到達させるべき目標温度として設定された温度である。
 そこで、時刻t33においては昇温処理が再び実行されており、更にその後の時刻t34においては、NOX吸蔵触媒310の温度がT1を上回ると同時に脱離処理が再び開始されている。その後の時刻t35においては、NOX吸蔵触媒310の温度がT1を下回ると同時に昇温処理が再び開始されている。このように、本実施形態に係る脱離制御部11は、昇温処理及び脱離処理を交互に繰り返すように構成されている。これにより、脱離処理の実行中におけるNOX吸蔵触媒310の加熱性能が低い場合であっても、被毒回復制御を実行し、NOX吸蔵触媒310から硫黄を十分に除去することが可能となる。
 本実施形態においても、図7を参照しながら説明した第2実施形態と同様の態様でポスト噴射が行われることとしてもよい。
 第4実施形態について、図10を参照しながら説明する。第4実施形態では、制御装置10が搭載される車両MVの構成について第1実施形態と異なっている。以下では、第1実施形態と異なる点について主に説明し、第1実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。
 図10に示されるように、本実施形態に係る車両MVにおいては、排気配管120のうち触媒装置300よりも更に下流側となる位置に、触媒装置300Aが設けられている。触媒装置300Aは、触媒装置300と同様に構成された排ガスの浄化装置であって、その内部にはNOX吸蔵触媒310Aが収容されている。NOX吸蔵触媒310Aは、NOX吸蔵触媒310と同様に、通過する排ガスから窒素酸化物を除去するための触媒となっている。
 NOXセンサ34は、本実施形態では、排気配管120のうち触媒装置300Aよりも下流側となる位置に設けられている。また、排気配管120のうち触媒装置300と触媒装置300Aとの間となる位置には、温度センサ35が設けられている。温度センサ35は、排ガスの温度を測定するためのセンサである。温度センサ35によって測定された排ガスの温度は、制御装置10に入力される。
 本実施形態では、空燃比センサ33に換えて、NOXセンサ34と同様のセンサが用いられることとしてもよい。
 このような構成においては、触媒装置300と触媒装置300Aとの両方によって、排ガスから窒素酸化物が除去される。このため、上流側の触媒装置300においてNOX吸蔵触媒310の硫黄被毒が生じ、窒素酸化物の除去性能が低下した場合であっても、下流側のNOX吸蔵触媒310によって引き続き窒素酸化物が除去される。これにより、窒素酸化物が車両MVの外部に排出されてしまうことを、より確実に防止することが可能となる。
 第5実施形態について説明する。第5実施形態では、制御装置10によって実行される処理の一部においてのみ第1実施形態と異なっている。以下では、第1実施形態と異なる点について主に説明し、第1実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。
 まず、燃料噴射弁21からの燃料の噴射量について、図11を参照しながら説明する。燃料噴射弁21は、内部のコイルで生じた電磁力によってニードルを動作させ、これにより開閉を切り換える弁として構成されている。尚、このようなコイルやニードルを有する燃料噴射弁21の構成としては公知のものを採用することができるので、その具体的な図示や説明については省略する。
 図11の横軸に示されるのは、燃料噴射弁21のコイルへの通電時間である。縦軸に示されるのは、コイルに通電されている期間における燃料噴射弁21からの燃料の噴射量である。線L11に示されるグラフは、通電時間と噴射量との関係を示すグラフである。線L11に示されるように、通電時間が長くなる程、燃料噴射弁21からの燃料の噴射量も多くなる。線L11に示される対応関係に基づいて、要求噴射量に応じて通電時間が設定される。
 本実施形態では、燃料噴射弁21からの燃料の噴射量について、フルリフト範囲WFと、パーシャルリフト範囲WPと、がそれぞれ設定されている。「フルリフト範囲WF」とは、1回の燃料噴射が行われている期間において、燃料噴射弁21の開度が最大となるような噴射量の範囲、すなわち、燃料噴射弁21のニードルが、その可動範囲のうち噴孔から最も遠い位置まで到達するような噴射量の範囲である。「パーシャルリフト範囲WP」とは、1回の燃料噴射が行われている期間において、燃料噴射弁21の開度が最大とはならないような噴射量の範囲、すなわち、燃料噴射弁21のニードルが、その可動範囲のうち噴孔から最も遠い位置までは到達しないような噴射量の範囲である。
 パーシャルリフト範囲WPの上限値のことを、以下では「上限値UPL」とも称する。パーシャルリフト範囲WPの下限値のことを、以下では「下限値LPL」とも称する。フルリフト範囲WFの下限値のことを、以下では「下限値LFL」とも称する。図11に示されるように、フルリフト範囲WFの下限値LFLは、パーシャルリフト範囲WPの上限値UPLよりも大きな値として設定されている。
 噴射量の要求値、すなわち要求噴射量がパーシャルリフト範囲WP内の値であるときには、通電時間は、図11のt41からt42までの範囲に設定される。また、燃料の要求噴射量がフルリフト範囲WF内の値であるときには、通電時間は、図11のt43以上の長さに設定される。
 ところで、通電時間が所定の時間に設定されても、燃料噴射弁21の機差等に起因して、噴射量のばらつきが生じる。図11では、当該ばらつきの平均的な値を示すものとして線L10が描かれている。図11の線L11は、当該ばらつきの下限を示すものであり、線L12は、当該ばらつきの上限を示すものである。
 図11に示されるように、パーシャルリフト範囲WP又はフルリフト範囲WFの噴射量となるように通電時間が設定された場合には、噴射量のばらつき、すなわち線L11と線L12との間隔は比較的小さくなる。一方、パーシャルリフト範囲WPとフルリフト範囲WFとの間の範囲W0となるように通電時間が設定された場合には、噴射量のばらつきは比較的大きくなる。
 そこで、本実施形態では、1つの燃料噴射弁21からの燃料の噴射量が、パーシャルリフト範囲WP又はフルリフト範囲WFのいずれかに収まるように、ポスト噴射が実行される。
 先に述べたように、内燃機関20は複数の気筒を有しており、燃料噴射弁21はそれぞれの気筒に1つずつ設けられている。以下では、内燃機関20が4気筒のエンジンである場合の例、すなわち、燃料噴射弁21が全部で4つ設けられている場合の例について説明する。
 図12に示されるのは、ポスト噴射の要求噴射量が設定された際に、当該要求噴射量に相当する量の燃料の噴射を、4つの燃料噴射弁21でどのように分担して行うか、を示す図である。本実施形態では、要求噴射量の大きさに応じて、燃料を噴射する燃料噴射弁21の数、及び、個々の噴射量をそれぞれ変化させる。
 要求噴射量がQ31以上Q32未満であるときには、ポスト噴射は1つの燃料噴射弁21からのみ行われる。つまり、1つの燃料噴射弁21から、要求噴射量と同じ量の燃料が噴射される。噴射を行う1つの燃料噴射弁21からの噴射量は、パーシャルリフト範囲WP内の値に設定される。換言すれば、このような噴射量の設定が可能な範囲となるように、Q31及びQ32が設定されている。
 要求噴射量がQ32以上Q33未満であるときには、ポスト噴射は2つの燃料噴射弁21からのみ行われる。つまり、2つの燃料噴射弁21からのそれぞれの噴射量の合計が、要求噴射量と同じ量になる。噴射を行う2つの燃料噴射弁21のそれぞれ噴射量は、いずれもパーシャルリフト範囲WP内の値に設定される。換言すれば、このような噴射量の設定が可能な範囲となるように、Q32及びQ33が設定されている。
 要求噴射量がQ33以上Q34未満であるときには、ポスト噴射は3つの燃料噴射弁21からのみ行われる。つまり、3つの燃料噴射弁21からのそれぞれの噴射量の合計が、要求噴射量と同じ量になる。噴射を行う3つの燃料噴射弁21のそれぞれ噴射量は、いずれもパーシャルリフト範囲WP内の値に設定される。換言すれば、このような噴射量の設定が可能な範囲となるように、Q33及びQ34が設定されている。
 要求噴射量がQ34以上Q35未満であるときには、ポスト噴射は4つの燃料噴射弁21から行われる。つまり、4つの燃料噴射弁21からのそれぞれの噴射量の合計が、要求噴射量と同じ量になる。噴射を行う4つの燃料噴射弁21のそれぞれ噴射量は、いずれもパーシャルリフト範囲WP内の値に設定される。換言すれば、このような噴射量の設定が可能な範囲となるように、Q34及びQ35が設定されている。
 要求噴射量がQ35以上Q36未満であるときには、ポスト噴射は1つの燃料噴射弁21からのみ行われる。つまり、1つの燃料噴射弁21から、要求噴射量と同じ量の燃料が噴射される。噴射を行う1つの燃料噴射弁21からの噴射量は、フルリフト範囲WF内の値に設定される。換言すれば、このような噴射量の設定が可能な範囲となるように、Q35及びQ36が設定されている。
 要求噴射量がQ36以上Q37未満であるときには、ポスト噴射は2つの燃料噴射弁21からのみ行われる。つまり、2つの燃料噴射弁21からのそれぞれの噴射量の合計が、要求噴射量と同じ量になる。噴射を行う2つの燃料噴射弁21のそれぞれの噴射量は、フルリフト範囲WF内の値に設定される。換言すれば、このような噴射量の設定が可能な範囲となるように、Q36及びQ37が設定されている。
 要求噴射量がQ37以上Q38未満であるときには、ポスト噴射は3つの燃料噴射弁21からのみ行われる。つまり、3つの燃料噴射弁21からのそれぞれの噴射量の合計が、要求噴射量と同じ量になる。噴射を行う3つの燃料噴射弁21のそれぞれの噴射量は、フルリフト範囲WF内の値に設定される。換言すれば、このような噴射量の設定が可能な範囲となるように、Q37及びQ38が設定されている。
 要求噴射量がQ38以上であるときには、ポスト噴射は4つの燃料噴射弁21から行われる。つまり、4つの燃料噴射弁21からのそれぞれの噴射量の合計が、要求噴射量と同じ量になる。噴射を行う4つの燃料噴射弁21のそれぞれの噴射量は、フルリフト範囲WF内の値に設定される。換言すれば、このような噴射量の設定が可能な範囲となるように、Q38が設定されている。
 尚、要求噴射量がQ31未満であるときには、要求噴射量が小さすぎるため、燃料噴射弁21から精度よく燃料の噴射を行うことができない。このため、要求噴射量がQ31未満の値に設定された場合には、ポスト噴射の実行が禁止される。
 以上のように、本実施形態では、車両MVに燃料噴射弁21が複数設けられている。脱離制御部11は、複数の燃料噴射弁21のうちの一部または全部から噴射される燃料の噴射量の合計が、要求噴射量と一致するようにポスト噴射を行わせる。ポスト噴射を、複数の燃料噴射弁21から分けて行うことにより、一度に噴射される燃料の噴射量が小さくなる。その結果、三元触媒210に一度に到達する燃料の量が少なくなり、三元触媒210の温度変化が緩やかになるので、三元触媒210の劣化を抑制することができる。このような効果をより高めるために、複数の燃料噴射弁21からポスト噴射を分けて行う際には、それぞれの噴射を同時には行わず、それぞれの噴射タイミングを少しずつずらした上で、短い時間間隔で噴射させることが好ましい。
 以上のようなポスト噴射を実現するために、制御装置10によって実行される具体的な処理について、図13を参照しながら説明する。図13に示される一連の処理は、ポスト噴射を実行するために、制御装置10の脱離制御部11によって実行されるものである。
 最初のステップS31では、ポスト噴射要求があったか否かが判定される。ポスト噴射要求が出力されていない場合には、図13に示される一連の処理を終了する。ポスト噴射要求が出力されている場合には、ステップS32に移行する。
 ステップS32では、要求噴射量/4の値が、フルリフト範囲WFの下限値LFLよりも大きいか否かが判定される。当該判定がYesであった場合には、ステップS33に移行する。ステップS33では、ポスト噴射が4つの燃料噴射弁21から行われ、且つ、4つの燃料噴射弁21のそれぞれの噴射量が、いずれもフルリフト範囲WF内の値となるようなモードに設定される。その後、当該モードに応じたポスト噴射が実行される。
 ステップS32の判定がNoであった場合には、ステップS34に移行する。ステップS34では、要求噴射量/4の値が、パーシャルリフト範囲WPの上限値UPLよりも小さく、且つ、要求噴射量/4の値が、パーシャルリフト範囲WPの下限値LPLよりも大きいか否かが判定される。当該判定がYesであった場合には、ステップS35に移行する。ステップS35では、ポスト噴射が4つの燃料噴射弁21から行われ、且つ、4つの燃料噴射弁21のそれぞれの噴射量が、いずれもパーシャルリフト範囲WP内の値となるようなモードに設定される。その後、当該モードに応じたポスト噴射が実行される。
 ステップS34の判定がNoであった場合には、ステップS36に移行する。ステップS36では、要求噴射量/3の値が、フルリフト範囲WFの下限値LFLよりも大きいか否かが判定される。当該判定がYesであった場合には、ステップS37に移行する。ステップS37では、ポスト噴射が3つの燃料噴射弁21から行われ、且つ、3つの燃料噴射弁21のそれぞれの噴射量が、いずれもフルリフト範囲WF内の値となるようなモードに設定される。その後、当該モードに応じたポスト噴射が実行される。
 ステップS36の判定がNoであった場合には、ステップS38に移行する。ステップS38では、要求噴射量/3の値が、パーシャルリフト範囲WPの上限値UPLよりも小さく、且つ、要求噴射量/3の値が、パーシャルリフト範囲WPの下限値LPLよりも大きいか否かが判定される。当該判定がYesであった場合には、ステップS39に移行する。ステップS39では、ポスト噴射が3つの燃料噴射弁21から行われ、且つ、3つの燃料噴射弁21のそれぞれの噴射量が、いずれもパーシャルリフト範囲WP内の値となるようなモードに設定される。その後、当該モードに応じたポスト噴射が実行される。
 ステップS38の判定がNoであった場合には、ステップS40に移行する。ステップS40では、要求噴射量/2の値が、フルリフト範囲WFの下限値LFLよりも大きいか否かが判定される。当該判定がYesであった場合には、ステップS41に移行する。ステップS41では、ポスト噴射が2つの燃料噴射弁21から行われ、且つ、2つの燃料噴射弁21のそれぞれの噴射量が、いずれもフルリフト範囲WF内の値となるようなモードに設定される。その後、当該モードに応じたポスト噴射が実行される。
 ステップS40の判定がNoであった場合には、ステップS42に移行する。ステップS42では、要求噴射量/2の値が、パーシャルリフト範囲WPの上限値UPLよりも小さく、且つ、要求噴射量/2の値が、パーシャルリフト範囲WPの下限値LPLよりも大きいか否かが判定される。当該判定がYesであった場合には、ステップS43に移行する。ステップS43では、ポスト噴射が2つの燃料噴射弁21から行われ、且つ、2つの燃料噴射弁21のそれぞれの噴射量が、いずれもパーシャルリフト範囲WP内の値となるようなモードに設定される。その後、当該モードに応じたポスト噴射が実行される。
 ステップS42の判定がNoであった場合には、ステップS44に移行する。ステップS44では、要求噴射量の値が、フルリフト範囲WFの下限値LFLよりも大きいか否かが判定される。当該判定がYesであった場合には、ステップS45に移行する。ステップS45では、ポスト噴射が1つの燃料噴射弁21から行われ、且つ、1つの燃料噴射弁21の噴射量が、フルリフト範囲WF内の値となるようなモードに設定される。その後、当該モードに応じたポスト噴射が実行される。
 ステップS44の判定がNoであった場合には、ステップS46に移行する。ステップS46では、要求噴射量の値が、パーシャルリフト範囲WPの上限値UPLよりも小さく、且つ、要求噴射量の値が、パーシャルリフト範囲WPの下限値LPLよりも大きいか否かが判定される。当該判定がYesであった場合には、ステップS47に移行する。ステップS47では、ポスト噴射が1つの燃料噴射弁21から行われ、且つ、1つの燃料噴射弁21の噴射量が、パーシャルリフト範囲WP内の値となるようなモードに設定される。その後、当該モードに応じたポスト噴射が実行される。
 ステップS46の判定がNoであった場合には、ステップS48に移行する。ステップS48に移行した場合には、要求噴射量が小さすぎて精度の良い噴射を行うことが難しい。このため、ステップS48ではポスト噴射の実行が禁止される。
 以上のような処理の結果、本実施形態に係る脱離制御部11は、それぞれの燃料噴射弁21からの噴射される燃料の噴射量が、フルリフト範囲WF又はパーシャルリフト範囲WPのいずれかに収まるように、ポスト噴射を行わせる燃料噴射弁21の数を決定する。これにより、いずれかの燃料噴射弁21から、制度の低い噴射が行われてしまうことを防止することができる。
 以上に説明したような方法によるポスト噴射は、第1実施形態に対してのみならず、第3実施形態や第4実施形態に対しても適用することができる。
 以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
 本開示に記載の制御装置及び制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された1つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された1つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置及び制御方法は、1つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置及び制御方法は、1つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと1つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された1つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。

Claims (10)

  1.  内燃機関(20)の制御装置(10)であって、
     前記内燃機関から排ガスを排出するための排気配管(120)には、排ガスを浄化するための三元触媒(210)と、三元触媒を通過した後の排ガスから窒素酸化物を除去するためのNOX吸蔵触媒(310)と、が設けられており、
     前記NOX吸蔵触媒に吸着した硫黄を除去するための制御、を行う脱離制御部(11)を備え、
     前記脱離制御部は、
     前記三元触媒よりも上流側となる位置に設けられた燃料噴射弁(21)にポスト噴射を行わせることで、前記NOX吸蔵触媒に到達する排ガスの温度を上昇させ、これにより前記NOX吸蔵触媒の温度を上昇させる昇温処理と、
     前記NOX吸蔵触媒に燃料成分を到達させることで、前記NOX吸蔵触媒から硫黄を脱離させる脱離処理と、を行うように構成されている制御装置。
  2.  前記昇温処理の際において、前記脱離制御部は、
     前記NOX吸蔵触媒に到達する排ガスの空燃比が理論空燃比に近づくように、前記内燃機関における燃焼時の空燃比、及び、ポスト噴射によって前記燃料噴射弁から噴射される燃料量、のうち少なくとも一方を調整する、請求項1に記載の制御装置。
  3.  前記脱離処理の際において、前記脱離制御部は、
     前記NOX吸蔵触媒に到達する排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように、前記内燃機関における燃焼時の空燃比、及び、ポスト噴射によって前記燃料噴射弁から噴射される燃料量、のうち少なくとも一方を調整する、請求項1又は2に記載の制御装置。
  4.  前記脱離処理の際において、前記脱離制御部は、
     前記NOX吸蔵触媒に到達する排ガスの空燃比が所定範囲に収まるように、前記内燃機関における燃焼時の空燃比、及び、ポスト噴射によって前記燃料噴射弁から噴射される燃料量、のうち少なくとも一方を調整する、請求項3に記載の制御装置。
  5.  前記所定範囲とは、前記NOX吸蔵触媒の温度が所定温度を下回ることのないような範囲として設定されている、請求項4に記載の制御装置。
  6.  前記内燃機関が搭載された車両には、
     前記排気配管を通る排ガスの一部を前記内燃機関に還流させるEGR流路と、
     前記EGR流路の開閉を切り換えるEGRバルブ(131)と、が設けられており、
     前記昇温処理又は前記脱離処理の際において、前記脱離制御部は、予め前記EGRバルブを閉じる処理を行う、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の制御装置。
  7.  前記脱離制御部は、前記昇温処理及び前記脱離処理を交互に繰り返す、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の制御装置。
  8.  1回のポスト噴射における要求噴射量が所定の閾値よりも小さい場合には、
     前記脱離制御部は、
     前記要求噴射量の積算値が前記閾値を超えるまでの間、前記燃料噴射弁にポスト噴射を行わせず、
     前記要求噴射量の積算値が前記閾値を超えると、当該積算値に相当する量の燃料を前記燃料噴射弁から噴射させる、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の制御装置。
  9.  前記燃料噴射弁は複数設けられており、
     前記脱離制御部は、
     複数の前記燃料噴射弁のうちの一部または全部から噴射される燃料の噴射量の合計が、要求噴射量と一致するようにポスト噴射を行わせる、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の制御装置。
  10.  前記燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射量について、
     前記燃料噴射弁の開度が最大となるような噴射量の範囲であるフルリフト範囲と、
     前記燃料噴射弁の開度が最大とはならないような噴射量の範囲であるパーシャルリフト範囲と、が設定されており、
     前記フルリフト範囲の下限値は、前記パーシャルリフト範囲の上限値よりも大きな値となっており、
     前記脱離制御部は、
     それぞれの前記燃料噴射弁からの噴射される燃料の噴射量が、前記フルリフト範囲又は前記パーシャルリフト範囲のいずれかに収まるように、ポスト噴射を行わせる前記燃料噴射弁の数を決定する、請求項9に記載の制御装置。
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