(57)【要約】【課題】リッチ気筒群とリーン気筒群との間の空燃比の差を制御することにより、アンモニアの排出量を抑えることの可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】内燃機関の排気浄化装置は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を昇温させて硫黄被毒回復を行うために好適に利用される。具体的には、内燃機関の排気浄化装置は、一方の気筒群と他方の気筒群とにおいて空燃比を異ならせることによって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を昇温させて硫黄被毒回復制御、即ち、Ｓ再生制御を実行する。制御手段は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の下流側におけるアンモニア濃度が第１の所定値以上となっている場合には、一方の気筒群と他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正する。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒より漏れ出すアンモニアの排出量の増大を抑えることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の気筒群と他方の気筒群とにおいて空燃比を異ならせることによって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を昇温させて硫黄被毒回復制御を実行する内燃機関の排気浄化装置において、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の下流側におけるアンモニア濃度が第１の所定値以上となっている場合には、前記一方の気筒群と前記他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正する制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の下流側におけるアンモニア濃度が前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上となっている場合には、前記硫黄被毒回復制御を所定時間停止することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記一方の気筒群と前記他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正する場合には、前記硫黄被毒回復制御の実行時間を長く補正することを特徴とする請求項１又は２に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、排気浄化を行う内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気通路上にＮＯｘ吸蔵還元触媒を設け、この触媒を用いてＮＯｘを浄化する排気浄化装置が提案されている。例えば、特許文献１には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を一部の排気ポートに配設し、その上流の気筒をリッチにすることで、アンモニアを生成し、その下流側の排気浄化触媒において、他気筒から排出されたＮＯｘを浄化する技術が記載されている。
【０００３】
ところで、このＮＯｘ吸蔵還元触媒では、実際にはＮＯｘ以外の物質、例えば、硫黄（Ｓ）やその化合物（ＳＯｘ）も付着して、いわゆる硫黄（Ｓ）被毒が発生する。このようなＮＯｘ以外の物質は、本来ＮＯｘが吸着されるべきところに、ＮＯｘの代わりに付着するため、結果的にＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ浄化性能を低減させることになる。
【０００４】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ浄化性能を回復させる方法としては、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の触媒温度を高温にして、かつ、空燃比をストイキまたはリッチに制御することで、硫黄（Ｓ）脱離させる「Ｓ再生制御法」が知られている。また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の触媒温度を高温にする方法としては、リッチ気筒群とリーン気筒群とに分けて、両者の合流部にＮＯｘ吸蔵還元触媒を配設して、リッチガスとリーンガスとを触媒燃焼させる「バンク制御法」が知られている。例えば、特許文献２には、内燃機関に供給される混合気の空燃比を気筒毎に増減させて、触媒温度を制御するバンク制御法の技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４７０４１号公報
【特許文献２】特開平８−１８９３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、バンク制御法においては、リッチ気筒群のリッチ度合いが大きいため、アンモニア（ＮＨ３）の排出量が増大する恐れがある。特許文献１には、下流側の排気浄化触媒よりアンモニアが漏れ出る場合や、より効果的な浄化方法までは、何ら検討されていない。また、特許文献２についても、アンモニアの排出量の観点からは、何ら検討がされていない。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、リッチ気筒群とリーン気筒群との間の空燃比の差を制御することにより、アンモニアの排出量を抑えることの可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの観点では、一方の気筒群と他方の気筒群とにおいて空燃比を異ならせることによって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を昇温させて硫黄被毒回復制御を実行する内燃機関の排気浄化装置は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の下流側におけるアンモニア濃度が第１の所定値以上となっている場合には、前記一方の気筒群と前記他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正する制御手段を備える。
【０００９】
上記の内燃機関の排気浄化装置は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を昇温させて硫黄被毒回復を行うために好適に利用される。具体的には、内燃機関の排気浄化装置は、一方の気筒群と他方の気筒群とにおいて空燃比を異ならせることによって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を昇温させて硫黄被毒回復制御、即ち、Ｓ再生制御を実行する。上記の内燃機関の排気浄化装置は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）などの制御手段を備えている。制御手段は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の下流側におけるアンモニア濃度が第１の所定値以上となっている場合には、前記一方の気筒群と前記他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正する。ここで、前記第１の所定値とは、例えば、アンモニア濃度がこの値以上になると、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒より漏れ出すアンモニアの排出量が増大していると推定することができる値である。このようにすることで、リッチ燃焼させた気筒群から排出された排気ガス中の水素（Ｈ２）や炭化水素（ＨＣ）の濃度を、空燃比差の補正前と比較して、低くすることができ、アンモニアの生成量の増大を抑えることができる。これにより、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒より漏れ出すアンモニアの排出量の増大を抑えることができる。
【００１０】
上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様は、前記制御手段は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の下流側におけるアンモニア濃度が前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上となっている場合には、前記硫黄被毒回復制御を所定時間停止する。ここで、所定時間とは、例えば、アンモニア濃度が前記第２の所定値以下になるまでの時間である。これにより、アンモニアの生成量の増大をより抑えることができるので、ＮＯｘ吸蔵還元触媒より漏れ出すアンモニアの排出量の増大をより抑えることができる。
【００１１】
上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様は、前記制御手段は、前記一方の気筒群と前記他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正する場合には、前記硫黄被毒回復制御の実行時間を長く補正する。このようにすることで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の温度が低下し、かつＨ２やＨＣ成分が減少し硫黄被毒回復速度が低下した分を硫黄被毒回復制御時間を長くすることで十分に昇温させつつ硫黄脱離を促進させることができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の硫黄被毒を回復することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１３】
［システム構成］
まず、本発明の各実施形態に係る排気浄化システムについて説明する。
【００１４】
（全体構成）
図１は、本発明の各実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用された排気浄化システム１００を示している。排気浄化システム１００は、主に、内燃機関１と、排気通路４と、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７とより構成されている。内燃機関１は、自動車などの車両に走行用動力源として搭載され、エタノールなどのアルコールを含有するアルコール混合燃料にて運転することが可能である。
【００１５】
内燃機関１は、左右のバンク２Ｌ、２Ｒに３つずつ気筒３が設けられたＶ型６気筒のガソリンエンジンとして構成されている。以下、内燃機関１を単にエンジン１と称することもある。エンジン１においては、左バンク２Ｌの３つの気筒３によって一つの気筒群が構成され、右バンク２Ｒの３つの気筒３によって他の一つの気筒群が構成される。以下において、左右のバンク２Ｌ、２Ｒを区別しない場合には、単に「バンク２」と称する。
【００１６】
エンジン１は、各気筒３の排気側にそれぞれ接続される排気通路４を備えている。排気通路４は、バンク毎に設けられた分岐部５Ｌ、５Ｒと、分岐部５Ｌ、５Ｒが合流する合流箇所から下流に延びる共通の排気通路６と、を備えている。排気通路６には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７が設けられている。ＮＯｘ吸蔵還元触媒７は、ストイキよりもリーン、即ち、酸素過剰の酸化雰囲気において、排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、ストイキよりもリッチ、即ち、燃料過剰の還元雰囲気又はストイキにおいて、吸蔵したＮＯｘを放出すると共に、このＮＯｘを還元浄化する。
【００１７】
また、エンジン１は、燃料供給装置１０を備えている。燃料供給装置１０は、各気筒３にそれぞれ設けられるインジェクタ１１と、燃料タンク１２と、を備えている。各インジェクタ１１には、燃料タンク１２から不図示の燃料ポンプによって加圧された燃料が供給される。
【００１８】
排気通路６には、空燃比（Ａ／Ｆ）センサ２２、０２センサ２３、ＮＨ３センサ２４が取り付けられる。Ａ／Ｆセンサ２２は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の上流側に取り付けられ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の上流側の排気ガスの空燃比を検出し、検出された空燃比に対応する検出信号をＥＣＵ２０に供給する。Ｏ２センサ２３及びＮＨ３センサ２４は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側に取り付けられる。Ｏ２センサ２３は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側の排気ガスの酸素濃度を検出し、検出された酸素濃度に対応する検出信号をＥＣＵ２０に供給する。ＮＨ３センサ２４は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側の排気ガスのアンモニア濃度を検出し、検出されたアンモニア濃度に対応する検出信号をＥＣＵ２０に供給する。また、排気通路６には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度を検出するための触媒温度センサ（不図示）が取り付けられる。触媒温度センサは、検出された触媒温度に対応する検出信号をＥＣＵ２０に供給する。なお、触媒温度センサの代わりに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側の排気通路６に排気温センサが取り付けられるとしても良い。
【００１９】
ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。ＥＣＵ２０は、車両内の各種センサから供給される検出信号に基づいて、エンジン１の運転状態を制御する。例えば、ＥＣＵ２０は、空燃比（Ａ／Ｆ）センサ２２、０２センサ２３、ＮＨ３センサ２４、触媒温度センサ（又は排気温センサ）からの検出信号を基に、各インジェクタ１１から噴射すべき燃料量を算出し、その算出した燃料量が各気筒３に供給されるように各インジェクタ１１の動作を制御する。
【００２０】
［第１実施形態に係る制御方法］
次に、第１実施形態に係る制御方法について説明する。ＮＯｘ吸蔵還元触媒７には、実際には、ＮＯｘ以外の物質、例えば、硫黄（Ｓ）やその化合物（ＳＯｘ）も付着して、いわゆる硫黄（Ｓ）被毒が発生する。このようなＮＯｘ以外の物質は、本来ＮＯｘが吸着されるべきところに、ＮＯｘの代わりに付着することになるため、結果的にＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ浄化性能を低減させることになる。
【００２１】
そこで、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の硫黄被毒を回復するために、バンク制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ２０は、一方のバンク２と他方のバンク２とにおいて空燃比を異ならせる制御を行う。詳しくは、一方のバンク２（例えば、左バンク２Ｌ）をリッチ燃焼させ、他方のバンク２（例えば、右バンク２Ｒ）をリーン燃焼させる制御を行う。これにより、燃料を多く含むガスと酸素を多く含むガスとが混合されたガスがＮＯｘ吸蔵還元触媒７に供給され、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７が昇温し、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７より硫黄が脱離して、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の硫黄被毒が回復される。このようなバンク制御は、「Ｓ再生制御」とも呼ばれ、本発明における硫黄被毒回復制御に相当する。
【００２２】
Ｓ再生制御においては、リッチ燃焼させたバンク２の気筒群のリッチ度合いが大きくなるため、リッチ燃焼させたバンク２の気筒群から排出された排気ガス中では、水素（Ｈ２）や炭化水素（ＨＣ）の濃度が増大する。排気ガス中における水素（Ｈ２）や炭化水素（ＨＣ）の濃度が増大すると、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７において、ＮＯｘが水素や炭化水素により還元されることで生成されるアンモニア（ＮＨ３）の生成量も増大し、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７より漏れ出すアンモニアの排出量が増大する恐れがある。
【００２３】
そこで、第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側におけるアンモニア濃度が所定値α以上となっている場合には、一方の気筒群と他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正することとする。つまり、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御を実行する場合において、リッチ燃焼させたバンク２の気筒群のリッチ度合いを小さくするため、リッチ燃焼させたバンク２の気筒群とリーン燃焼させたバンク２の気筒群との空燃比差を小さく補正する。例えば、リッチ燃焼させたバンク２の気筒群の空燃比が１２、リーン燃焼させたバンク２の気筒群の空燃比が１８となっている場合において、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側におけるアンモニア濃度が所定値α以上となっている場合には、ＥＣＵ２０は、例えば、リッチ燃焼させたバンク２の気筒群の空燃比を１４、リーン燃焼させたバンク２の気筒群の空燃比を１６に補正する。ここで、所定値αとは、例えば、アンモニア濃度がこの値以上になると、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７より漏れ出すアンモニアの排出量が増大していると推定することができる値である。このようにすることで、リッチ燃焼させたバンク２の気筒群から排出された排気ガス中の水素（Ｈ２）や炭化水素（ＨＣ）の濃度を、空燃比差の補正前と比較して、低くすることができ、アンモニアの生成量の増大を抑えることができる。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７より漏れ出すアンモニアの排出量の増大を抑えることができる。
【００２４】
なお、一方の気筒群と他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正すると、その分、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７が昇温しづらくなる。そこで、ＥＣＵ２０は、一方の気筒群と他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正する場合には、Ｓ再生制御の実行時間を長く補正することとしても良い。このようにすることで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７を十分に昇温させることができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の硫黄被毒を回復することができる。以下に説明する処理は、このＳ再生制御の実行時間の補正も含むものとする。
【００２５】
（第１実施形態に係る処理）
第１実施形態に係る処理について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、前述したＥＣＵ２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００２６】
まず、ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２０は、各種のセンサからの検出信号を基に、エンジン１の運転状態を検出する。そして、ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２０は、例えば、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度を基に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７が触媒活性状態になっているか否かについて判定する。ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７が触媒活性状態になっていないと判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、本処理を終了する。一方、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７が触媒活性状態になっていると判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３へ進む。
【００２７】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７が硫黄被毒状態にあるか否かについて判定する。具体的には、ＥＣＵ２０は、例えば、直近のＳ再生処理が実行されてからの積算燃料消費量や走行時間に基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の硫黄被毒量を推定し、推定された硫黄被毒量が所定値以上となる場合には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７が硫黄被毒状態にあると判定する。ここでいう所定値とは、例えば、硫黄被毒量がこの値以上になると、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７がＮＯｘを吸蔵することができなくなると推定される値である。ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７が硫黄被毒状態にないと判定した場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、本処理を終了する。一方、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７が硫黄被毒状態にあると判定した場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４へ進む。
【００２８】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生条件の基本値を読み込む。Ｓ再生条件の基本値とは、Ｓ再生制御を行うための基本値のことであり、具体的には、Ｓ再生制御を行うときにおける、リッチ燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比、リーン燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比、Ｓ再生制御を実行する実行時間である。Ｓ再生制御を行うときにおける、リッチ燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比、及び、リーン燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比は、予め設定されており、ＲＯＭなどに記録されている。また、Ｓ再生制御を実行する実行時間も、リッチ燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比とリーン燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比との差に対応するマップとして、予め設定されており、ＲＯＭなどに記録されている。ＥＣＵ２０は、リッチ燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比、リーン燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比、Ｓ再生制御を実行する実行時間を、ＲＯＭなどから読み込み、ステップＳ１０５へ進む。
【００２９】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御中か否かについて判定する。具体的には、ＥＣＵ２０は、例えば、直近のＳ再生制御が行われたときに、予め、フラグを立てておくなどすることで、Ｓ再生制御中か否かについて判定することができる。ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御中でないと判定した場合には（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１１３へと進んで、ステップＳ１０４で読み込んだＳ再生条件の基本値でＳ再生制御を開始する。一方、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御中であると判定した場合には（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６へ進む。
【００３０】
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ２０は、ＮＨ３センサ２４から供給された検出信号を基に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側における排気ガスのアンモニア濃度（ＶＮＨ３）を求める。そして、ステップＳ１０７において、ＥＣＵ２０は、アンモニア濃度（ＶＮＨ３）が所定値α以上となっているか否かについて判定する。ＥＣＵ２０は、アンモニア濃度（ＶＮＨ３）が所定値α未満となっていると判定した場合には（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１１０へ進む。一方、ＥＣＵ２０は、アンモニア濃度（ＶＮＨ３）が所定値α以上となっていると判定した場合には（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８へ進む。
【００３１】
ステップＳ１０８において、ＥＣＵ２０は、リッチ燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比とリーン燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比との差を小さく補正する制御を行う。このようにすることで、リッチ燃焼させるバンク２の気筒群から排出された排気ガス中における水素（Ｈ２）や炭化水素（ＨＣ）の濃度を、空燃比差の補正前と比較して、低くすることができ、アンモニアの生成量の増大を抑えることができる。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７より漏れ出すアンモニアの排出量の増大を抑えることができる。
【００３２】
ステップＳ１０９において、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御の実行時間を長く補正する。具体的には、ＥＣＵ２０は、リッチ燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比の補正後の値と、リーン燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比の補正後の値と、の差を基に、先に述べたＲＯＭなどに記録されているマップより、改めてＳ再生制御の実行時間を求め、求められた当該実行時間に補正する。マップでは、リーン燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比とリッチ燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比との差が小さくなればなるほど、Ｓ再生制御の実行時間は長くなるように設定されている。従って、ＥＣＵ２０は、リーン燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比とリッチ燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比との差を小さく補正すると、Ｓ再生制御の実行時間を、その分長く補正することとなる。このようにすることで、リーン燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比とリッチ燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比との差を小さく補正しても、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の温度が低下し、かつＨ２やＨＣ成分が減少し硫黄被毒回復速度が低下した分を硫黄被毒回復制御時間を長くすることで十分に昇温させつつ硫黄脱離を促進させることができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の硫黄被毒を回復することができる。この後、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１１０へ進む。
【００３３】
ステップＳ１１０において、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生終了時間になっているか否か、即ち、Ｓ再生制御の実行時間が経過したか否かを判定する。ＥＣＵ２０は、Ｓ再生終了時間になっていると判定した場合には（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、Ｓ再生制御の実行を終了して（ステップＳ１１１）、Ｓ再生終了時間になっていないと判定した場合には（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、Ｓ再生制御の実行を継続して（ステップＳ１１２）、本処理を終了する。
【００３４】
以上の処理によれば、リッチ燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比とリーン燃焼させるバンク２の気筒群の空燃比との差を小さく補正することにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７より漏れ出すアンモニアの排出量の増大を抑えることができる。また、このとき、Ｓ再生制御の実行時間を長く補正することにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の温度が低下し、かつＨ２やＨＣ成分が減少し硫黄被毒回復速度が低下した分を硫黄被毒回復制御時間を長くすることで十分に昇温させつつ硫黄脱離を促進させることができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の硫黄被毒を回復することができる。
【００３５】
［第２実施形態に係る制御方法］
次に、第２実施形態に係る制御方法について説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側におけるアンモニア濃度が所定値α以上となっている場合には、一方の気筒群と他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正することとしていたのに対し、第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側におけるアンモニア濃度が所定値β以上となっている場合には、Ｓ再生制御を所定時間、具体的には、アンモニア濃度が所定値β未満となるまで停止することとする。
【００３６】
つまり、第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御自体を停止することにより、バンク２の気筒群をリッチ燃焼させないので、第１実施形態と比較して、排気ガス中における水素（Ｈ２）や炭化水素（ＨＣ）の濃度の低下量はより大きくなる。従って、第２実施形態では、第１実施形態と比較して、アンモニアの生成量の増大をより抑えることができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７より漏れ出すアンモニアの排出量の増大もより抑えることができる。
【００３７】
ここで、所定値βとは、例えば、所定値αよりも大きな値である。つまり、アンモニア濃度が所定値βとなるときには、アンモニア濃度が所定値αとなるときと比較して、アンモニアの排出量がより増大していると考えられるので、早急にアンモニア排出量の増大を抑える必要がある。そのため、第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御を所定時間停止することにより、第１実施形態と比較して、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７より漏れ出すアンモニアの排出量の増大をより抑えることとする。
【００３８】
なお、Ｓ再生制御を所定時間停止すると、その分、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７が十分に昇温するまでに時間がかかる。そこで、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御を所定時間停止する場合には、Ｓ再生制御を再開する際に、Ｓ再生制御の実行時間を長く補正することしても良い。このようにすることで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７を十分に昇温させることができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の硫黄被毒を回復することができる。なお、以下に説明する処理は、このＳ再生制御の実行時間の補正も含むものとする。
【００３９】
（第２実施形態に係る処理）
第２実施形態に係る処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、前述したＥＣＵ２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００４０】
ステップＳ１２１〜Ｓ１２６までの処理は、第１実施形態で述べたステップＳ１０１〜１０６までの処理と同様の処理であるので説明を省略する。また、ステップＳ１３６の処理は、第１実施形態で述べたステップＳ１１３の処理と同様の処理であるので説明を省略する。
【００４１】
ステップＳ１２７において、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側における排気ガスのアンモニア濃度（ＶＮＨ３）が所定値β以上となっているか否かについて判定する。ＥＣＵ２０は、アンモニア濃度（ＶＮＨ３）が所定値β以上となっていると判定した場合には（ステップＳ１２７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２８へ進む。
【００４２】
ステップＳ１２８において、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御が一時停止中であるか否かについて判定する。具体的には、ＥＣＵ２０は、例えば、直近のＳ再生制御を停止したときに、予め、フラグを立てておくなどすることで、Ｓ再生制御中か否かについて判定することができる。ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御が一時停止中であると判定した場合には（ステップＳ１２８：Ｙｅｓ）、本処理を終了する。一方、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御が一時停止中でないと判定した場合には（ステップＳ１２８：Ｎｏ）、ステップＳ１２９へ進み、Ｓ再生制御の実行を停止した後、ステップＳ１３０へ進む。このようにすることで、バンク２の気筒群をリッチ燃焼させることはなくなるので、アンモニアの生成量の増大を抑えることができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７より漏れ出すアンモニアの排出量の増大を抑えることができる。
【００４３】
ステップＳ１３０において、ＥＣＵ２０は、マップなどを用いて、Ｓ再生制御が再開される際におけるＳ再生制御の実行時間を長く補正した後、本処理を終了する。これにより、Ｓ再生制御が再開される際には（後に述べるステップＳ１３２）、補正後の実行時間で、Ｓ再生制御が行われる。
【００４４】
ステップＳ１２７に戻り、ＥＣＵ２０が、アンモニア濃度（ＶＮＨ３）が所定値β未満となっていると判定した場合（ステップＳ１２７：Ｎｏ）について述べる。ＥＣＵ２０は、アンモニア濃度（ＶＮＨ３）が所定値β未満となっていると判定した場合には（ステップＳ１２７：Ｎｏ）、ステップＳ１３１へ進む。
【００４５】
ステップＳ１３１において、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御が一時停止中であるか否かについて判定する。ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御が一時停止中でないと判定した場合には（ステップＳ１３１：Ｎｏ）、ステップＳ１３３へ進む。一方、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御が一時停止中であると判定した場合には（ステップＳ１３１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３２へ進み、Ｓ再生制御の実行を再開する。このときのＳ再生制御の実行時間は、ステップＳ１３０において補正された補正後の実行時間である。これにより、Ｓ再生制御の実行を一時停止した場合であっても、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の温度が低下し、かつＨ２やＨＣ成分が減少し硫黄被毒回復速度が低下した分を硫黄被毒回復制御時間を長くすることで十分に昇温させつつ硫黄脱離を促進させることができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の硫黄被毒を回復することができる。この後、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１３３へ進む。
【００４６】
ステップＳ１３３において、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生終了時間になっているか否か、即ち、Ｓ再生制御の実行時間が経過したか否かを判定する。ＥＣＵ２０は、Ｓ再生終了時間になっていると判定した場合には（ステップＳ１３３：Ｙｅｓ）、Ｓ再生制御の実行を終了して（ステップＳ１３４）、Ｓ再生終了時間になっていないと判定した場合には（ステップＳ１３３：Ｎｏ）、Ｓ再生制御の実行を継続して（ステップＳ１３５）、本処理を終了する。
【００４７】
以上の処理によれば、Ｓ再生制御を所定時間、具体的には、アンモニア濃度が所定値β未満となるまで停止することにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７より漏れ出すアンモニアの排出量の増大を抑えることができる。また、このとき、Ｓ再生制御の再開時におけるＳ再生制御の実行時間を長く補正することにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の温度が低下し、かつＨ２やＨＣ成分が減少し硫黄被毒回復速度が低下した分を硫黄被毒回復制御時間を長くすることで、十分に昇温させつつ硫黄脱離を促進させることができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の硫黄被毒を回復することができる。なお、上述の第２実施形態では、所定値βは、一例として、所定値αよりも大きいとしているが、これに限られるものではなく、所定値αと同じ大きさであるとしても、上述したのと同様の効果を得られるのは言うまでもない
［第３実施形態に係る制御方法］
次に、第３実施形態に係る制御方法について説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側におけるアンモニア濃度が所定値α以上となっている場合には、一方の気筒群と他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正することとしていたのに対し、第３実施形態では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度が所定温度γ以上となっている場合で、かつ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側におけるアンモニア濃度が所定値α以上となっている場合にのみ、一方の気筒群と他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正することとする。ここで、所定温度γとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度がこの温度以上にならないと、硫黄を脱離させることができないとされる温度であり、具体的には、概ね６５０℃程度である。
【００４８】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度が所定温度γ未満となっている場合において、一方の気筒群と他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正して、酸素と燃料を減少させた状態すると、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の硫黄被毒を十分に回復することができる程度にまで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度が昇温しなくなってしまう。
【００４９】
そこで、第３実施形態では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度が所定温度γ以上となっている場合で、かつ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側におけるアンモニア濃度が所定値α以上となっている場合にのみ、一方の気筒群と他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正することとし、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度が所定温度γ未満となっている場合には、一方の気筒群と他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正しないこととする。このようにすることで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度が所定温度γ未満となっている場合であっても、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の硫黄被毒を十分に回復することができる程度にまで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度を昇温させることができる。
【００５０】
（第３実施形態に係る処理）
第２実施形態に係る処理について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、前述したＥＣＵ２０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００５１】
ステップＳ１４１〜Ｓ１４５までの処理は、第１実施形態で述べたステップＳ１０１〜１０５までの処理と同様の処理であるので説明を省略する。
【００５２】
ステップＳ１４５において、ＥＣＵ２０は、Ｓ再生制御中であると判定した場合には（ステップＳ１４５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４６へ進む。ステップＳ１４６において、ＥＣＵ２０は、触媒温度センサからの検出信号を基に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度（Ｔｃａｔ）を求め、ステップＳ１４７へ処理を進める。なお、ＥＣＵ２０は、触媒温度センサからの検出信号を基にする代わりに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側の排気温センサからの検出信号を基に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度（Ｔｃａｔ）を求めるとしても良い。即ち、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側の排気温センサからの検出信号を基に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側の排気ガスの排気温度を求め、当該排気温度を基に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度（Ｔｃａｔ）を推定するとしても良い。
【００５３】
ステップＳ１４７において、ＥＣＵ２０は、触媒温度（Ｔｃａｔ）が所定温度γ以上となっているか否かについて判定する。ＥＣＵ２０は、触媒温度（Ｔｃａｔ）が所定温度γ未満であると判定した場合には（ステップＳ１４７：Ｎｏ）、ステップＳ１５２へと処理を進める。一方、ＥＣＵ２０は、触媒温度（Ｔｃａｔ）が所定温度γ以上であると判定した場合には（ステップＳ１４７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４８へ処理を進める。ステップＳ１４８以降では、ＥＣＵ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の下流側におけるアンモニア濃度が所定値α以上となっている場合には、一方の気筒群と他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正すると共に、Ｓ再生制御の実行時間を長く補正する。ステップＳ１４８〜ステップＳ１５５までの処理は、第１実施形態で述べたステップＳ１０６〜１１３までの処理と同様の処理であるので詳細な説明を省略する。
【００５４】
以上の処理によれば、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度が所定温度γ未満となっている場合には、一方の気筒群と他方の気筒群の空燃比の差を小さく補正しないこととする。このようにすることで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度が所定温度γ未満となっている場合であっても、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の硫黄被毒を十分に回復することができる程度にまで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒７の触媒温度を昇温させることができる。
【００５５】
［変形例］
なお、上述の各実施形態では、エンジン１は、左右のバンク２Ｌ、２Ｒに３つずつ気筒３が設けられ、一方のバンク２（例えば、バンク２Ｌ）の気筒群をリッチ燃焼させ、他方のバンク２（例えば、バンク２Ｒ）の気筒群をリーン燃焼させるとしているが、これに限られない。代わりに、内燃機関１は、例えば、リッチ燃焼させる気筒とリーン燃焼させる気筒とを同じバンク２に混在して有するとしても良い。要は、バンク２Ｌ、２Ｒに関係なく、一方の気筒群をリッチ燃焼させ、他方の気筒群をリーン燃焼させるとすれば、本発明を適用可能である。従って、内燃機関１としては、３つの気筒５ｃによって２つのバンク５が構成されたＶ型６気筒エンジンを用いることに限定はされない。例えば、直列エンジンを用いるとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】各実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用された排気浄化システムである。
【図２】第１実施形態に係る処理を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係る処理を示すフローチャートである。
【図４】第３実施形態に係る処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１  内燃機関（エンジン）
２  バンク
４、６  排気通路
７  ＮＯｘ吸蔵還元触媒
２０  ＥＣＵ
２４  ＮＨ３センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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