(57)【要約】【課題】ガスセンサの被毒を抑制できる排気システムの制御装置を提供することにある。【解決手段】三元触媒２１及びＮＯｘ触媒２２と、ＮＯｘセンサ２６，２７と、を備える排気システムに適用され、リッチ条件と温度条件との少なくとのいずれかを定めて、硫黄放出処理を実施するＥＣＵ３０であって、排気通路２０内を弱リッチ状態とすることをリッチ条件とし、三元触媒２１及びＮＯｘ触媒２２の温度を第１温度とすることを温度条件とする第１放出処理を硫黄放出処理として実施する第１制御部と、排気通路２０内を第１放出処理よりもリッチ度合いの大きい強リッチ状態とすることをリッチ条件とし、三元触媒２１及びＮＯｘ触媒２２の温度を第１温度よりも高温の第２温度とすることを温度条件とする第２放出処理を硫黄放出処理として実施する第２制御部と、硫黄放出処理として、第１放出処理と第２放出処理とのいずれを実施するかを選択する選択部と、を備える。【選択図】      図５
2020112043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）の排気通路（２０）に設けられ、排気中の硫黄成分が付着するとともに、その付着した硫黄成分を排気中のリッチ成分により放出する触媒（２１，２２）と、
前記触媒の下流側に設けられた限界電流式のガスセンサ（２６，２７）と、を備える排気システムに適用され、前記排気通路内を未燃燃料を含むリッチ状態とするリッチ条件と、前記触媒を所定の高温状態とする温度条件との少なくともいずれかを定めて、前記触媒から硫黄成分を放出させる硫黄放出処理を実施する制御装置（３０）であって、
前記排気通路内を弱リッチ状態とすることを前記リッチ条件とし、前記触媒の温度を第１温度とすることを前記温度条件とする第１放出処理を、前記硫黄放出処理として実施する第１制御部と、
前記排気通路内を前記第１放出処理よりもリッチ度合いの大きい強リッチ状態とすることを前記リッチ条件とし、前記触媒の温度を第１温度よりも高温の第２温度とすることを前記温度条件とする第２放出処理を、前記硫黄放出処理として実施する第２制御部と、
前記硫黄放出処理として、前記第１放出処理と前記第２放出処理とのいずれを実施するかを選択する選択部と、
を備える排気システムの制御装置。
【請求項２】
前記触媒に付着している前記硫黄成分の量を硫黄付着量として算出する硫黄量算出部を備えており、
前記選択部は、前記硫黄付着量が第１基準値よりも多く、かつその第１基準値よりも大きい第２基準値より少ない場合には、前記第１放出処理を実施すると選択する一方、前記硫黄付着量が前記第２基準値よりも多い場合には、前記第２放出処理を実施すると選択する請求項１に記載の排気システムの制御装置。
【請求項３】
前記硫黄付着量が前記第１基準値よりも多く、前記選択部により前記第１放出処理が選択された場合に、前記第１制御部は、前記触媒の温度が前記第１温度以上になっていることを条件に前記第１放出処理を実施する請求項２に記載の排気システムの制御装置。
【請求項４】
前記ガスセンサは、固体電解質（４３）と、その固体電解質の排気側に設けられる排気側電極（４５，４７）と、基準室（５２）側に設けられる基準側電極（４８）とを有し、前記排気側電極及び前記基準側電極に対する電圧印加により前記固体電解質内での酸素イオンの移動を生じさせて特定ガス成分を検出する限界電流式センサであり、
前記第２放出処理を実施させる場合に、前記ガスセンサの前記排気側電極における酸素と前記硫黄成分との反応を抑制する反応抑制処理を実施する反応抑制部を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の排気システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気システムの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に用いられる燃料に硫黄が含まれていると、内燃機関の燃焼により燃料中の硫黄がＳＯｘとなる。このＳＯｘが、内燃機関の排気通路に設けられた触媒に付着し、付着したＳＯｘによって触媒の性能が低下するおそれがある。そこで、触媒の性能の低下を抑制するために、ＳＯｘを触媒から放出させるＳパージ（硫黄放出処理）が実施される。Ｓパージの際、触媒から放出されたＳＯ２が周辺の水素と反応して硫化水素が生成される。Ｓパージで一度に放出されたＳＯ２の量が多いほど、硫化水素が生成されやすくなる。しかし、硫化水素は排気の臭気の原因となるため、硫化水素が生成されないことが望ましい。そこで、特許文献１の排気浄化装置では、触媒の温度が高温の場合には、リッチ状態にするスピードを緩やかにし、一度に大量のＳＯ２が放出されない制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１７４９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気通路の触媒の下流側には、触媒の下流側の排気の成分を検出するためのガスセンサが設けられている。特に限界電流式のガスセンサでは、固体電解質内で酸素イオンが移動されることで、排気に曝される電極に酸素及び酸素イオンが存在する。そして、電極に存在する酸素イオンと、Ｓパージにより発生した硫化水素とが反応し、電極表面に硫黄が残留するおそれがある。このように電極表面に硫黄が残留して付着した状態、つまり硫黄によって被毒した状態では、検出対象となるガスを正常に検出できない等、ガスセンサが劣化するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ガスセンサの被毒を抑制できる排気システムの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本手段は、内燃機関（１０）の排気通路（２０）に設けられ、排気中の硫黄成分が付着するとともに、その付着した硫黄成分を排気中のリッチ成分により放出する触媒（２１，２２）と、前記触媒の下流側に設けられた限界電流式のガスセンサ（２６，２７）と、を備える排気システムに適用され、前記排気通路内を未燃燃料を含むリッチ状態とするリッチ条件と、前記触媒を所定の高温状態とする温度条件との少なくともいずれかを定めて、前記触媒から硫黄成分を放出させる硫黄放出処理を実施する制御装置（３０）であって、前記排気通路内を弱リッチ状態とすることを前記リッチ条件とし、前記触媒の温度を第１温度とすることを前記温度条件とする第１放出処理を、前記硫黄放出処理として実施する第１制御部と、前記排気通路内を前記第１放出処理よりもリッチ度合いの大きい強リッチ状態とすることを前記リッチ条件とし、前記触媒の温度を第１温度よりも高温の第２温度とすることを前記温度条件とする第２放出処理を、前記硫黄放出処理として実施する第２制御部と、前記硫黄放出処理として、前記第１放出処理と前記第２放出処理とのいずれを実施するかを選択する選択部と、を備える。
【０００７】
硫黄放出処理では、排気のリッチ度合いに応じて排気中の水素量が異なる一方で、触媒温度に応じて触媒からの硫黄放出のスピードが異なるものとなる。つまり、排気のリッチ度合いが大きいほど、排気中の水素量が多くなる。また、触媒が低温であれば硫黄成分の放出スピードが比較的遅く、触媒が高温であれば硫黄成分の放出スピードが比較的速くなる。
【０００８】
排気通路内を強リッチ状態とするリッチ条件と、触媒の温度を第２温度とする温度条件との少なくともいずれかにより、第２放出処理が実施される。これにより、第２放出処理が実施された場合には、排気中の水素量が比較的多くなるか、第１放出処理に比べて硫黄成分の放出スピードが速くなる。その結果、第２放出処理では、触媒から効率良く硫黄成分を放出できる反面、放出された硫黄成分、より具体的にはＳＯｘ（硫黄酸化物）が、排気中の水素等と結合し、硫化水素（Ｈ２Ｓ）になることがある。一方、ガスセンサが特定ガス成分を検出する際、ガスセンサ中の酸素と硫化水素とが反応し、ガスセンサの電極の表面に硫黄が残留し、被毒するおそれがある。
【０００９】
これに対して、排気通路内を弱リッチ状態とするリッチ条件と、触媒の温度を第１温度とする温度条件との少なくともいずれかにより、第１放出処理が実施される。これにより第１放出処理が実施された場合には、排気中の水素量が比較的少なくなるか、硫黄成分の放出スピードがゆっくりになるため、放出された硫黄成分、より具体的にはＳＯｘ（硫黄酸化物）が下流側に流れる。
【００１０】
そして、上記の第１放出処理及び第２放出処理を使い分けることにより、ガスセンサの被毒を抑制しつつ、触媒からの硫黄成分の放出を適正に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態におけるエンジンの排気システムの概略構成図
【図２】ガスセンサの概略構成図
【図３】硫黄放出状態でのセンサ被毒が発生する状況を示す図
【図４】硫黄成分の放出量とＨ２Ｓ濃度の関係を示す図
【図５】硫黄放出状態を実施するためのフローチャート
【図６】硫黄成分の付着量を算出するためのフローチャート
【図７】エンジン回転数とトルクと排気温度と空燃比との関係を示す図
【図８】硫黄成分の付着量を示すタイムチャート
【図９】他の実施形態にかかる反応抑制処理を実施するか判断するためのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態＞
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車載の内燃機関であるエンジンの排気システムを対象にしている。図１は、エンジン１０の排気システムの概略構成図である。図中の矢印は、排気の流れる方向を示している。
【００１３】
エンジン１０は、一般的な構成のものであり、燃料の燃焼によりクランクシャフトに回転力を発生する。このエンジン１０は、ディーゼルエンジンであってもよいし、理論空燃比での運転やリッチ空燃比での運転の他、リーン空燃比での運転が実施されるガソリンエンジンであってもよい。
【００１４】
また、エンジン１０には、各燃焼室に空気を供給する吸気通路及び各燃焼室内から排気を排出する排気通路２０が接続されている。また、エンジン１０には、各燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射装置１１が設けられている。
【００１５】
排気通路２０には、排気中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを浄化する三元触媒２１と、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒であるＮＯｘ触媒２２とが直列に設けられている。ＮＯｘ触媒２２は、排気中のＮＯｘを吸蔵し、排気が還元雰囲気の場合（排気中に未燃燃料等が存在する場合）に吸蔵したＮＯｘを還元浄化する。ＮＯｘ触媒２２の還元剤は、燃料噴射装置１１で燃焼時に噴射された燃料であってもよいし、燃料噴射装置１１で燃焼後に噴射された燃料であってもよい。また、排気通路２０に燃料供給弁を設けて、燃料供給弁から供給された燃料を還元剤としてもよい。
【００１６】
三元触媒２１及びＮＯｘ触媒２２には、触媒の温度を検出する温度センサ２３，２４が設けられている。温度センサ２３，２４は、触媒２１，２２の内部の温度を検出してもよいし、触媒２１，２２の直前又は直後の排気温度を検出して触媒２１，２２の温度を推定してもよい。
【００１７】
排気通路２０において、三元触媒２１よりも上流側には、排気の温度を検出する排気温センサ２５が設けられている。また、三元触媒２１とＮＯｘ触媒２２の間及びＮＯｘ触媒２２の下流側には、ガスセンサとして限界電流式センサであるＮＯｘセンサ２６，２７が設けられている。なお、排気通路２０には他の各種センサが設けられていてもよい。例えば、三元触媒２１の上流側に空燃比センサが設けられていてもよいし、三元触媒２１とＮＯｘ触媒２２との間、又はＮＯｘ触媒２２の下流側に空燃比センサやＯ２センサが設けられていてもよい。
【００１８】
各種センサ２３〜２７での検出信号は、ＥＣＵ３０に送られる。ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有するマイコンとその周辺回路とを具備する電子制御装置であり、エンジン１０や排気系の各種装置を制御する。ＥＣＵ３０は、例えばアクセル開度やエンジン回転速度に基づいて燃料噴射装置１１等を制御する。
【００１９】
次に、ＮＯｘセンサ２６,２７について説明する。各ＮＯｘセンサ２６，２７はいずれも同じ構成を有しており、ここでは、ＮＯｘセンサ２７について説明する。図２は、ガスセンサであるＮＯｘセンサ２７の概略構成図である。なお、図２の左右方向がセンサ素子４０の長手方向であり、図の左側が素子先端側である。
【００２０】
ＮＯｘセンサ２７は、センサ素子４０と、センサ素子４０を制御するＳＣＵ（Ｓｅｎｓｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３１とを備えている。ＳＣＵ３１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有するマイコンであり、ＥＣＵ３０による指令に基づきセンサ素子４０を制御する。
【００２１】
センサ素子４０は、アルミナ等の絶縁体よりなる第１本体部４１及び第２本体部４２と、それら本体部４１，４２の間に配置される固体電解質４３とを備えている。第１本体部４１と固体電解質４３との間に、排気が導入されるガス室５１が形成され、第２本体部４２と固体電解質４３との間に、基準ガスである大気が導入される基準室５２が形成されている。基準室５２のセンサ素子４０先端側と反対側の端部は開口している。
【００２２】
固体電解質４３は板状の部材であって、酸化ジルコニア等の酸素イオン伝導性固体電解質材料によって構成されている。固体電解質４３は、第２本体部４２に設けられたヒータ４９を通電制御することで、所定の活性温度に維持されている。センサ素子４０の先端側において、第１本体部４１と固体電解質４３の間には、拡散抵抗体４４が配置されている。拡散抵抗体４４は、多孔質材料又は細孔が形成された材料よりなる。拡散抵抗体４４の作用により、ガス室５１に導入される排気の速度が律せられる。
【００２３】
固体電解質４３においてガス室５１に臨む面（排気側）には、ポンプセル電極４５とセンサセル電極４６とモニタセル電極４７とが設けられている。ポンプセル電極４５は、拡散抵抗体４４に近いガス室５１の入口側、すなわちガス室５１内の上流側に配置され、センサセル電極４６及びモニタセル電極４７は、ポンプセル電極４５よりガス室５１内の下流側に配置されている。また、固体電解質４３において基準室５２に臨む面には、各電極４５〜４７に対応する位置に、共通電極４８が設けられている。なお、ポンプセル電極４５とモニタセル電極４７が「排気側電極」に相当し、共通電極４８が「基準側電極」に相当する。また、第１本体部４１及びガス室５１を設けずに、ポンプセル電極４５等の排気側電極が直接排気に曝される構造であってもよい。共通電極４８は、ポンプセル電極４５、センサセル電極４６、モニタセル電極４７に対応する電極にそれぞれ分かれていてもよい。
【００２４】
ポンプセル電極４５と共通電極４８との間に電圧が印加されると、ガス室５１内の排気中に含まれる酸素がポンプセル電極４５にてイオン化され、ポンプセル電極４５上に酸素イオン及び酸素が存在する状態になる。そして、酸素イオンが共通電極４８に向けて固体電解質４３内を移動する。そして、共通電極４８において電荷が放出されることで酸素となり、基準室５２に排出される。これにより、ガス室５１内が所定の低酸素状態に保持される。なお、排気通路２０内が未燃燃料を含むリッチ状態となっている場合には、所定の低酸素状態を保持するために、共通電極４８側からポンプセル電極４５側に固体電解質４３内を移動するようにしてもよい。
【００２５】
ガス室５１が所定の低酸素状態になった状態で、センサセル電極４６と共通電極４８との間に流れる酸素イオン電流に基づいて、ガス室５１における特定ガス成分の濃度（ＮＯｘ濃度）が検出される。また、モニタセル電極４７と共通電極４８との間に流れる酸素イオン電流に基づいて、ガス室５１における残留酸素濃度が検出される。なお、モニタセル電極４７は、ポンプセル電極４５と同様、ガス中の酸素排出の機能を有しており、モニタセル電極４７上にも酸素イオン及び酸素が存在する状態になる。
【００２６】
次に、ＮＯｘ触媒２２における硫黄成分の付着と放出とについて説明する。なお、ＮＯｘ触媒２２の方が三元触媒２１に比べて硫黄成分の付着及び放出が生じやすいため、ＮＯｘ触媒２２について説明するが、三元触媒２１で硫黄成分の付着及び放出が生じる場合にも同様の状態が発生する。
【００２７】
燃料や潤滑油内に含まれる硫黄成分が燃焼室で燃焼することで、硫黄酸化物（ＳＯｘ）が生成される。ＮＯｘ触媒２２は、酸化雰囲気下で、ＮＯｘとともにこれらのＳＯｘも吸蔵する。つまり、ＳＯｘがＮＯｘ触媒２２に付着することになる。一方、還元雰囲気下では、還元剤（未燃燃料等のリッチ成分）によって、ＮＯｘ触媒２２からＮＯｘが放出されるとともに、ＳＯｘが放出される。しかし、ＳＯｘはＮＯｘ触媒２２に付着したときの安定度がＮＯｘに比べて高い。そのため、ＮＯｘ触媒２２のＮＯｘ放出処理では、ＳＯｘはほとんど放出されない。そのため、ＳＯｘがＮＯｘ触媒２２に残留し続け、ＮＯｘ触媒２２の吸蔵性能が低下するおそれがある。
【００２８】
そこで、本実施形態では、ＮＯｘ触媒２２に付着する硫黄成分の量（硫黄付着量Ａｉ）を算出する。そして、算出された硫黄付着量Ａｉに基づいて、硫黄放出処理が必要かを判断する。硫黄付着量Ａｉが基準値よりも多いことを条件に硫黄放出処理が必要と判断されると、ＳＯｘをＮＯｘ触媒２２から放出させる硫黄放出状態にする（Ｓパージ）制御を行う。具体的には、ＮＯｘが放出時の温度よりもＮＯｘ触媒２２の温度を高くしたり、排気通路２０内のリッチ度合いを強リッチ状態にしたりする制御を行い、ＳＯｘ（硫黄成分）が放出される状態にする硫黄放出処理を行う。
【００２９】
硫黄成分を放出させる硫黄放出処理を行うと、硫化水素（Ｈ２Ｓ）が発生するおそれがある。特に、強リッチ状態の場合や、ＮＯｘ触媒２２の温度が高く放出される硫黄成分の量が多い場合や、ＳＯｘのＮＯｘ触媒２２への付着量が多く放出される硫黄成分の量が多い場合には、放出されたＳＯｘ、より具体的にはＳＯ２（二酸化硫黄）が排気中の水素と結びついて、硫化水素が発生しやすくなる。
【００３０】
硫化水素がＮＯｘ触媒２２の下流側に流れると、ＮＯｘ触媒２２の下流側に設けられたＮＯｘセンサ２７が硫黄によって被毒するおそれがある。図３は、ＮＯｘセンサ２７において、硫黄放出状態で、ポンプセル電極４５において硫黄による被毒が発生する状況を説明する図である。なお、以下の説明においては、ポンプセル電極４５を例にして説明するが、モニタセル電極４７等、排気に曝され、かつ酸素が存在する電極でも硫黄による被毒が発生するおそれがある。
【００３１】
ＮＯｘセンサ２７がＮＯｘを検出可能な状態では、ガス室５１が所定の低酸素濃度で保持されている。具体的には、排気通路２０内がリーン状態下では、ガス室５１内の酸素がポンプセル電極４５でイオン化されて、共通電極４８側に排出される。一方、排気通路２０内がリッチ状態下では、共通電極４８側からイオン化された酸素がポンプセル電極４５側に供給される。そして、ガス室５１内の酸素濃度は、一定の低酸素状態に維持されている。このような状態を維持するために、ポンプセル電極４５と共通電極４８との間に電圧が印加され、ポンプセル電極４５上に酸素が存在する状態となっている。
【００３２】
ガス室５１内に導入された排気中に硫化水素が存在する場合には、ポンプセル電極４５上の酸素（酸素イオン）と硫化水素が反応する（ｘＨ２Ｓ＋Ｏ（２−）→ｘＨ２Ｏ＋ｘ／ｎＳｎ）。そして、ポンプセル電極４５の表面に硫黄が残留し、ポンプセル電極４５が被毒するおそれがある。つまり、排気中に硫化水素が存在する場合には、ポンプセル電極４５の表面に硫黄が残留し、ポンプセル電極４５が被毒するおそれがある。
【００３３】
なお、ガス室５１内に導入された排気中にＳＯ２が存在する場合には、ポンプセル電極４５上の酸素とＳＯ２はあまり反応しない。また、仮に反応したとしても、ＳＯ３になるだけで、ポンプセル電極４５上に硫黄が残留することはない。そのため、排気中にＳＯ２が存在する場合には、ポンプセル電極４５での被毒は生じない。
【００３４】
排気中に硫化水素が存在するかどうかは、硫黄放出処理によって放出される硫黄成分の放出量βに関係している。図４は、硫黄成分の放出量βとＨ２Ｓ濃度の関係を示す図である。ＮＯｘ触媒２２からの硫黄成分の放出量βが多くなると、Ｈ２Ｓ濃度が高くなる。そして、Ｈ２Ｓ濃度が一定以上の濃度になると、ポンプセル電極４５等が被毒するおそれがある。実験等により算出された被毒するおそれがあるＨ２Ｓ濃度が被毒閾値となっている。そして、放出量βから算出されたＨ２Ｓ濃度が被毒閾値を超える場合に、ポンプセル電極４５等が被毒するおそれがある。
【００３５】
なお、硫黄成分の放出量βとは、単位時間及び排気通路２０の単位体積あたりで、ＮＯｘ触媒２２から下流側に流れ出す硫黄成分の量を示す。硫黄成分の放出量βが多いほど、硫黄成分の放出スピードが速くなる。硫黄成分の放出量βは、ＮＯｘ触媒２２に付着する硫黄成分の量（硫黄付着量Ａｉ）と、ＮＯｘ触媒２２の温度と、排気のリッチ度合いと、に基づいて算出される。また、排気通路２０内のリッチ度合い、つまり排気通路２０内の水素濃度によって、硫黄成分の放出量βとＨ２Ｓ濃度との関係は異なる。具体的には、排気通路２０内の水素濃度が高いほど同じ放出量βにおけるＨ２Ｓ濃度は高くなりやすい。
【００３６】
そこで、本実施形態では、硫黄放出処理をする際、硫化水素が被毒閾値以上の濃度で発生するかを判断する。被毒閾値以上の濃度で発生する可能性が高い場合には、ＮＯｘセンサ２７を停止して、硫化水素と電極上の酸素との反応を抑制する反応抑制処理を実施する。
【００３７】
ところで、本実施形態の硫黄放出処理には、第１放出処理と第２放出処理とがある。第１放出処理は、排気通路２０内を硫黄成分が放出される程度の弱リッチ状態とする第１リッチ条件と、ＮＯｘ触媒２２の温度が第１温度である第１温度条件とにより実施される。第２放出処理は、排気通路２０内を第１リッチ条件よりもリッチ度合いの大きい強リッチ状態とする第２リッチ条件と、ＮＯｘ触媒２２の温度を第１温度よりも高温の第２温度とする第２温度条件とにより実施される。硫黄付着量Ａｉが第１基準値よりも多い場合には、第１放出処理が実施される一方、硫黄付着量Ａｉが第１基準値より大きい第２基準値よりも多い場合には、第２放出処理が実施される。
【００３８】
第１基準値は、硫黄成分の放出を実施することが望ましいと判断される基準値である。ＮＯｘ触媒２２への硫黄成分の付着量が第１基準値より多くなると、ＮＯｘ触媒２２でのＮＯｘの吸蔵性能が低下する。そのため、硫黄成分の放出を実施することが望ましいと判断される。第２基準値は、第１基準値よりも大きく、ＮＯｘ触媒２２からの硫黄成分の放出を早急に実施する必要があると判断される基準値である。ＮＯｘ触媒２２への硫黄成分の付着量が第２基準値より多くなると、ＮＯｘ触媒２２でのＮＯｘの吸蔵性能がさらに低下する。そのため、硫黄成分の放出を実施する必要があると判断される。なお、第１基準値及び第２基準値は、実験等より予め定められている。
【００３９】
そして、第１放出処理により、ＮＯｘ触媒２２から硫黄成分が放出される場合には、排気中の水素濃度が比較的低く、硫黄成分の放出スピードがゆっくりである。つまり、硫黄成分の放出量βが少なく、かつリッチ度合いが低い。その結果、放出された硫黄成分、より具体的にはＳＯ２が硫化水素に変化せずに下流側に流れる。したがって、Ｈ２Ｓ濃度が被毒閾値まで上昇しないため、ポンプセル電極４５等で被毒が生じるおそれがない。そのため、第１放出処理を実施する場合には、ＮＯｘセンサ２７での検出を停止する必要がない。
【００４０】
一方、第２放出処理により、ＮＯｘ触媒２２から硫黄成分が放出される場合には、排気中の水素濃度が比較的高く、第１放出処理に比べて硫黄成分の放出スピードが速い。つまり、硫黄成分の放出量βが多く、かつリッチ度合いが高い。その結果、第２放出処理では、放出された硫黄成分、より具体的にはＳＯ２が、排気中の水素と結合して硫化水素になる。そして、排気のＨ２Ｓ濃度が被毒閾値まで上昇し、ポンプセル電極４５等で被毒が生じるおそれがある。そのため、第２放出処理を実施する場合には、ＮＯｘセンサ２７での検出を停止して、ポンプセル電極４５における酸素と硫黄成分との反応を抑制する反応抑制処理を実施する必要がある。
【００４１】
図５は、硫黄放出処理を実施するためのフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ３０及びＥＣＵ３０による指示を受けたＳＣＵ３１によって、所定周期で実施される。
【００４２】
Ｓ１１では、硫黄放出処理を実行可能か判断する。つまり硫黄放出処理の禁止状態にないか判断する。硫黄放出処理の禁止状態とは、例えば、エンジン１０やＮＯｘ触媒２２が暖機中であったり、何らかの異常診断がされていたりする状態を指す。硫黄放出処理の禁止状態である場合、つまり硫黄放出処理を実施できる状態ではない場合（Ｓ１１＝Ｎｏ）には、処理を終了する。硫黄放出処理の禁止状態でない場合、つまり硫黄放出処理を実施できる場合（Ｓ１１＝Ｙｅｓ）には、Ｓ１２に進む。
【００４３】
Ｓ１２では、ＮＯｘ触媒２２に付着している硫黄成分の量を硫黄付着量Ａｉとして取得する。硫黄付着量Ａｉは、図６のフローチャートの処理によって算出される。図６は、硫黄成分の付着量（硫黄付着量Ａｉ）を算出するためのフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ３０によって、所定周期で実施される。なお、図６の処理は、図５の処理よりも頻回に行われていることが望ましい。また、図６の処理が「硫黄量算出部」に相当する。
【００４４】
Ｓ４０で、硫黄放出状態であるか判断する。ここで、硫黄放出状態とは、第１放出処理及び第２放出処理のいずれかにより硫黄放出を実施する状態（第１放出状態；第２放出状態）と、エンジン１０の運転状態により発生するなりゆきの第３放出状態とを含んでいる。これらの硫黄放出状態では、放出フラグが１になっている。放出フラグは、硫黄放出状態にあるかを示すフラグである。放出フラグの初期値は０であり、これらの硫黄放出状態では放出フラグが１になる。これらの硫黄放出状態でない場合（Ｓ４０＝Ｎｏ）、つまり放出フラグが０の場合には、Ｓ４１に進む。
【００４５】
Ｓ４１では、硫黄付着量Ａｉを算出する。エンジン１０が燃焼をして、硫黄放出処理をしていない状態では、硫黄付着量Ａｉは増加する。増加量αを前回算出した硫黄付着量Ａ（ｉ−１）に加算することで、硫黄付着量Ａｉを算出する。増加量αは、燃料噴射装置１１での燃料噴射量に基づいて、予め実験等により定められたマップ等を用いて算出してもよいし、一定の固定値としてもよい。増加量αを可変値とする場合には、燃料噴射装置１１により噴射されて燃焼する燃料の量が多いほど、増加量αが多くなる。また、燃料に含まれている硫黄の量が多いほど、増加量αが多くなる。
【００４６】
硫黄放出状態である場合（Ｓ４０＝Ｙｅｓ）、つまり放出フラグが１の場合には、Ｓ４２で、硫黄付着量Ａｉを算出する。Ｓ４２では、硫黄放出状態であるので、硫黄付着量Ａｉは減少する。放出された硫黄成分の量（放出量β）を前回算出した硫黄付着量Ａ（ｉ−１）から減算することで、硫黄付着量Ａｉを算出する。放出量βは、ＮＯｘ触媒２２に付着する硫黄成分の量（硫黄付着量Ａｉ）と、ＮＯｘ触媒２２の温度と、排気のリッチ状態と、に基づいて、予め実験等で算出したマップ等により算出される。具体的には、硫黄付着量Ａｉが多いほど、放出量βは多くなり、ＮＯｘ触媒２２の温度が高いほど、放出量βは多くなり、排気通路２０内のリッチ度合いが大きいほど、放出量βは多くなる。なお、放出量βは、一定の固定値であるとして、硫黄付着量Ａｉを算出してもよい。
【００４７】
そして、Ｓ４１又はＳ４２で硫黄付着量Ａｉを算出すると、処理を終了する。図５の処理に戻ると、Ｓ１２では、図６の処理により直近で算出された硫黄付着量Ａｉを取得する。
【００４８】
Ｓ１３では、Ｓ１２で取得した硫黄付着量Ａｉが第２基準値を超えているか判断する。Ｓ１３で、硫黄付着量Ａｉが第２基準値を超えていないと判断した場合（Ｓ１３＝Ｎｏ）、Ｓ１４に進む。Ｓ１４では、硫黄付着量Ａｉが第１基準値を超えているか判断する。
【００４９】
Ｓ１４で、硫黄付着量Ａｉが第１基準値を超えていないと判断した場合（Ｓ１４＝Ｎｏ）、Ｓ１５に進む。Ｓ１５及びＳ１６では、エンジン１０の運転状態により発生するなりゆきの第３放出状態になっているか判断する。
【００５０】
図７は、エンジン回転数とトルクとを２座標とするエンジン運転領域において、排気温度と空燃比との関係を示す図である。高負荷高回転の場合には、排気温度が高くなる。排気温度が高くなった場合に、三元触媒２１及びＮＯｘ触媒２２の過昇温を抑制するために、燃焼時の空燃比をリッチ化する運転領域（図７における破線の右上の領域）がある。この領域内で、排気温度がさらに上がると、なりゆきで硫黄放出状態となる領域（図７における実線の右上の領域）になる。この領域では、排気温度が高いため、ＮＯｘ触媒２２の温度も硫黄放出が生じる温度となる。また、燃焼の空燃比がリッチ化しているため、排気のリッチ度合いも硫黄放出ができる程度になっている。このように運転状態によって、なりゆきで硫黄放出状態となることがあり、本実施形態では、なりゆきでなった硫黄放出状態を、第３放出状態として説明する。
【００５１】
Ｓ１５で、ＮＯｘ触媒２２の温度が第１温度以上になっているか判断する。第１温度は、硫黄放出状態になる最低温度であって、例えば、６００℃程度である。ＮＯｘ触媒２２の温度は、ＮＯｘ触媒２２の温度センサ２４で検出した温度を用いてもよいし、運転状態や排気温センサ２５で検出した温度に基づいてＮＯｘ触媒２２の温度を推定してもよい。Ｓ１５で、ＮＯｘ触媒２２の温度が所定値を超えていないと判断した場合（Ｓ１５＝Ｎｏ）、つまりなりゆきによる第３放出状態でない場合には、処理を終了する。
【００５２】
Ｓ１５で、ＮＯｘ触媒２２の温度が所定値を超えていると判断した場合（Ｓ１５＝Ｙｅｓ）、Ｓ１６に進む。Ｓ１６で、燃焼時の空燃比が設定値以上にリッチか判断する。設定値は、硫黄放出状態になる程度に排気通路２０内がリッチ状態となる空燃比である。なお、排気通路２０内に空燃比センサを設けて、その値が所定値よりもリッチかで判断してもよい。Ｓ１６で、空燃比が設定値よりもリッチでないと判断した場合（Ｓ１６＝Ｎｏ）、つまりなりゆきによる第３放出状態でない場合には、処理を終了する。
【００５３】
Ｓ１６で、空燃比が設定値以上にリッチであると判断した場合（Ｓ１６＝Ｙｅｓ）、つまり触媒温度も排気通路２０内のリッチ度合いも硫黄放出できる状態である場合、Ｓ１７で、第３放出状態であるとする。具体的には、硫黄放出状態であるとして、放出フラグを１にする。
【００５４】
Ｓ１８で、第３放出状態の終了条件を満たしたか判断する。具体的には、ＮＯｘ触媒２２の温度が所定値より低くなるか、空燃比が設定値よりもリッチでなくなると、第３放出状態の終了条件を満たした（Ｓ１８＝Ｙｅｓ）と判断する。一方、終了条件を満たすまでは、Ｓ１８で終了条件を満たしているか判断する。
【００５５】
Ｓ１８で、終了条件を満たしたと判断されると、Ｓ１９で、放出状態を終了する。具体的には、放出フラグを０に戻して、処理を終了する。
【００５６】
一方、Ｓ１４で、硫黄付着量Ａｉが第１基準値を超えていると判断した場合（Ｓ１４＝Ｙｅｓ）、Ｓ２０に進む。第１基準値を超えている場合に実施される第１放出処理では、ＮＯｘ触媒２２の温度は制御せず、排気通路２０内のリッチ度合いを制御する。そこで、Ｓ２０で、ＮＯｘ触媒２２の温度が第１温度以上であるか判断する。なお、Ｓ１４の処理が「選択部」に相当する。
【００５７】
Ｓ２０で、ＮＯｘ触媒２２の温度が第１温度を超えていないと判断した場合（Ｓ２０＝Ｎｏ）、Ｓ２１で所定時間を経過したと判断するまで、Ｓ２０を繰り返す。具体的には、Ｓ２１で所定時間を経過していないと判断した場合（Ｓ２１＝Ｎｏ）には、Ｓ２０に戻る。一方、Ｓ２１で所定時間を経過したと判断した場合（Ｓ２１＝Ｙｅｓ）には、処理を終了する。
【００５８】
Ｓ２０で、ＮＯｘ触媒２２の温度が第１温度以上であると判断した場合（Ｓ２０＝Ｙｅｓ）には、Ｓ２２で、第１放出処理を実行する。具体的には、放出フラグを１にして、排気通路２０内を硫黄放出が可能な弱リッチ状態である第１リッチ条件にする。排気通路２０内を弱リッチ状態にするためには、燃焼時の空燃比を未燃燃料が排気通路２０内に排出されるような値としてもよいし、燃焼後に燃料を噴射するポスト噴射によって未燃燃料が排気通路２０内に排出されるようにしてもよい。また、排気通路２０内に燃料供給弁を設けて、燃料を噴射させるようにしてもよい。なお、燃焼時の空燃比を制御する場合には、回転数や負荷等の運転状態に影響を与えない範囲で行うことが望ましい。また、第１リッチ条件は、第３放出状態において空燃比を設定値にした場合に満たせる程度のリッチ度合いであることが望ましい。Ｓ２２の処理が「第１制御部」に相当する。
【００５９】
Ｓ２３で、第１放出処理の終了条件を満たしたか判断する。具体的には、ＮＯｘ触媒２２の温度が第１温度より低下するか、第１放出処理を開始して一定時間が経過して硫黄付着量Ａｉが下がった場合に、第１放出処理の終了条件を満たした（Ｓ２３＝Ｙｅｓ）と判断する。一方、終了条件を満たすまでは、Ｓ２３で終了条件を満たしているか判断する。
【００６０】
Ｓ２３で、終了条件を満たしたと判断されると、Ｓ２４で、放出処理を終了する。具体的には、放出フラグを０に戻して、第１リッチ条件にすることを終了し、処理を終了する。
【００６１】
また、Ｓ１３で、硫黄付着量Ａｉが第２基準値を超えていると判断した場合（Ｓ１３＝Ｙｅｓ）、Ｓ２５に進む。第２基準値を超えている場合に実施される第２放出処理では、ＮＯｘ触媒２２の温度及び排気通路２０内のリッチ度合いを制御する。なお、Ｓ１３が「選択部」に相当する。
【００６２】
Ｓ２５で、第２放出処理を実行する。具体的には、放出フラグを１にして、ＮＯｘ触媒２２の温度を上昇させ、排気通路２０内を第１リッチ条件よりもリッチ度合いの大きい強リッチ状態である第２リッチ条件にする。第２放出処理では、運転状態に関わらず、ＮＯｘ触媒２２の温度を上昇させ、排気通路２０内を強リッチ状態にする。なお、Ｓ２５が「第２制御部」に相当する。
【００６３】
ＮＯｘ触媒２２の温度を上昇させるために、排気温度を上昇させたり、ポスト噴射によって触媒で燃焼が生じたりするようにする。そして、第１温度よりも高い第２温度、例えば６５０℃〜７００℃になるまで、ＮＯｘ触媒２２の温度を上昇させる。なお、ＮＯｘ触媒２２にヒータを設けて、そのヒータを通電制御することで、ＮＯｘ触媒２２を昇温させてもよい。
【００６４】
また、排気通路２０内を強リッチ状態にするためには、燃焼時の空燃比を未燃燃料が排気通路２０内に排出されるような値としてもよいし、ポスト噴射によって未燃燃料が排気通路２０内に排出されるようにしてもよい。また、排気通路２０内に燃料供給弁を設けて、燃料を噴射させるようにしてもよい。
【００６５】
第２放出処理では、硫化水素の発生の抑制よりもＮＯｘ触媒２２からの硫黄成分の放出を優先しており、ＮＯｘ触媒２２の下流側に硫化水素が流れる。そのため、ＮＯｘセンサ２７のポンプセル電極４５上に酸素が存在すると、硫化水素と反応して、ポンプセル電極４５が被毒するおそれがある。
【００６６】
そこで、Ｓ２６で、反応抑制処理として、ポンプセル電極４５及び共通電極４８に対する電圧印加を停止することで、ポンプセル電極４５上に酸素が存在しないようにする。また、ポンプセル電極４５に限らず、ガス室５１側の電極（排気に曝される電極）で、酸素が存在する電極への電圧印加を停止することが望ましい。なお、共通電極４８からポンプセル電極４５への酸素イオンの移動を生じさせる電圧印加を停止してもよい。具体的には、ポンプセル電極４５から共通電極４８側への酸素イオンの移動が生じるように電圧を印加して、ポンプセル電極４５上に酸素が残留しないようにしてもよい。なお、電圧印加を停止する方法は、応答性の点で優れている。また、Ｓ２６の処理が「反応抑制部」に相当する。
【００６７】
また、Ｓ２６で、ポンプセル電極４５及び共通電極４８に対する電圧印加を停止する代わりに、反応抑制処理として、固体電解質４３の温度を活性温度よりも低下させる処理を実施してもよい。具体的には、ヒータ４９への通電を停止して、固体電解質４３の温度を、例えば３００℃〜４００℃程度まで低下させる。そして、固体電解質４３内での酸素の移動が生じないようにして、ポンプセル電極４５に酸素が存在しないようにする。なお、固体電解質４３の温度を低下させると、ポンプセル電極４５の温度も低下する。ポンプセル電極４５の温度が低下した状態では、硫化水素と酸素の反応が生じにくくなる。また、反応抑制処理として、電圧印加を停止する処理をしつつ、固体電解質４３の温度を活性温度よりも低下させる処理を実施してもよい。
【００６８】
Ｓ２７で、第２放出処理の終了条件を満たしたか判断する。具体的には、第２放出処理を開始して一定時間が経過して硫黄付着量Ａｉが下がると、第２放出処理の終了条件を満たした（Ｓ２７＝Ｙｅｓ）と判断する。一方、終了条件を満たすまでは、Ｓ２７で終了条件を満たしているか判断する。
【００６９】
Ｓ２７で、終了条件を満たしたと判断されると、Ｓ２８で、放出処理を終了する。具体的には、放出フラグを０に戻す。また、ＮＯｘ触媒２２の温度を第２温度にすることを終了し、排気通路２０内のリッチ度合いを強リッチ状態にすることを終了する。
【００７０】
Ｓ２９で、ＮＯｘセンサ２７での反応抑制処理を停止する。具体的には、ポンプセル電極４５及び共通電極４８への電圧の印加を再開する。また、反応抑制処理として、Ｓ２６で固体電解質４３の温度を低下させた場合には、ヒータ４９への通電を再開し、固体電解質４３の温度を活性温度まで上昇させる。そして、ＮＯｘセンサ２７の使用を再開して処理を終了する。なお、反応抑制処理を停止した直後は、ＮＯｘセンサ２７が正常に検出ガスを検出できる状態ではないため、所定の遅延時間の後に、ＮＯｘセンサ２７の使用を再開することが望ましい。
【００７１】
図８は、本実施形態の硫黄成分の付着量を示すタイムチャートである。図８（ａ）は、第１放出処理の場合のタイムチャートであり、図８（ｂ）は、第２放出処理の場合のタイムチャートである。
【００７２】
第１放出処理の場合について、図８（ａ）を用いて説明する。タイミングｔ１１で、硫黄付着量Ａｉが第１基準値を超える。第１基準値を超えた場合の第１放出制御では、ＮＯｘ触媒２２の温度は制御されないため、ＮＯｘ触媒２２の温度が第１温度より高いか判定される。
【００７３】
タイミングｔ１２で、ＮＯｘ触媒２２の温度が第１温度よりも高くなると、排気通路２０内のリッチ度合いが第１リッチ条件を満たすように、燃焼時の空燃比が制御される。そして、排気通路２０内のリッチ度合いが第１リッチ条件を満たすと、硫黄放出状態となり、硫黄付着量Ａｉは徐々に減少する。第１放出処理では、硫黄付着量Ａｉが多くなく、触媒温度も高くないため、放出スピードはゆるやかである。また、リッチ度合いも小さいため、硫化水素はほとんど生成されない。つまり、放出量βが所定量より少なく、かつリッチ度合いも所定より小さく、被毒閾値を超えない。そのため、第１放出処理中は、ＮＯｘセンサ２７のポンプセル電極４５と共通電極４８との間の電圧の印加を継続し、ＮＯｘセンサ２７での検出を継続する。つまり、硫黄による被毒の可能性が小さい場合には、反応抑制処理を実施せず、ＮＯｘセンサ２７が使用できない期間を最小限にする。
【００７４】
そして、タイミングｔ１３で、ＮＯｘ触媒２２の温度が第１温度より低下すると、第１放出処理が終了する。ＮＯｘ触媒２２の温度が低下すると、燃焼時の空燃比は、運転状態に基づいた空燃比にされる。そうすると、排気通路２０内のリッチ度合いは第１リッチ条件を満たさなくなり、硫黄放出状態は終了する。
【００７５】
第２放出処理の場合について、図８（ｂ）を用いて説明する。タイミングｔ２１で、硫黄付着量Ａｉが第２基準値を超える。第２基準値を超えた場合の第２放出処理では、ＮＯｘ触媒２２の温度と排気通路２０内のリッチ度合いが制御される。そこで、第２基準値を超えると、ＮＯｘ触媒２２の温度が第２温度まで上昇させられる。また、排気通路２０内のリッチ度合いが第２リッチ条件を満たすように、燃焼時の空燃比が制御される。そして、硫黄放出状態となり、硫黄付着量Ａｉは減少する。
【００７６】
第２放出処理では、硫黄付着量Ａｉが多く、触媒温度も高いため、放出スピードは速い。また、リッチ度合いも大きいため、硫化水素が発生するおそれがある。つまり、放出量βが所定量より多く、かつリッチ度合いも所定よりリッチであるため、被毒閾値を超える。そのため、第２放出処理中に、ＮＯｘセンサ２７を使用し続けると、ＮＯｘセンサ２７が硫黄により被毒するおそれがある。そこで、第２放出処理が行われている間（タイミングｔ２１〜タイミングｔ２２）は、ＮＯｘセンサ２７のポンプセル電極４５と共通電極４８との間の電圧の印加を停止する。つまり、硫黄による被毒のおそれがある場合には、反応抑制処理を実施して、ＮＯｘセンサ２７が被毒することを抑制する。
【００７７】
そして、タイミングｔ２２で、第２放出処理を開始してから所定時間が経過すると、第２放出処理を終了する。具体的には、ＮＯｘ触媒２２の温度を昇温する制御を停止し、燃焼時の空燃比は、運転状態に基づいた空燃比にする。そうすると、ＮＯｘ触媒２２の温度は低下し、排気通路２０内のリッチ度合いは第２リッチ条件を満たさなくなり、硫黄放出状態は終了する。また、ＮＯｘセンサ２７のポンプセル電極４５と共通電極４８との間の電圧の印加を再開し、ＮＯｘセンサ２７の検出を再開する。なお、ＮＯｘセンサ２７の検出再開は、所定の遅延時間が経過後にすることが望ましい。
【００７８】
以上説明した本実施形態では以下の効果を奏する。
【００７９】
硫黄放出処理では、排気のリッチ度合いに応じて排気中の水素量が異なる一方で、ＮＯｘ触媒２２の温度に応じてＮＯｘ触媒２２からの硫黄放出のスピードが異なるものとなる。
【００８０】
排気通路２０内を強リッチ状態とするリッチ条件と、ＮＯｘ触媒２２の温度を第２温度とする温度条件とにより、第２放出処理が実施される。これにより、第２放出処理が実施された場合には、排気中の水素量が比較的多くなるか、第１放出処理に比べて硫黄成分の放出スピードが速くなる。その結果、第２放出処理では、ＮＯｘ触媒２２から効率良く硫黄成分を放出できる反面、放出された硫黄成分、より具体的にはＳＯｘ（硫黄酸化物）が、排気中の水素等と結合し、硫化水素（Ｈ２Ｓ）になることがある。一方、ＮＯｘセンサ２７がＮＯｘ成分を検出する際、ＮＯｘセンサ２７中の酸素と硫化水素とが反応し、ＮＯｘセンサ２７のポンプセル電極４５等の表面に硫黄が残留し、被毒するおそれがある。
【００８１】
これに対して、排気通路２０内を弱リッチ状態とするリッチ条件と、ＮＯｘ触媒２２の温度が第１温度になる温度条件により、第１放出処理が実施される。これにより第１放出処理が実施された場合には、排気中の水素量が比較的少なくなるか、硫黄成分の放出スピードがゆっくりになるため、放出された硫黄成分、より具体的にはＳＯｘ（硫黄酸化物）が下流側に流れる。
【００８２】
そして、上記の第１放出処理及び第２放出処理を使い分けることにより、ＮＯｘセンサ２７の被毒を抑制しつつ、触媒からの硫黄成分の放出を適正に実施することができる。
【００８３】
ＮＯｘ触媒２２に付着している硫黄成分の付着量が多くなると、ＮＯｘ触媒２２としての性能が低下するため、硫黄成分を放出する必要がある。しかしながら、第１放出処理では、硫化水素が生じにくい一方で、放出される硫黄成分の量が少なくなってしまうため、付着した硫黄成分が多くなっている場合には望ましくない。そこで、硫黄付着量Ａｉが第１基準値よりも多い場合には、ＮＯｘセンサ２７の被毒抑制を優先すべく、第１放出処理を実施する。一方、硫黄付着量Ａｉが第２基準値を超えている場合には、硫黄成分の放出を優先すべく、第２放出処理を実施する。これにより、硫黄付着量Ａｉに応じた対応をとることができる。
【００８４】
硫黄付着量Ａｉが第１基準値よりも多く、第１放出処理を実施する必要があると選択された場合に、ＮＯｘ触媒２２の温度が第１温度以上になったことを条件に、空燃比を制御することで第１放出処理が実施される。硫黄成分の放出には、ＮＯｘ触媒２２の温度が高温になっていることが必要であるが、第１放出処理では、強制的にＮＯｘ触媒２２の温度を上昇させるのではなく、なりゆきでＮＯｘ触媒２２の温度が上昇した場合に、空燃比を制御して、硫黄成分の放出処理が実施される。これにより、エンジン１０の運転の妨げとなることなく、硫黄成分の放出を実施できる。
【００８５】
第２放出処理では、硫化水素が生成され、ＮＯｘセンサ２７のポンプセル電極４５及びモニタセル電極４７の表面に硫黄が残留し、被毒するおそれがある。そこで、第２放出処理が実施される間は、ＮＯｘセンサ２７のポンプセル電極４５及びモニタセル電極４７における酸素と硫黄成分との反応を抑制する反応抑制処理を実施する。反応抑制処理として、例えば、ポンプセル電極４５及びモニタセル電極４７及び共通電極４８に対する電圧印加を停止し、ポンプセル電極４５及びモニタセル電極４７に酸素イオン及び酸素が存在しない状態にする。ポンプセル電極４５及びモニタセル電極４７に酸素イオン及び酸素が存在しないことで、硫化水素が酸素イオンと反応しないようにした。これにより、ポンプセル電極４５及びモニタセル電極４７が被毒することを抑制できる。
【００８６】
＜他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。
【００８７】
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。
【００８８】
・ＮＯｘ触媒２２の吸蔵率に基づいて、硫黄放出処理を実施するか、また第１放出処理と第２放出処理のいずれにより放出処理を実施するか選択してもよい。ＮＯｘ触媒２２の吸蔵率は、周知の方法、例えば、ＮＯｘ触媒２２の上流側でのＮＯｘ量と下流側でのＮＯｘ量を検出し、これらの値に基づいて算出することができる。そして、ＮＯｘ触媒２２の吸蔵率が所定より低下した場合に、第１放出処理を実施するようにしてもよい。また、吸蔵率がさらに低下した場合に第２放出処理を実施するようにすることが望ましい。
【００８９】
・第１放出処理を実施した期間中の放出量βの積算値が少ない場合や第１放出処理を実施できない場合に、第２放出処理を実施するようにしてもよい。具体的には、図５の処理のＳ２３で、所定時間が経過する前に、ＮＯｘ触媒２２の温度が低下して終了した場合には、第１放出処理中の放出量βの積算値が少ないことがある。この場合には、強制フラグを１とし、Ｓ１３で、強制フラグが１の場合にもＳ２５に進むようにしてもよい。強制フラグは、第２放出処理の実施が必要であることを示すためのフラグであって、初期値は０である。また、Ｓ２１で所定時間が経過してもＮＯｘ触媒２２の温度が上昇せず第１放出処理を実施できなかった場合に、強制フラグを１とし、同様の処理を行ってもよい。なお、第１放出処理後の吸蔵率に基づいて、第２放出処理を実施するかどうかを判断してもよい。具体的には、第１放出処理を実施した後の吸蔵率が所定より低かった場合に、第１放出処理では十分に硫黄成分が放出されなかったと判断し、第２放出処理を実施するようにしてもよい。
【００９０】
・第１放出処理でも、ＮＯｘ触媒２２の温度を制御してもよい。具体的には、第１基準値を超えた場合には、ＮＯｘ触媒２２の温度が第１温度まで上昇するように制御してもよい。また、第１放出処理において、ＮＯｘ触媒２２の温度を第１温度に昇温するように制御して、空燃比を制御しなくてもよい。
【００９１】
・第２放出処理において、ＮＯｘ触媒２２の温度と排気通路２０内のリッチ度合いとのいずれかだけを制御するようにしてもよい。ＮＯｘ触媒２２の温度を制御する場合には、ＮＯｘ触媒２２の温度が第２温度に昇温するように制御するとよい。また、リッチ度合いを制御する場合には、排気通路２０内が強リッチ状態である第２リッチ条件を満たすように制御するとよい。
【００９２】
・第１放出処理による第１放出状態及び第３放出状態でも、反応抑制処理を実施してもよい。この場合には、より確実に被毒を抑制することができる。
【００９３】
・放出量β及び排気通路２０内のリッチ度合いに基づいて、反応抑制処理を実施するか判断してもよい。具体的には、図９に示すように、放出量βが所定値より多く、かつリッチ度合いが所定よりリッチであることを条件に、反応抑制処理を実施するようにしてもよい。図９は、反応抑制処理を実施するか判断するためのフローチャートであり、ＥＣＵ３０及びＥＣＵ３０による指示を受けたＳＣＵ３１によって、所定周期で実施される。
【００９４】
Ｓ５０で、硫黄放出状態であるか判断する。具体的には、放出フラグが１であるか判断する。放出フラグは、図５のＳ２２で第１放出処理を実施する状態と、Ｓ２５で第２放出処理を実施する状態と、Ｓ１７の第３放出状態とのいずれかに該当する場合に１になる。Ｓ５０で、硫黄放出状態でないと判断した場合（Ｓ５０＝Ｎｏ）、処理を終了する。
【００９５】
Ｓ５０で、硫黄放出状態であると判断した場合（Ｓ５０＝Ｙｅｓ）、Ｓ５１で、放出量βが所定値より多いか判断する。硫黄付着量Ａｉと、ＮＯｘ触媒２２の温度と、排気のリッチ度合いとに基づいて推定された放出量βが所定値より多いか判断する。所定値は、放出量βがそれより小さければ、リッチ度合いに関わらず被毒閾値を超えないとされる量である。つまり、放出量βが所定値を超える場合には、リッチ度合いによって被毒閾値を超える場合がある。そもそも放出量βが少ない場合には、硫化水素は発生しにくい。そのため、放出量βが少ない場合には、硫化水素が生成される可能性は低くなる。Ｓ５１で、放出量βが所定値より少ないと判断した場合（Ｓ５１＝Ｎｏ）、処理を終了する。なお、Ｓ５１で放出量βを推定する構成が「放出量推定部」に相当する。
【００９６】
Ｓ５１で、放出量βが所定値より多いと判断した場合（Ｓ５１＝Ｙｅｓ）、Ｓ５２で、排気通路２０内のリッチ度合いが所定よりリッチであるか判断する。リッチ度合いは、燃料噴射装置１１で噴射された燃料の量に基づいて推定してもよいし、排気通路２０内に空燃比センサが設けられている場合には、その検出値に基づいて推定してもよい。図４に示すように、放出量βごとに、被毒閾値を超える所定のリッチ度合いが定まる。放出量βとリッチ度合いに基づいて、被毒閾値を超える場合には、リッチ度合いが所定よりリッチであると判断する。一方、放出量βでの所定のリッチ度合いよりリッチ度合いが低い場合（Ｓ５２＝Ｎｏ）、処理を終了する。なお、Ｓ５２でリッチ度合いを推定する構成が「リッチ度合い推定部」に相当する。
【００９７】
Ｓ５２で、リッチ度合いが所定よりリッチであると判断した場合（Ｓ５２＝Ｙｅｓ）、Ｓ５３に進む。Ｓ５３で、反応抑制処理として、ポンプセル電極４５及び共通電極４８に対する電圧印加を停止することで、ポンプセル電極４５上に酸素が存在しないようにする。そして、Ｓ５４で、硫黄放出状態が終了したか判断する。具体的には、放出フラグが０になった場合に、硫黄放出処理が終了したと判断する（Ｓ５４＝Ｙｅｓ）。一方、硫黄放出状態が終了するまでは、Ｓ５４で硫黄放出状態が終了したか判断する。
【００９８】
Ｓ５４で、硫黄放出処理が終了したと判断すると、Ｓ５５で、ＮＯｘセンサ２７での反応抑制処理を停止する。具体的には、ポンプセル電極４５及び共通電極４８への電圧の印加を再開して、処理を終了する。
【００９９】
放出量βとリッチ度合いから被毒閾値を超える場合に、反応抑制処理を実施するようにしてもよい。これにより、必要な場合にだけ反応抑制処理を実施して、被毒を抑制することができる。なお、第２放出処理では、放出量βが所定値より大きく、かつ強リッチ状態でリッチ度合いがよりリッチであるため、被毒閾値を超えて被毒が生じるおそれがある。そのため、放出量βとリッチ度合いに基づいて判断する場合でも、第２放出処理では反応抑制処理を実施する必要がある。
【０１００】
・反応抑制処理を実施するかどうかは、硫黄付着量Ａｉに基づいて判断してもよい。つまり、ＮＯｘ触媒２２の温度や排気通路２０内のリッチ度合いに関わらず、硫黄付着量Ａｉが所定量より多い場合には、反応抑制処理を実施してもよい。具体的には、硫黄付着量Ａｉが所定量、例えば第１基準値よりも多い値を超える場合には、反応抑制処理を実施するようにしてもよい。硫黄付着量Ａｉが多い場合には、下流側に放出される硫黄成分の放出量βが多くなり、硫化水素の生成される可能性が高くなる。そこで、硫黄付着量Ａｉが所定量よりも多い場合には、反応抑制処理を実施する。
【０１０１】
・反応抑制処理を実施するかどうかは、排気通路２０内のリッチ度合いに基づいて判断してもよい。つまり、ＮＯｘ触媒２２の温度や硫黄付着量Ａｉに関わらず、リッチ度合いが大きい場合には、反応抑制処理を実施してもよい。具体的には、排気通路２０内を強リッチ状態とする第２リッチ条件にする場合には、反応抑制処理を実施するようにしてもよい。リッチ度合いが大きい場合には、下流側に放出される硫黄成分の放出量βが多く、排気通路２０内の水素濃度も高いことから、硫化水素の生成される可能性が高くなる。そこで、第２リッチ条件による放出処理場合には、反応抑制処理を実施する。
【０１０２】
・反応抑制処理として、ガス室５１内に排気が供給されないようにするシャッター等の構造を設け、それを閉じることによって、硫化水素と酸素との反応を抑制してもよい。また、基準室５２内に空気が供給されないようにシャッター等の構造を設け、それを閉じることで、硫化水素と酸素との反応を抑制してもよい。
【０１０３】
・三元触媒２１において硫黄放出処理がされる場合には、反応抑制処理をＮＯｘセンサ２６で実施してもよい。また、硫黄放出処理が実施される触媒よりも下流側に設けられた限界電流式のガスセンサであれば、どのガスセンサで反応抑制処理を実施してもよい。
【０１０４】
・本開示に記載の制御部（制御装置）及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至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ー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。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によって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。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至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ーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、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。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…エンジン、２０…排気通路、２１…三元触媒、２２…ＮＯｘ触媒、２６…ＮＯｘセンサ、２７…ＮＯｘセンサ、３０…ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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