(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、車両の近くに人間がいる場合であっても、その人間に影響を及ぼすことなしに、ＮＯｘ触媒から硫黄分を確実に脱離させることを目的とする。【解決手段】本発明の内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に設置されたＮＯｘ触媒と、ＮＯｘ触媒に吸着した硫黄分を脱離させるためのＳ再生制御を必要時に実行するＳ再生制御手段と、車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かを判定する判定手段とを備える。Ｓ再生制御手段は、Ｓ再生制御が必要である場合に、車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定されていない場合には、Ｓ再生制御を通常モードで実行し、車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定された場合には、通常モードと比べてＮＯｘ触媒からの有害成分の排出量が少ない有害成分抑制モードでＳ再生制御を実行する。【選択図】図２
2010112198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設置されたＮＯｘ触媒と、
前記ＮＯｘ触媒に吸着した硫黄分を脱離させるためのＳ再生制御を必要時に実行するＳ再生制御手段と、
前記内燃機関を搭載した車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記Ｓ再生制御手段は、前記Ｓ再生制御が必要であるときに、前記車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定されていない場合には、前記Ｓ再生制御を通常モードで実行し、前記車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定された場合には、前記通常モードと比べて前記ＮＯｘ触媒からの有害成分の排出量が少ない有害成分抑制モードで前記Ｓ再生制御を実行することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記Ｓ再生制御手段は、前記有害成分抑制モードのとき、前記ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比が、周期的に、理論空燃比よりリーンになるように制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記Ｓ再生制御手段は、前記有害成分抑制モードのとき、前記ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比の下限値が、前記通常モードよりもリーン側となるように制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態、ナビゲーション情報、車外を撮影する車載カメラの映像、のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かを判定する手段を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関の排気ガスを浄化するための三元触媒が広く用いられている。三元触媒は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比の近傍にないと、高い浄化率が得られない。このため、理論空燃比より希薄な空燃比で燃焼させるリーン燃焼が可能な内燃機関の場合には、リーン空燃比の下でＮＯｘ（窒素酸化物）を吸蔵することのできるＮＯｘ触媒を備えた排気浄化装置が用いられている。
【０００３】
ＮＯｘ触媒を備えたシステムにおいては、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比を一時的に理論空燃比よりリッチにするリッチスパイクを周期的に実行することが必要である。リッチスパイクを実行することにより、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを脱離させ、Ｎ2へと還元浄化することができる。
【０００４】
内燃機関の排気ガス中には、燃料中の硫黄分が燃焼することによって生成する硫黄酸化物（ＳＯｘ）も含まれている。ＮＯｘ触媒は、このＳＯｘを吸蔵（吸着）する性質もある。ＮＯｘ触媒に含まれる吸蔵材には、ＮＯｘが硝酸塩として保持され、ＳＯｘが硫酸塩として保持される。硫酸塩は硝酸塩よりも安定である。このため、リッチスパイクが実行されても、ＳＯｘは吸蔵材から脱離しない。従って、吸蔵材中には次第にＳＯｘが蓄積していき、その分だけ、吸蔵材はＮＯｘを吸蔵する能力を失っていく。このような現象は、硫黄被毒と呼ばれる。
【０００５】
硫黄被毒したＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力を回復させる方法として、Ｓ再生制御が知られている。Ｓ再生制御では、ＮＯｘ触媒を高温にした状態で、リッチな空燃比または理論空燃比の排気ガスをＮＯｘ触媒に流入させる。このＳ再生制御を実行することにより、ＮＯｘ触媒から硫黄分を脱離させることができ、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力を回復させることができる。
【０００６】
Ｓ再生制御を実行したとき、ＮＯｘ触媒から脱離した硫黄分が排気中の水素と反応することにより、硫化水素（Ｈ2Ｓ）等が発生する場合がある。硫化水素等には、特有の臭いがある。このため、車両の近くに人間がいるときに硫化水素等が発生すると、その人間が臭いを感知し、不快感を覚えるおそれがある。
【０００７】
特表２００３−５１１６０１号公報には、ナビゲーション機器によって自車の現在地や走行ルートに関するデータを検知し、その現在地あるいは走行ルートに応じて吸蔵触媒の浄化プロシージャ（Ｓ再生制御）を行う内燃機関の排気浄化装置が開示されている。この装置では、具体的には、都市区域や保養地などではＳ再生制御の実行を禁止または中止し、高速道路や幹線道路の自由走行の際にＳ再生制御を実行するようにしている。これにより、高速走行する車両に吹き付ける走行風によって排気ガスを迅速に拡散させ、人間に臭いが感知されるのを防止している。
【０００８】
【特許文献１】特表２００３−５１１６０１号公報
【特許文献２】特開２００５−１１３６９１号公報
【特許文献３】特開２００３−１５５９２５号公報
【特許文献４】特開２００４−１１６３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の公報に開示された技術では、Ｓ再生制御の実行が必要であるにもかかわらずＳ再生制御が実行されない状況が発生する場合がある。そのような場合には、ＮＯｘ触媒の硫黄被毒を解消させることができず、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低下したままの状態で車両が走行してしまう。その結果、大気中へのＮＯｘ排出量が増大するなどのエミッション悪化を招来する。
【００１０】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、車両の近くに人間がいる場合であっても、その人間に影響を及ぼすことなしに、ＮＯｘ触媒から硫黄分を確実に脱離させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気通路に設置されたＮＯｘ触媒と、
前記ＮＯｘ触媒に吸着した硫黄分を脱離させるためのＳ再生制御を必要時に実行するＳ再生制御手段と、
前記内燃機関を搭載した車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記Ｓ再生制御手段は、前記Ｓ再生制御が必要であるときに、前記車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定されていない場合には、前記Ｓ再生制御を通常モードで実行し、前記車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定された場合には、前記通常モードと比べて前記ＮＯｘ触媒からの有害成分の排出量が少ない有害成分抑制モードで前記Ｓ再生制御を実行することを特徴とする。
【００１２】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記Ｓ再生制御手段は、前記有害成分抑制モードのとき、前記ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比が、周期的に、理論空燃比よりリーンになるように制御することを特徴とする。
【００１３】
また、第３の発明は、第１の発明において、
前記Ｓ再生制御手段は、前記有害成分抑制モードのとき、前記ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比の下限値が、前記通常モードよりもリーン側となるように制御することを特徴とする。
【００１４】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態、ナビゲーション情報、車外を撮影する車載カメラの映像、のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かを判定する手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、ＮＯｘ触媒のＳ再生制御が必要であるときに、車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定されていない場合には、Ｓ再生制御が通常モードで実行される。その一方で、車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定された場合には、通常モードと比べてＮＯｘ触媒からの有害成分の排出量が少ない有害成分抑制モードでＳ再生制御が実行される。このため、車両の近くにいる人間に対し、Ｓ再生制御の影響（臭い、不快感等）が及ぶことを確実に防止することができる。また、第１の発明によれば、車両の近くに人間がいる場合であっても、Ｓ再生制御を実行することができるので、硫黄被毒したＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力を確実に回復させることができる。よって、ＮＯｘ触媒が硫黄被毒したままの状態で内燃機関が長時間運転されるような状況が発生することを確実に防止することができる。このため、大気中へのＮＯｘ排出量が増加することを確実に回避することができる。
【００１６】
第２の発明によれば、有害成分抑制モードのＳ再生制御において、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比が、周期的に、理論空燃比よりリーンになるように制御することができる。これにより、ＮＯｘ触媒中の酸素吸蔵材に周期的に酸素を補充することができる。このため、Ｓ再生制御の実行中においても、ＮＯｘ触媒中の酸素吸蔵材に酸素が吸蔵されている状態を維持することができる。その結果、ＮＯｘ触媒から脱離した硫黄分が還元されることを確実に防止することができ、有害成分の発生を確実に抑制することができる。
【００１７】
第３の発明によれば、有害成分抑制モードのＳ再生制御手段において、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比の下限値が、通常モードよりもリーン側となるように制御することができる。これにより、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比が、有害成分の発生し易い、極めてリッチな値になることが確実に防止される。よって、有害成分の発生を確実に抑制することができる。
【００１８】
第４の発明によれば、内燃機関の運転状態、ナビゲーション情報、車外を撮影する車載カメラの映像、のうちの少なくとも一つに基づいて、車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かを判定することができる。これにより、車両の近くに人間がいるかどうかを高精度に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１のシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、動力源として車両に搭載されているものとする。内燃機関１０は、複数の気筒を有しており、図１にはそのうちの一つの気筒の断面が描かれている。
【００２０】
内燃機関１０の各気筒には、ピストン１１と、吸気弁１２と、排気弁１３と、点火プラグ１４と、燃料インジェクタ１５とが設けられている。燃料タンク１６内の燃料は、燃料配管１７を通って、燃料インジェクタ１５に供給される。本実施形態では、燃料インジェクタ１５は、気筒内に直接に燃料を噴射するように設置されているが、本発明は、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料インジェクタを有する内燃機関にも適用可能である。
【００２１】
この内燃機関１０は、理論空燃比燃焼のほかに、燃料を理論空燃比より希薄な空燃比で燃焼させるリーン燃焼を行うことができる。リーン燃焼としては、均質燃焼、成層燃焼、の何れでもよい。
【００２２】
内燃機関１０には、吸気系２０および排気系３０が接続されている。吸気系２０は、各気筒の吸気弁１２に連通する吸気通路２２と、この吸気通路２２の途中に設けられたスロットル弁２４とを有している。内燃機関１０の吸入空気量は、スロットル弁２４の開度によって調整される。
【００２３】
排気系３０は、各気筒の排気弁１３に連通する排気通路３２を有している。排気通路３２の途中には、スタート触媒３４およびＮＯｘ触媒３６が設置されている。
【００２４】
スタート触媒３４は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比の近傍であるときに、ＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘを同時に浄化することのできる三元触媒である。このスタート触媒３４は、内燃機関１０との距離が近く、且つ、容量が比較的小さい。このため、スタート触媒３４は、内燃機関１０の始動後、早期に活性化して、排気ガスを浄化することができる。
【００２５】
ＮＯｘ触媒３６は、スタート触媒３４より下流側に配置されている。このＮＯｘ触媒３６は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりリーンである場合にはＮＯｘを吸蔵することができ、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比以下である場合には吸蔵したＮＯｘを脱離させて還元浄化することのできる吸蔵還元型のＮＯｘ触媒（ＮＳＲ: NOx Storage Reduction）である。ＮＯｘ触媒３６の触媒層としては、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の表面に、触媒作用を有する白金Ｐｔ等の貴金属と、ＮＯｘを吸収して硝酸塩として保持することのできるバリウムＢａ等の吸蔵材とを分散させたものを用いることができる。なお、本明細書において、「吸蔵」という用語には、「保持」、「吸着」、「吸収」等に類似するすべての概念が含まれる。
【００２６】
ＮＯｘ触媒３６は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比の近傍であるときには、ＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘを同時に浄化する三元触媒として機能することができる。ＮＯｘ触媒３６は、酸素を吸収および放出可能な酸素吸蔵材を更に含んでいる。ＮＯｘ触媒３６に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比の近傍である場合には、酸素吸蔵材が酸素を吸収・放出することにより、高い効率で三成分を浄化することができる。
【００２７】
ＮＯｘ触媒３６の上流側には、空燃比センサ３７が設置されており、ＮＯｘ触媒３６の下流側には、酸素センサ３８が設置されている。空燃比センサ３７は、比較的広範囲にわたる空燃比を連続的に検出可能であり、その空燃比に応じた出力を発する。酸素センサ３８は、理論空燃比を境に急変する出力を発する。
【００２８】
また、本実施形態のシステムは、内燃機関１０のエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ４１と、内燃機関１０の吸入空気量を検出するエアフローメータ４２と、内燃機関１０を搭載した車両の車速を検出する車速センサ４３と、内燃機関１０の冷却水温を検出する水温センサ４４と、上記車両の運転席のアクセルペダルの位置（以下、「アクセル開度」と称する）を検出するアクセルポジションセンサ４５とを備えている。
【００２９】
更に、本実施形態のシステムは、ナビゲーションシステム４６と、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。ＥＣＵ５０には、上述した各種のアクチュエータおよびセンサと、ナビゲーションシステム４６とが電気的に接続されている。
【００３０】
ナビゲーションシステム４６は、運転者に対し、目的地までのルート案内を行うことのできる装置である。ナビゲーションシステム４６は、地図情報等が記憶されたハードディスクなどの記憶媒体と、入出力ポート，通信ポートなどを有する制御部と、車両の現在位置に関する情報を受信するＧＰＳアンテナと、渋滞情報や規制情報，駐車場の満空状態などの情報を受信するＶＩＣＳアンテナと、ディスプレイとを備えている。ナビゲーションシステム４６は、車両の現在位置と目的地と地図情報とに基づいて目的地までの走行ルートを検索し、その検索した走行ルートをディスプレイに表示することにより、運転者に対しルート案内を行うことができる。
【００３１】
上記地図情報には、道路情報が含まれる。道路情報には、距離情報や幅員情報，種別情報（市街地路，郊外路，山岳路，高速道路），勾配情報，法定速度，信号機の数，信号の有無などが含まれる。ナビゲーションシステム４６の制御部は、地図情報と車両の現在位置とに基づいて、現在走行している走行路についての道路情報や渋滞情報，規制情報などの情報を常時検出しており、それらの情報をＥＣＵ５０にも出力可能になっている。
【００３２】
ＥＣＵ５０は、原則として理論空燃比よりリーンな空燃比で燃焼を行うリーン燃焼モードと、理論空燃比の近傍で燃焼を行う理論空燃比燃焼モードとを切り換えることができる。リーン燃焼モードと理論空燃比燃焼モードとは、内燃機関１０の運転状態に応じて選択される。例えば、内燃機関１０の始動直後の暖機時や、高出力が要求される高負荷運転時には、理論空燃比燃焼モードが選択され、暖機完了後の低中負荷運転時には、リーン燃焼モードが選択される。ＥＣＵ５０は、スロットル弁２４によって吸入空気量を制御するとともに、燃料インジェクタ１５からの燃料噴射量を制御することにより、燃焼空燃比を制御することができる。
【００３３】
リーン燃焼時には、排気ガス中のＮＯｘがＮＯｘ触媒３６に吸蔵される。ＮＯｘ触媒３６に蓄積したＮＯｘの量が多くなるにつれて、ＮＯｘの吸収率が低下する。そこで、リーン燃焼モードにおいては、ＮＯｘ触媒３６に流入する排気ガスの空燃比を一時的に理論空燃比以下とするリッチスパイク制御を周期的に実行する。リッチスパイク制御を実行することにより、排気中の酸素濃度が低下し、また、還元剤としての燃料をＮＯｘ触媒３６に流入させることができる。これにより、ＮＯｘ触媒３６に吸蔵されたＮＯｘを脱離させ、Ｎ2へと還元浄化することができる。
【００３４】
なお、本実施形態において、ＥＣＵ５０は、内燃機関１０の燃焼空燃比を制御することにより、ＮＯｘ触媒３６に流入する排気ガスの空燃比を制御することができる。
【００３５】
ＮＯｘ触媒３６の吸蔵材には、排気ガス中のＳＯｘが徐々に蓄積していく。ＮＯｘ触媒３６中にＳＯｘが蓄積していくにつれて、ＮＯｘ触媒３６のＮＯｘ吸蔵能力が低下していく。このようにして硫黄被毒したＮＯｘ触媒３６のＮＯｘ吸蔵能力を回復させるために、ＥＣＵ５０は、Ｓ再生制御を定期的に（例えば２０００ｋｍ走行毎に）実行する。通常、Ｓ再生制御では、ＮＯｘ触媒３６を高温（例えば６００〜６５０℃）にした状態で、理論空燃比よりリッチな空燃比の排気ガスを、例えば５〜１０分間程度、ＮＯｘ触媒３６に流入させる。これにより、ＮＯｘ触媒３６からＳＯｘを脱離させて、ＮＯｘ吸蔵能力を回復させることができる。
【００３６】
Ｓ再生制御を実行したとき、ＮＯｘ触媒から脱離した硫黄分と未燃燃料成分とが反応することにより、硫化水素など（以下、代表して「硫化水素」と称する）が発生する場合がある。硫化水素は、特有の臭いがあり、有害である。このため、車両の近くに人間がいるときに硫化水素が発生すると、その人間が臭いを感知し、不快感を覚えるおそれがある。
【００３７】
しかしながら、車両の近くに人間がいるときにＳ再生制御の実行を禁止または中止するように制御した場合には、ＮＯｘ触媒３６のＮＯｘ浄化能力を十分に回復させることができないままの状態で内燃機関１０が運転される状況が出てくる。このため、大気中へのＮＯｘ排出量が増大するという問題がある。
【００３８】
そこで、本実施形態では、Ｓ再生制御の実行が要求されているときに車両の近くに人間がいると判定された場合には、通常の方法と比べて硫化水素の発生が抑制される方法でＳ再生制御を実行することとした。以下では、通常の方法でＳ再生制御を実行する場合を「通常モード」と称し、硫化水素の発生を抑制する方法でＳ再生制御を実行する場合を「有害成分抑制モード」と称する。
【００３９】
本実施形態では、有害成分抑制モードでのＳ再生制御においては、ＮＯｘ触媒３６に流入する排気ガス（以下「流入ガス」と称する）の空燃比が、周期的に、理論空燃比よりリーンになるように制御することとした。すなわち、流入ガスの空燃比が理論空燃比よりリッチである状態が所定時間継続する毎に、流入ガスの空燃比をリーン化し、ＮＯｘ触媒３６に酸素を流入させることとした。
【００４０】
通常モードでのＳ再生制御においては、流入ガスの空燃比が理論空燃比よりリッチな状態を長時間連続させる。このため、ＮＯｘ触媒３６中の酸素吸蔵材は、酸素をすべて放出した状態となる。本発明者の知見によれば、ＮＯｘ触媒３６の酸素吸蔵材中の酸素が枯渇した状態であると、ＮＯｘ触媒３６から脱離したＳＯｘが還元されて硫化水素が生成し易い。
【００４１】
これに対し、有害成分抑制モードでのＳ再生制御によれば、ＮＯｘ触媒３６に酸素を周期的に流入させることができる。これにより、ＮＯｘ触媒３６中の酸素吸蔵材に周期的に酸素を補充することができる。このため、Ｓ再生制御の実行中においても、ＮＯｘ触媒３６中の酸素吸蔵材に酸素が吸蔵されている状態を維持することができる。本発明者の知見によれば、ＮＯｘ触媒３６中の酸素吸蔵材に酸素が吸蔵されている状態を維持することにより、ＮＯｘ触媒３６から脱離したＳＯｘが還元されるのを確実に防止することができる。すなわち、硫化水素の発生を確実に防止することができる。このため、車両の近くに人間がいる場合であっても、その人間に影響（臭い、不快感）を与えることなく、Ｓ再生制御を実行し、ＮＯｘ触媒３６のＮＯｘ吸蔵能力を回復させることができる。
【００４２】
一方、車両の近くに人間がおらず、硫化水素の発生が許容される場合には、通常モードでＳ再生制御を実行することが好ましい。有害成分抑制モードと比べ、通常モードの方が、短い時間でより確実にＳＯｘを脱離させることができるからである。
【００４３】
［実施の形態１における具体的処理］
図２は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行されるものとする。図２に示すルーチンによれば、まず、ＮＯｘ触媒３６の硫黄被毒量が読み込まれる（ステップ１００）。ＥＣＵ５０は、前回のＳ再生制御の実行時からの走行距離，積算燃料噴射量等に基づいて、現在の硫黄被毒量を逐次算出している。このステップ１００では、その硫黄被毒量の値が読み込まれる。
【００４４】
次いで、上記ステップ１００で読み込まれた硫黄被毒量の値に基づいて、Ｓ再生制御の実行が必要であるか否かが判定される（ステップ１０２）。すなわち、硫黄被毒量が所定の判定値を超えている場合には、Ｓ再生制御の実行が必要であると判定され、硫黄被毒量が上記判定値以下である場合には、Ｓ再生制御を実行する必要はまだないと判定される。
【００４５】
上記ステップ１０２でＳ再生制御を実行する必要はないと判定された場合には、以下の処理を実行する必要はないため、本ルーチンの処理がここで終了される。一方、上記ステップ１０２でＳ再生制御を実行する必要があると判定された場合には、次に、内燃機関１０および車両の現在の運転状態（エンジン回転数、吸入空気量、スロットル弁開度、アクセル開度、車速など）が読み込まれる（ステップ１０４）。なお、運転状態を表すこれらのパラメータは、前述した各種センサにより検出されている。
【００４６】
続いて、上記ステップ１０４で読み込まれた運転状態に基づいて、車両が高速走行中であるか否かが判定される（ステップ１０６）。このステップ１０６で、車両が高速走行中であると判定された場合には、車両の近くに人間はいないと推定できる。この場合には、制御目標空燃比が所定のリッチ空燃比（理論空燃比よりリッチな値）に設定され（ステップ１０８）、その後、Ｓ再生制御が実行される（ステップ１１８）。つまり、この場合には、Ｓ再生制御の実行中、制御目標空燃比は上記リッチ空燃比に維持される。すなわち、Ｓ再生制御が通常モードで実行される。
【００４７】
一方、上記ステップ１０６で車両が高速走行中ではないと判定された場合には、次に、ナビゲーションシステム４６から、車両の現在地と、周囲の状況とに関する情報が取得される（ステップ１１０）。
【００４８】
次いで、上記ステップ１１０で取得された情報に基づいて、車両の近くに人間がいる可能性が高いか低いかが判定される（ステップ１１２）。例えば、車両の現在地が市街地である場合には歩行者が近くにいる可能性が高いと推定でき、車両の現在地が有料道路料金所である場合には、料金収受係員が近くにいる可能性が高いと推定できる。これに対し、車両の現在地が郊外や山間部である場合には、車両の近くに人間がいる可能性は低いと推定できる。ステップ１１２では、このような所定の方法により、車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かが判定される。
【００４９】
上記ステップ１１２で、車両の近くに人間がいる可能性は低いと判定された場合には、制御目標空燃比が所定のリッチ空燃比に設定され（ステップ１０８）、その後、Ｓ再生制御が実行される（ステップ１１８）。すなわち、この場合には、前述した高速走行中の場合と同様に、Ｓ再生制御が通常モードで実行される。
【００５０】
これに対し、上記ステップ１１２で、車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定された場合には、次に、制御目標空燃比がリッチ空燃比に設定されてからの経過時間が所定時間に達しているか否かが判定される（ステップ１１４）。このステップ１１４で、上記経過時間が上記所定時間に達していないと判定された場合には、制御目標空燃比がリッチ空燃比に設定される（ステップ１０８）。一方、上記ステップ１１４で、上記経過時間が上記所定時間に達したと判定された場合には、制御目標空燃比が所定のリーン空燃比（理論空燃比よりリーンな値）に設定される（ステップ１１６）。このようにして、制御目標空燃比がリッチ空燃比あるいはリーン空燃比に設置された後、Ｓ再生制御が実行される（ステップ１１８）。従って、この場合のＳ再生制御では、制御目標空燃比がリッチ空燃比に設定された状態が所定時間経過する毎に、制御目標空燃比が一時的にリーン空燃比に設定される。なお、上記所定時間（つまり、制御目標空燃比をリッチ空燃比からリーン空燃比へ切り換える周期）は、ＮＯｘ触媒３６中の酸素吸蔵材の酸素吸蔵量がゼロになる前に流入ガスの空燃比がリーン空燃比に切り換えられるような長さであることが好ましい。
【００５１】
このように、図２に示すルーチンの処理によれば、車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定された場合には、流入ガスの空燃比が、周期的に、理論空燃比よりもリーンにされる有害成分抑制モードでＳ再生制御が実行される。このため、硫化水素の発生を確実に抑制することができるので、車両の近くにいる人間に悪影響が及ぶことを確実に防止することができる。また、車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定されているときであっても、Ｓ再生制御を実行することができるので、硫黄被毒したＮＯｘ触媒３６のＮＯｘ吸蔵能力を確実に回復させることができる。よって、ＮＯｘ触媒３６が硫黄被毒したままの状態で内燃機関１０が長時間運転されるような状況が発生することを確実に防止することができ、大気中へのＮＯｘ排出量が増加することを確実に回避することができる。
【００５２】
なお、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、図２に示すルーチンの処理を実行することにより前記第１および第２の発明における「Ｓ再生制御手段」が、上記ステップ１０６，１１０および１１２の処理を実行することにより前記第１および第４の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５３】
実施の形態２．
次に、図３および図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
【００５４】
図３は、本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための図である。なお、図３において、図１に示す構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００５５】
図３に示すように、実施の形態２のシステムでは、ナビゲーションシステム４６に代えて、車載カメラ４７と、画像認識装置４８とを備えている。車載カメラ４７は、車両の周囲の映像を撮影する。画像認識装置４８は、映像を画像認識処理することにより、その映像中の人間を認識することができるように構成されている。本実施形態のシステムでは、車載カメラ４７で撮影された映像を画像認識装置４８で処理することにより、車両の周囲に人間がいるかどうかを検知することができる。そして、Ｓ再生制御の実行が要求されている場合に、車両の周囲に人間がいることが検知されたときには、有害成分抑制モードでＳ再生制御を実行することとした。
【００５６】
また、本実施形態では、有害成分抑制モードのＳ再生制御の方法が実施の形態１と異なる。本実施形態では、有害成分抑制モードのときには、流入ガスの空燃比の下限値が、通常モードの場合よりもリーン側（理論空燃比よりはリッチ側）になるように制御することとした。
【００５７】
Ｓ再生制御においては、流入ガスの空燃比がリッチになるにつれて、ＳＯｘをより脱離させ易くなる。しかしながら、流入ガスの空燃比が極めてリッチな値（例えば、燃料がガソリンの場合、１２未満程度）になると、硫化水素の生成量が多くなる。そこで、本実施形態では、有害成分抑制モードのＳ再生制御を実行する場合には、制御目標空燃比を通常モードのときよりもリーン側の値にすることとした。これにより、流入ガスの空燃比が、上記のような極めてリッチな値になることを確実に防止し、硫化水素の発生を抑制することができる。
【００５８】
［実施の形態２における具体的処理］
図４は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図４において、図２に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００５９】
図４に示すルーチンによれば、まず、ＮＯｘ触媒３６の硫黄被毒量が読み込まれ（ステップ１００）、その硫黄被毒量の値に基づいて、Ｓ再生制御の実行が必要であるか否かが判定される（ステップ１０２）。このステップ１０２で、Ｓ再生制御を実行する必要があると判定された場合には、次に、内燃機関１０および車両の現在の運転状態が読み込まれ（ステップ１０４）、その読み込まれた運転状態に基づいて、車両が高速走行中であるか否かが判定される（ステップ１０６）。
【００６０】
上記ステップ１０６で、車両が高速走行中であると判定された場合には、車両の近くに人間はいないと推定できる。この場合には、制御目標空燃比が、リッチの度合いの大きい所定の空燃比（以下、「強リッチ」と称する）に設定され（ステップ１２０）、その後、Ｓ再生制御が実行される（ステップ１２８）。この場合のＳ再生制御は、通常モードに相当する。通常モードのＳ再生制御では、流入ガスの空燃比が強リッチに制御されるため、ＳＯｘを迅速且つ確実に脱離させることができる反面、硫化水素が発生する可能性がある。
【００６１】
一方、上記ステップ１０６で、車両が高速走行中ではないと判定された場合には、車載カメラ４７の映像に基づいて、車両の周囲の状況が検知される（ステップ１２２）。このステップ１２２では、車載カメラ４７の映像が取り込まれ、画像認識装置４８により、映像中に人間が写っているか否かを認識する処理が実行される。
【００６２】
続いて、上記ステップ１２２で検知された車両の周囲の状況（画像認識結果）に基づいて、車両の近くに人間がいるか否かが判定される（ステップ１２４）。その結果、車両の近くに人間はいないと判定された場合には、制御目標空燃比が強リッチに設定され（ステップ１２０）、その後、Ｓ再生制御が実行される（ステップ１２８）。すなわち、この場合には、前述した高速走行中の場合と同様に、Ｓ再生制御が通常モードで実行される。
【００６３】
これに対し、上記ステップ１２４で、車両の近くに人間がいると判定された場合には、制御目標空燃比が、上記強リッチと比べてリッチの度合いの小さい所定の空燃比（以下、「弱リッチ」と称する）に設定され（ステップ１２６）、その後、Ｓ再生制御が実行される（ステップ１２８）。この場合のＳ再生制御は、有害成分抑制モードに相当する。この場合には、流入ガスの空燃比が、比較的リッチ度合いの小さい弱リッチに制御される。このため、流入ガスの空燃比が、硫化水素の発生し易い、極めてリッチな値に（ガソリンの場合、１２未満程度）になることが確実に防止される。よって、硫化水素の発生を確実に抑制することができ、車両の近くにいる人間に悪影響が及ぼすことなしに、Ｓ再生制御を実行することができる。
【００６４】
上述した実施の形態２によれば、前述した実施の形態１と同様の効果が得られる。なお、本発明では、有害成分抑制モードのＳ再生制御の方法は、実施の形態１あるいは２で説明した方法に限定されるものではなく、通常モードと比べて硫化水素の発生を抑制することができる方法であればいかなる方法でもよい。例えば、有害成分抑制モードのときには、Ｓ再生制御実行中のＮＯｘ触媒３６の温度が通常モードのときより低くなるように制御してもよい。硫化水素は、ＮＯｘ触媒３６の温度が高くなるにつれて発生し易くなる。このため、Ｓ再生制御実行中のＮＯｘ触媒３６の温度を通常モードのときより低くする方法によっても、硫化水素の発生を抑制することができる。
【００６５】
上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、図４に示すルーチンの処理を実行することにより前記第１および第３の発明における「Ｓ再生制御手段」が、上記ステップ１０６，１２２および１２４の処理を実行することにより前記第１および第４の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１０  内燃機関
１２  吸気弁
１３  排気弁
１４  点火プラグ
１５  燃料インジェクタ
１６  燃料タンク
１７  燃料配管
２０  吸気系
２２  吸気通路
２４  スロットル弁
３０  排気系
３２  排気通路
３４  スタート触媒
３６  ＮＯｘ触媒
３７  空燃比センサ
３８  酸素センサ
５０  ＥＣＵ
【図１】
2010112198.tif 000003
【図２】
2010112198.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010112198.tif 000006