(57)【要約】【課題】ＳＯｘ放出処理の開始時期を最適化することができる技術を提供する。【解決手段】吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、ＮＯｘ触媒の温度を把握する温度把握手段（Ｓ１０２）と、ＮＯｘ触媒に堆積したＳＯｘ量を推定する堆積ＳＯｘ量推定手段（Ｓ１０１）と、ＮＯｘ触媒に堆積したＳＯｘを放出させるＳＯｘ放出処理を行うＳＯｘ放出処理手段と、堆積ＳＯｘ量及びＳＯｘが堆積した時点の温度に基づいてＳＯｘ放出処理手段によるＳＯｘ放出処理の開始時期を決定する処理開始時期決定手段（Ｓ１０３乃至Ｓ１０６）とを備える。そして、処理開始時期決定手段は、ＮＯｘ触媒の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多い程、開始時期を早める。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
前記ＮＯｘ触媒の温度を把握する温度把握手段と、
前記ＮＯｘ触媒に堆積したＳＯｘ量を推定する堆積ＳＯｘ量推定手段と、
前記ＮＯｘ触媒に堆積したＳＯｘを放出させるＳＯｘ放出処理を行うＳＯｘ放出処理手段と、
前記堆積ＳＯｘ量推定手段にて推定される堆積ＳＯｘ量及び前記温度把握手段にて把握されるＳＯｘが堆積した時点の温度に基づいて前記ＳＯｘ放出処理手段によるＳＯｘ放出処理の開始時期を決定する処理開始時期決定手段と、
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】
前記処理開始時期決定手段は、前記ＮＯｘ触媒の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多い程、前記開始時期が早くなるように決定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】
前記処理開始時期決定手段は、前記堆積ＳＯｘ量推定手段にて推定される堆積ＳＯｘ量及び前記温度把握手段にて把握されるＳＯｘが堆積した時点の温度に基づいて前記ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率を推定するＮＯｘ浄化率推定手段を有し、当該ＮＯｘ浄化率推定手段が推定したＮＯｘ浄化率が閾値以下となった時を前記開始時期として決定するものであ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４】
前記ＮＯｘ浄化率推定手段は、ＮＯｘ触媒の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多い程、ＮＯｘ浄化率の低下分が大きいと推定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記処理開始時期決定手段は、前記堆積ＳＯｘ量推定手段にて推定される堆積ＳＯｘ量に基づいて前記ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率を推定するＮＯｘ浄化率推定手段を有し、当該ＮＯｘ浄化率推定手段が推定したＮＯｘ浄化率が閾値以下となった時を前記開始時期として決定するものであり、更に、前記堆積ＳＯｘ量推定手段にて推定される堆積ＳＯｘ量及び前記温度把握手段にて把握されるＳＯｘが堆積した時点の温度に基づいて前記閾値を変更する閾値変更手段を有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６】
前記閾値変更手段は、ＮＯｘ触媒の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多い程、前記閾値の上昇分が大きくなるように変更することを特徴とする請求項５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、内燃機関の排気浄化装置に関するものであり、特に排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を保持し、定期的に、保持され堆積したＳＯｘの放出処理を行う内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気浄化技術として、内燃機関（特に希薄燃焼エンジン、ディーゼルエンジン）の排気系に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下単に「ＮＯｘ触媒」という場合もある。）を配置して、リーンな空燃比での運転時に排気中の窒素酸化物（以下単に「ＮＯｘ」という場合もある。）を大気中に放出する前に当該ＮＯｘ触媒上に一時的に保持する技術が知られている。
【０００３】
ところで、燃料中あるいはオイル中には硫黄（Ｓ）成分が含まれており、このＳ成分は酸素と反応してＳＯｘとなる。そして、ＮＯｘ触媒は、排気中のＮＯｘとともにＳＯｘも保持してしまうため、保持され堆積したＳＯｘ量が増加すると排気中のＮＯｘの浄化率が低下する、いわゆるＳＯｘ被毒を生じる。
【０００４】
そのため、所定量のＳＯｘが堆積したＮＯｘ触媒を、例えば５００℃〜７００℃の高温とし、ＮＯｘ触媒へ還元剤たる燃料を供給することによりＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比をリッチな空燃比にして、ＮＯｘ触媒を高温かつ還元雰囲気とすることによりＮＯｘ触媒に堆積したＳＯｘを放出及び還元して除去し、以ってＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を解消させるＳＯｘ放出処理を行うことが必要となる。
【０００５】
そして、このＳＯｘ放出処理を開始するタイミングとして、ＮＯｘ触媒に堆積したＳＯｘ量（以下、単に「堆積ＳＯｘ量」という場合もある。）を、例えば燃料噴射時間と機関回転速度とに基づいて推定し、当該推定した堆積ＳＯｘ量が所定量以上となった場合とすることが知られている。
【０００６】
また、燃焼によって発生するＳＯｘ量は空燃比や燃料中のＳ成分含有量等によって大きく左右されるものであり、発生したＳＯｘ量の内ＮＯｘ触媒に堆積するＳＯｘ量はＮＯｘ触媒の温度によって左右されるものであることから、排気の空燃比、燃料性状及びＮＯｘ触媒の温度に基づいて堆積ＳＯｘ量を推定することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
ＮＯｘ触媒の温度により堆積するＳＯｘ量が異なるのは、ＮＯｘ触媒の温度が中程度の温度（例えば３００〜５００℃）のときにはＳＯｘが堆積し易いが、温度が低いときには活性度合いが低いため、また温度が高いときにはＳＯｘが放出される方向であるため、前記中程度の温度以外ではＳＯｘが堆積し難くなるという性質に基づくものである。そのため、上記特許文献１に記載された技術においては、燃料噴射積算量から推定される堆積ＳＯｘ量を、前記中程度の温度で堆積する量よりも低温域で堆積する量が少なくなるように補正している。
【特許文献１】特開２０００−５１６６２号公報
【特許文献２】特開平９−３１７４４７号公報
【特許文献３】特開平８−１５８８５７号公報
【特許文献４】特開平１１−３５０９４６号公報
【特許文献５】特開平１１−６４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＮＯｘ触媒が比較的高温（例えば、３００℃以上）であるときに保持され堆積するＳＯｘは、温度が高温であるために拡散が早く触媒内部まで入り込むのに対して、ＮＯｘ触媒が低温（例えば、３００℃未満）であるときに堆積するＳＯｘはＮＯｘ触媒の表面に堆積する。そして、ＮＯｘ触媒表面に堆積したＳＯｘは、排気中のＮＯｘとＮＯｘ触媒との接触機会を減少させてしまう。それゆえ、ＮＯｘ触媒に同量のＳＯｘが堆積しているとしても、堆積した時点の温度によって堆積状態が異なり、排気中のＮＯｘを浄化できる性能も異なる。すなわち、ＮＯｘ触媒に同量のＳＯｘが堆積している場合でも、ＮＯｘ触媒が低温である時に堆積したＳＯｘ量が多い程ＮＯｘ浄化率が低下してしまう。
【０００９】
したがって、堆積ＳＯｘ量が前記所定量に達したと判定されたときにＳＯｘ被毒を解消するのでは、ＳＯｘの堆積状態によっては既にＮＯｘ浄化性能が低下しており、ＮＯｘがＮＯｘ触媒で浄化されずにそのまま排出されてしまうおそれがある。一方、上述したようにＳＯｘ放出処理は、ＮＯｘ触媒を高温かつ還元雰囲気とする必要があることから、頻繁に行うと燃費を悪化させてしまう。
【００１０】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＳＯｘ放出処理の開始時期を最適化することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置にあっては、内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、前記ＮＯｘ触媒の温度を把握する温度把握手段と、前記ＮＯｘ触媒に堆積したＳＯｘ量を推定する堆積ＳＯｘ量推定手段と、前記ＮＯｘ触媒に堆積したＳＯｘを放出させるＳＯｘ放出処理を行うＳＯｘ放出処理手段と、前記堆積ＳＯｘ量推定手段にて推定される堆積ＳＯｘ量及び前記温度把握手段にて把握されるＳＯｘが堆積した時点の温度に基づいて前記ＳＯｘ放出処理手段によるＳＯｘ放出処理の開始時期を決定する処理開始時期決定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
温度把握手段としては、ＮＯｘ触媒の上流又は下流に備えられた温度センサの検出値に基づいて推定するもの、排気温度は内燃機関の運転状態に基づいて変化するため、運転状態に基づいて推定するもの、あるいは、ＮＯｘ触媒に直に備えられた温度センサの検出値に基づいて検出するものを例示することができる。
【００１３】
堆積ＳＯｘ量推定手段としては、内燃機関の運転状態に基づいて推定するものが好適である。具体的には、内燃機関の運転状態と燃料噴射量及びオイル消費量との間には相関関係があり、また、当該運転状態と、噴射された燃料及び消費されたオイルから発生しＮＯｘ触媒に堆積するＳＯｘ量との間にも相関関係がある。ゆえに、燃料噴射量及びオイル消費量、運転状態及び堆積ＳＯｘ量との間に成立する相関関係を予め導き出しておけば堆積ＳＯｘ量を推定することができる。
【００１４】
ところで、ＳＯｘ放出処理手段によるＳＯｘ放出処理の開始時期が遅いと、ＮＯｘがＮＯｘ触媒で浄化されずにそのまま排出されてしまうおそれがあり、逆に、当該タイミングが早いと、燃費を悪化させる要因となる。
【００１５】
一方、ＮＯｘ触媒に同量のＳＯｘが堆積しているとしても、堆積した時点の温度によって堆積状態が異なり、排気中のＮＯｘを浄化できる性能も異なる。具体的には、ＮＯｘ触媒に同量のＳＯｘが堆積している場合でも、ＮＯｘ触媒が低温である時に堆積したＳＯｘ量が多い程ＮＯｘ浄化率の低下分が大きくなる。
【００１６】
これに対して、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置にあっては、堆積ＳＯｘ量推定手段にて推定される堆積ＳＯｘ量及び温度把握手段にて把握されるＳＯｘが堆積した時点の温度に基づいてＳＯｘ放出処理手段によるＳＯｘ放出処理の開始時期を決定する処理開始時期決定手段を備えているので、当該処理開始時期決定手段が、例えば、ＮＯｘ触媒の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多い程、ＳＯｘ放出処理の開始時期が早くなるように決定する等、ＳＯｘが堆積した時点の温度をも考慮してＳＯｘ放出処理の開始時期を決定するので、ＳＯｘ放出処理の開始時期を最適化することができる。それゆえ、排気浄化を向上させることができるとともにＳＯｘ放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００１７】
また、前記処理開始時期決定手段は、前記堆積ＳＯｘ量推定手段にて推定される堆積ＳＯｘ量及び前記温度把握手段にて把握されるＳＯｘが堆積した時点の温度に基づいて前記ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率を推定するＮＯｘ浄化率推定手段を有し、当該ＮＯｘ浄化率推定手段が推定したＮＯｘ浄化率が閾値以下となった時を前記開始時期として決定するものが好適である。
【００１８】
そして、前記ＮＯｘ浄化率推定手段は、ＮＯｘ触媒の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多い程、ＮＯｘ浄化率の低下分が大きいと推定することが好適である。これにより、ＮＯｘ触媒の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多い程ＮＯｘ浄化率が早めに閾値以下となり、早めにＮＯｘ放出処理が開始されることになる。それゆえ、排気浄化を向上させることができる。
【００１９】
一方、ＮＯｘ浄化率推定手段は、ＮＯｘ触媒の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多くなければ、ＮＯｘ浄化率の低下分が大きいと推定しないので、ＮＯｘ触媒の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多い場合よりもＮＯｘ浄化率が遅く閾値以下となる。それゆえ、ＮＯｘ触媒の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多い場合よりもＮＯｘ放出処理が遅く開始されるので、ＳＯｘ放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００２０】
また、前記処理開始時期決定手段は、前記堆積ＳＯｘ量推定手段にて推定される堆積ＳＯｘ量に基づいて前記ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率を推定するＮＯｘ浄化率推定手段を有し、当該ＮＯｘ浄化率推定手段が推定したＮＯｘ浄化率が閾値以下となった時を前記開始時期として決定するものであり、更に、前記堆積ＳＯｘ量推定手段にて推定される堆積ＳＯｘ量及び前記温度把握手段にて把握されるＳＯｘが堆積した時点の温度に基づいて前記閾値を変更する閾値変更手段を有するものでもよい。
【００２１】
かかる場合は、ＮＯｘ浄化率推定手段は、堆積ＳＯｘ量推定手段にて推定される堆積ＳＯｘ量に基づいてＮＯｘ浄化率を推定するものであり、前記閾値変更手段が、ＮＯｘ触媒の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多い程、前記閾値の上昇分が大きくなるように変更する等、堆積ＳＯｘ量及びＳＯｘが堆積した時点の温度に基づいて閾値を変更することで、結局は、ＳＯｘが堆積した時点の温度をも考慮してＳＯｘ放出処理の開始時期を決定することとなる。それゆえ、ＳＯｘ放出処理の開始時期を最適化することができ、排気浄化を向上させることができるとともにＳＯｘ放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、ＳＯｘ放出処理の開始時期を最適化することができる。これにより、排気浄化を向上させることができるとともにＳＯｘ放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を以下の実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の実施例に係る排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【００２５】
図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関であり、各気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。各燃料噴射弁３は、蓄圧室（コモンレール）４と接続され、このコモンレール４は燃料供給管５を介して燃料ポンプ６と連通している。
【００２６】
また、内燃機関１には、吸気通路７が接続されており、この吸気通路７はエアクリーナボックス８に接続されている。前記エアクリーナボックス８より下流の吸気通路７には、当該吸気通路７内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ９が取り付けられている。
【００２７】
吸気通路７における前記エアフローメータ９より下流の部位には、過給器１０のコンプレッサハウジング１０ａが設けられている。コンプレッサハウジング１０ａより下流の吸気通路７には、インタークーラ１１が取り付けられている。更にインタークーラ１１より下流の吸気通路７には、当該吸気通路７内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１２が設けられ、この吸気絞り弁１２には、吸気絞り用アクチュエータ１３が取り付けられている。
【００２８】
また、内燃機関１には、排気通路１４が接続され、この排気通路１４は、下流にて図示しないマフラーと接続されている。また、排気通路１４の途中には、過給器１０のタービンハウジング１０ｂが配置されており、排気通路１４におけるタービンハウジング１０ｂより下流の部位には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒１５が備えられている。そして、ＮＯｘ触媒１５の上流の排気通路１４には、排気通路１４内を流通する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ１６と、当該排気通路１４内を流通する排気の温度に対応した電気信号を出力する排気温度センサ１７とが取り付けられている。
【００２９】
また、内燃機関１の１番気筒（＃１）の排気ポートには、当該排気ポート内を流通する排気ガス中に還元剤たる燃料を添加する燃料添加弁１８が取り付けられ、この燃料添加弁１８は燃料通路１９を介して前記燃料ポンプ６と接続されている。
【００３０】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。
【００３１】
ＥＣＵ２０には、前述したエアフローメータ９、空燃比センサ１６、排気温度センサ１７に加え、内燃機関１に取り付けられたクランクポジションセンサ２１及び水温センサ２２や、内燃機関１を搭載した車両の室内に取り付けられたアクセルポジションセンサ（図示省略）等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
【００３２】
一方、ＥＣＵ２０には、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１３、燃料添加弁１８等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２０が燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１３及び燃料添加弁１８を制御することが可能になっている。
【００３３】
例えば、ＥＣＵ２０は、一定時間毎に実行すべき基本ルーチンにおいて、各種センサの出力信号の入力、機関回転数の演算、燃料噴射量の演算、燃料噴射時期の演算などを実行する。基本ルーチンにおいてＥＣＵ２０が入力した各種信号やＥＣＵ２０が演算して得られた各種制御値は、ＥＣＵ２０のＲＡＭに一時的に記憶される。
【００３４】
更に、ＥＣＵ２０は、各種のセンサやスイッチからの信号の入力、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ２１からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理において、ＲＡＭから各種制御値を読み出し、それら制御値に従って燃料噴射弁３等を制御する。
【００３５】
次に、本実施例に係るＮＯｘ触媒１５について説明する。
ＮＯｘ触媒１５は、該触媒に流入する排気の空燃比がリーン空燃比（理論空燃比以上）であるときには、排気中のＮＯｘを保持して大気中に放出しないようにし、該触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比あるいはリッチ空燃比（理論空燃比以下）となったときには、保持していたＮＯｘを放出及び還元して除去するものである。
【００３６】
また、燃料中あるいはオイル中には硫黄（Ｓ）成分が含まれており、このＳ成分は酸素と反応してＳＯｘとなる。そして、ＮＯｘ触媒は、ＮＯｘと同様のメカニズムによって排気中のＳＯｘを保持するため、保持され堆積したＳＯｘ量が増加すると、それに応じてＮＯｘ触媒１５のＮＯｘ浄化能力が低下する、いわゆるＳＯｘ被毒が発生する。
【００３７】
そして、このようにＮＯｘ触媒１５にＳＯｘ被毒が生じると、ＮＯｘ浄化能力が低下し、排気中のＮＯｘがＮＯｘ触媒１５にて浄化されずに大気中へ排出されてしまうおそれがある。したがって、本実施例においては、ＮＯｘ浄化能力があるところまで低下した時に、ＮＯｘ触媒１５に堆積したＳＯｘを放出及び還元して除去させる、ＳＯｘ放出処理を実行する。
【００３８】
このＳＯｘ放出処理は、ＳＯｘ放出処理手段としても機能するＥＣＵ２０が、ＮＯｘ触媒１５の床温を５００〜７００℃に高める触媒昇温処理を行うとともにＮＯｘ触媒１５に流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とする空燃比処理を行うものである。
【００３９】
具体的に、触媒昇温処理では、ＮＯｘ触媒１５の温度を早期に上昇させる手段として、内燃機関１の圧縮上死点近傍での通常の主燃料噴射に加えて、排気行程中もしくは膨張行程中に気筒内に燃料を副次的に噴射するポスト噴射又は吸気行程もしくは排気行程の上死点近傍で気筒内に燃料を噴射するビゴム噴射等の副噴射を行う。
【００４０】
また、上述の副噴射の代わりにあるいは副噴射とともに、燃料添加弁１８から排気中へ還元剤たる燃料を添加させることにより、それらの未燃燃料成分をＮＯｘ触媒１５において酸化させ、酸化の際に発生する熱によってＮＯｘ触媒の床温を高めるようにしてもよい。
【００４１】
そして、上記したような触媒昇温処理によりＮＯｘ触媒１５の床温が高温となったら、ＥＣＵ２０は、燃料添加弁１８から還元剤たる燃料を添加させる還元剤添加制御を実行してＮＯｘ触媒１５に流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とする空燃比処理を行う。
【００４２】
ところで、このＳＯｘ放出処理を実行するタイミングが遅いと、ＮＯｘがＮＯｘ触媒１
５で浄化されずにそのまま排出されてしまう。逆に、当該タイミングが早いと、ＳＯｘ放出処理は上述したような排気の空燃比をリッチ空燃比とする空燃比処理を含むことから、燃費を悪化させる要因となる。
【００４３】
そこで、本実施例においては、以下のようにしてＳＯｘ放出処理を実行するタイミングを決定する。
【００４４】
図２に示したのが、ＳＯｘが堆積した時点のＮＯｘ触媒の温度（ＳＯｘ被毒温度）、ＮＯｘ触媒の温度及びＮＯｘ浄化率との相関関係を示したものである。具体的には、ＳＯｘ被毒していない使用開始初期のＮＯｘ触媒（Ａ）、５００℃で２．５ｇのＳＯｘが堆積したＮＯｘ触媒（Ｂ）及び２５０℃で２．５ｇのＳＯｘが堆積したＮＯｘ触媒（Ｃ）の温度を変化させ、ＮＯｘ浄化率を比較したものである。
【００４５】
本図に示すように、例えばＮＯｘ触媒の温度が３００℃である場合、触媒Ａの浄化率は１００％であるのに対して、触媒Ｂの浄化率は約９０％、触媒Ｃの浄化率は約７５％である。また、ＮＯｘ触媒の温度が４００℃である場合、触媒Ａの浄化率は１００％であるのに対して、触媒Ｂの浄化率は約９７％、触媒Ｃの浄化率は約８０％である。
【００４６】
これより、堆積ＳＯｘ量が同じでも、そのＳＯｘが堆積した時点のＮＯｘ触媒の温度（ＳＯｘ被毒温度）によってＮＯｘ浄化率が異なり、ＳＯｘ被毒温度が低い程ＮＯｘ浄化率の低下分が大きいことがわかる。
【００４７】
これは、ＮＯｘ触媒が高温であるときに保持され堆積するＳＯｘは、温度が高温であるために拡散が早く触媒内部まで入り込むのに対して、ＮＯｘ触媒が低温であるときに堆積するＳＯｘはＮＯｘ触媒の表面に堆積し、排気中のＮＯｘとＮＯｘ触媒との接触機会を減少させてしまうからだと考えられる。
【００４８】
そこで、本実施例においては、堆積ＳＯｘ量及びＳＯｘ被毒温度を考慮してＳＯｘ放出処理の開始時期を決定し、当該タイミングでＳＯｘ放出処理を実行開始するＳＯｘ放出処理制御を実行する。
【００４９】
［第１のＳＯｘ放出処理制御］
本制御の概略としては、堆積ＳＯｘ量及びＳＯｘ被毒温度に基づいてＳＯｘ被毒状態量を求め、当該ＳＯｘ被毒状態量からＮＯｘ浄化率を推定し、当該ＮＯｘ浄化率が閾値以下となった場合にＳＯｘ放出処理を実行開始するようにする。具体的に、図３に示すフローチャートを用いてＳＯｘ放出処理制御について説明する。
【００５０】
この制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ２１からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ２０が実行するルーチンである。
【００５１】
本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ず、ステップ（以下、単に「Ｓ」という。）１０１において前回のフローから今回のフローの間にＮＯｘ触媒１５に堆積したＳＯｘ量（Ｑｓ）を推定する。これは、この間の運転状態に基づいて推定するものである。少なくとも水温センサ２２、クランクポジションセンサ２１又はアクセルポジションセンサの出力値のいずれかから把握される内燃機関１の運転状態と、燃料噴射量及びオイル消費量との間には相関関係があり、また、前記運転状態と、噴射された燃料及び消費されたオイルから発生するＳＯｘ量との間にも相関関係がある。ゆえに、前記運転状態とＮＯｘ触媒１５に流入するＳＯｘ量との間に成立する相関関係を示すマップを予め作成しＲＯＭに記憶しておき、本ステップにおいては、当該マップと現時点の運転状態に基づいて、ＮＯｘ触媒１５
に流入するＳＯｘ量を推定し、流入したＳＯｘ量全てがＮＯｘ触媒１５に堆積したものとして堆積ＳＯｘ量Ｑｓを推定する。このように、本ステップが堆積ＳＯｘ量推定手段として機能する。
【００５２】
その後Ｓ１０２へ進み、Ｓ１０１にて推定したＳＯｘがＮＯｘ触媒１５に堆積した時点のＮＯｘ触媒１５の温度、つまりＱｓのＳＯｘ被毒温度（Ｔ）を推定する。当該温度は、ＮＯｘ触媒１５に流入する排気の温度と同じであるものとして推定するものであり、排気温度センサ１７の検出値に基づいて推定する。あるいは、排気温度は内燃機関１の運転状態に応じて変化するものなので、当該運転状態とＳＯｘ被毒温度Ｔの相関関係を示すマップを予め作成しＲＯＭに記憶しておき、当該マップと現時点の運転状態に基づいて、温度Ｔを推定してもよい。また、ＮＯｘ触媒１５に直に備えられた温度センサでＮＯｘ触媒１５の温度を検出してもよい。そして、このように本ステップが温度把握手段として機能する。
【００５３】
その後Ｓ１０３へ進み、性能低下係数Ｋｔを決定する。この性能低下係数Ｋｔは、上述したようにＳＯｘ被毒温度によってその温度で堆積したＳＯｘがＮＯｘ浄化能力に与える影響が異なることから、その温度で堆積したＳＯｘ量を補正して前記ＳＯｘ被毒状態量を算出するために用いるものである。ゆえに、図４に示すように前記ＳＯｘ被毒温度Ｔに応じて変化するものであり、例えば、ＳＯｘ被毒温度Ｔが２５０℃のときＫｔは１．２５、ＳＯｘ被毒温度Ｔが５００℃の時Ｋｔは１となるように設定する。そして、図４のようなＳＯｘ被毒温度Ｔと性能低下係数Ｋｔの相関関係を予め求めＲＯＭに記憶しておき、本ステップでは、当該マップとＳ１０２で推定したＳＯｘ被毒温度Ｔに基づいて決定する。
【００５４】
その後Ｓ１０４へ進み、ＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒを算出する。これは、前回のフローで算出したＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒに、Ｓ１０１で算出したＱｓとＳ１０３で決定した性能低下係数Ｋｔを乗じた値を加算して、つまり、「Ｑｓｒ＝Ｑｓｒ＋Ｑｓ×Ｋｔ」という式に基づいて現時点のＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒを算出するものである。
【００５５】
その後Ｓ１０５へ進み、Ｓ１０４で算出したＱｓｒからＮＯｘ浄化率を推定する。Ｓ１０４で算出したＳＯｘ被毒状態量ＱｓｒとＮＯｘ浄化率は反比例関係、つまり、ＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒが大きいとＮＯｘ浄化率は低く、ＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒが小さいとＮＯｘ浄化率は高くなる。ゆえに、ＳＯｘ被毒状態量ＱｓｒとＮＯｘ浄化率の相関関係を予め求めＲＯＭに記憶しておき、本ステップでは、当該マップとＳ１０４で算出したＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒに基づいて推定するものである。
【００５６】
このように、Ｓ１０５においてＳＯｘ被毒状態量ＱｓｒからＮＯｘ浄化率を推定しており、また、このＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒは、Ｓ１０１で算出したＱｓと、当該ＱｓのＳＯｘ被毒温度に基づいてＳ１０３にて算出される性能低下係数Ｋｔとに基づいて算出されるものであるので、Ｓ１０３からＳ１０５までの処理がＮＯｘ浄化率推定手段として機能する。ゆえに、ＮＯｘ浄化率推定手段は、堆積ＳＯｘ量とＳＯｘが堆積した時点のＮＯｘ触媒の温度に基づいてＮＯｘ浄化率を推定している。
【００５７】
Ｓ１０６においては、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５で推定したＮＯｘ浄化率が閾値以下であるか否かを判定する。当該閾値は、内燃機関の排気量及び大気に排出されるＮＯｘが地球環境に与える影響等を考慮して定められる限界のＮＯｘ浄化率よりもやや高めに設定される値である。そして、本ステップで肯定判定された場合はＳ１０７へ進み、ＳＯｘ放出処理を実行開始する。一方、否定判定された場合は本ルーチンの実行を終了する。つまり、Ｓ１０６の処理より、推定したＮＯｘ浄化率が閾値以下となった時をＳＯｘ放出処理の開始時期として決定する。ゆえに、ＮＯｘ浄化率推定手段及びＳ１０６の処理がＳＯｘ放出処理の開始時期を決定する処理開始時期決定手段として機能する。
【００５８】
Ｓ１０７においてＳＯｘ放出処理を実行開始した後は、Ｓ１０８へ進み、ＥＣＵ２０は、ＳＯｘ放出処理終了条件が成立しているか否かを判定する。ＳＯｘ放出処理終了条件としては、例えば、ＮＯｘ触媒１５の上流側と下流側の圧力差が所定値以下となった場合、ＳＯｘ放出処理の実行開始からの経過時間が予め定められた所定時間以上である等の条件を例示することができる。
【００５９】
前記Ｓ１０８においてＳＯｘ放出処理終了条件が不成立であると判定された場合は、ＳＯｘ放出処理終了条件が成立するまでＳＯｘ放出処理を継続する。一方、Ｓ１０８において、ＳＯｘ放出処理終了条件成立であると判定された後は、Ｓ１０９へ進み、ＳＯｘ放出処理を終了して本ルーチンの実行を終了する。
【００６０】
このＳＯｘ放出処理制御によれば、堆積ＳＯｘ量が同じであったとしてもＳＯｘが堆積した時点のＮＯｘ触媒１５の温度に応じてＮＯｘ浄化率が異なるように推定され、その推定されたＮＯｘ浄化率に応じてＳＯｘ放出処理の開始時期が決定される。具体的には、ＳＯｘ被毒温度が低い程、性能低下係数Ｋｔの値が大きくなりＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒも大きくなるので、ＮＯｘ浄化率もその分低下し、ＳＯｘ放出処理の開始時期が早まる。したがって、ＮＯｘ触媒１５に同量のＳＯｘが堆積しているとしても、ＮＯｘ触媒１５の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多い程、ＮＯｘ浄化率の低下分が大きいと推定されるので、ＳＯｘ放出処理が早めに開始されることになる。
【００６１】
一方、ＳＯｘ被毒温度が高い程、性能低下係数Ｋｔの値が小さくなりＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒもそれ程上昇しないので、ＳＯｘ被毒温度が低い場合よりもＮＯｘ浄化率は低下しない。そのため、ＮＯｘ触媒１５の温度が低い時に堆積したＳＯｘ量が多い場合よりもＮＯｘ放出処理が遅く開始されるので、ＳＯｘ放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００６２】
それゆえ、このようにしてＳＯｘ放出処理の開始時期を決定し、当該タイミングでＳＯｘ放出処理を実行開始することで、排気浄化を向上させることができるとともにＳＯｘ放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００６３】
［第２のＳＯｘ放出処理制御］
上述した第１のＳＯｘ放出処理制御においては、Ｓ１０４でＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒを算出し、その後Ｓ１０５において当該ＳＯｘ被毒状態量ＱｓｒからＮＯｘ浄化率を推定し、その後Ｓ１０６において当該ＮＯｘ浄化率が予め定められた閾値以下であると判定された場合にＳＯｘ放出処理を実行開始するようにしているが、本制御においては、ＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒが予め定められたＳＯｘ被毒状態量の閾値Ｑｓｔ以上であるか否かを判定し、ＱｓｒがＱｓｔ以上である場合にＳＯｘ放出処理を実行開始する。
【００６４】
具体的に、図５の本制御ルーチンに係るフローチャートを用いて本ＳＯｘ放出処理制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ２１からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ２０が実行するルーチンである。
【００６５】
また、本制御ルーチンは、図３に示した第１のＳＯｘ放出処理制御における制御ルーチンのＳ１０５及びＳ１０６がＳ２０５に置き換わるだけなので、この部分についてのみ説明し、それ以外のステップの詳細な説明は省略する。
【００６６】
Ｓ２０４において、ＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒを算出した後Ｓ２０５へ進み、本ステップで、Ｓ２０４で算出したＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒが予め定められたＳＯｘ被毒状態量の閾
値Ｑｓｔ以上であるか否かを判定する。そして、否定判定された場合は本ルーチンの実行を終了し、肯定判定されたらＳ２０７へ進み、ＳＯｘ放出処理を実行開始する。なお、当該閾値Ｑｓｔは、内燃機関の排気量及び大気に排出されるＮＯｘが地球環境に与える影響等を考慮して定められる限界のＳＯｘ被毒状態量よりもやや低めに設定される値である。
【００６７】
このように、ＳＯｘ被毒状態量を基準にしてＳＯｘ放出処理の開始時期を決定しても、第１のＳＯｘ放出処理制御を用いた場合と同様に、排気浄化を向上させることができるとともにＳＯｘ放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００６８】
［第３のＳＯｘ放出処理制御］
上述した第１のＳＯｘ放出処理制御においては、堆積ＳＯｘ量をＳＯｘ被毒温度により補正してＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒを求め、当該Ｑｓｒに基づいてＮＯｘ浄化率を推定し、当該ＮＯｘ浄化率が予め定められた閾値以下となった場合にＳＯｘ放出処理を実行するようにしているが、本制御においては、ＳＯｘ被毒温度を考慮してＮＯｘ浄化率の閾値αを変更し、堆積ＳＯｘ量から推定するＮＯｘ浄化率が当該閾値α以下となった場合にＳＯｘ放出処理を実行するようにする。
【００６９】
具体的に、図６に示すフローチャートを用いて本ＳＯｘ放出処理制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ２１からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ２０が実行するルーチンである。
【００７０】
Ｓ３０１及びＳ３０２の処理は上記したＳ１０１及びＳ１０２と各々同一であり、また、Ｓ３０７以降の処理は上記したＳ１０７以降の処理と同一であるのでその詳細な説明は省略する。
【００７１】
Ｓ３０３においては、予め定められた閾値αをＳＯｘ被毒温度に基づいて変更するための係数である閾値変更係数Ｋｒを決定する。その後Ｓ３０４に進み、閾値αを変更する。これは、前回のフローまでに定められていた閾値αに、Ｓ３０１で算出したＱｓとＳ３０３にて決定された閾値変更係数Ｋｒを乗じた値を加算して、つまり、「α＝α＋Ｑｓ×Ｋｒ」という式に基づいて現時点の閾値αを算出するものである。ゆえに、Ｓ３０３及びＳ３０４の処理が閾値変更手段として機能する。
【００７２】
上述したようにＳＯｘ被毒温度が低くなるのに応じてその温度で堆積したＳＯｘがＮＯｘ浄化率を低下させるので、Ｓ３０３で決定する閾値変更係数Ｋｒは、Ｓ３０２で推定したＳＯｘ被毒温度が低い場合その分閾値を高くするように変更するものである。つまり、閾値変更係数Ｋｒは、図４に示すように前記ＳＯｘ被毒温度Ｔに応じて変化するものであり、例えば、ＳＯｘ被毒温度Ｔが２５０℃のときＫｒは１、ＳＯｘ被毒温度Ｔが５００℃の時Ｋｒは零となるように設定する。
【００７３】
そして、図４のようなＳＯｘ被毒温度Ｔと閾値変更係数Ｋｒの相関関係を予め求めＲＯＭに記憶しておき、Ｓ３０３では、当該マップとＳ３０２で推定したＳＯｘ被毒温度Ｔに基づいて閾値変更係数Ｋｒを決定する。
【００７４】
Ｓ３０５においては、前回のＳＯｘ放出処理終了から今回のフローまでに堆積したＳＯｘ量（以下、「総堆積ＳＯｘ量」という。）からＮＯｘ浄化率を推定する。総堆積ＳＯｘ量は、各フローのＳ３０１にて推定される堆積ＳＯｘ量Ｑｓを積算することにより推定することができ、また、総堆積ＳＯｘ量とＮＯｘ浄化率は反比例関係、つまり、総堆積ＳＯｘ量が多いとＮＯｘ浄化率は低く、総堆積ＳＯｘ量が少ないとＮＯｘ浄化率は高くなる。ゆえに、総堆積ＳＯｘ量とＮＯｘ浄化率の相関関係を予め求めＲＯＭに記憶しておき、本
ステップでは、当該マップと総堆積ＳＯｘ量に基づいてＮＯｘ浄化率を推定するものである。このように本ステップの処理が、ＮＯｘ浄化率推定手段として機能する。
【００７５】
その後、Ｓ３０６へ進み、Ｓ３０５にて推定したＮＯｘ浄化率がＳ３０４にて算出した閾値α以下であるか否かを判定する。そして、本ステップで肯定判定された場合はＳ３０７へ進み、ＳＯｘ放出処理を実行する。一方、否定判定された場合は本ルーチンの実行を終了する。つまり、Ｓ３０６の処理より、推定したＮＯｘ浄化率が閾値α以下となった時をＳＯｘ放出処理の開始時期として決定する。ゆえに、閾値変更手段及びＳ３０６の処理がＳＯｘ放出処理の開始時期を決定する処理開始時期決定手段として機能する。
【００７６】
このようにしてＳＯｘ放出処理を開始するタイミングを決定し、当該タイミングでＳＯｘ放出処理を実行開始することで、第１のＳＯｘ放出処理制御を用いる場合と同様に、排気浄化を向上させることができるとともにＳＯｘ放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００７７】
［第４のＳＯｘ放出処理制御］
第３のＳＯｘ放出処理制御においては、Ｓ３０４で閾値αを算出し、その後Ｓ３０５において総堆積ＳＯｘ量からＮＯｘ浄化率を推定し、その後Ｓ３０６において当該ＮＯｘ浄化率がＳ３０４で算出された閾値α以下であると判定された場合にＳＯｘ放出処理を実行開始するようにしているが、本制御においては、総堆積ＳＯｘ量が総堆積ＳＯｘ量の閾値Ｑｓｔ以上であるか否かを判定し、総堆積ＳＯｘ量が閾値Ｑｓｔ以上である場合にＳＯｘ放出処理を実行開始するようする。そして、ＳＯｘ被毒温度に基づいて閾値Ｑｓｔを変更するようにする。
【００７８】
具体的に、図７の本制御ルーチンに係るフローチャートを用いて本ＳＯｘ放出処理制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ２１からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ２０が実行するルーチンである。
【００７９】
Ｓ４０１及びＳ４０２の処理は上記したＳ３０１及びＳ３０２と各々同一であり、また、Ｓ４０７以降の処理は上記したＳ１０７以降の処理と同一であるのでその詳細な説明は省略する。
【００８０】
Ｓ４０３においては、総堆積ＳＯｘ量の閾値Ｑｓｔを変更するための閾値変更係数Ｋｒ２を決定する。上述したようにＳＯｘ被毒温度が低い程、その温度で堆積したＳＯｘがＮＯｘ浄化率の低下を大きくさせるので、Ｓ４０３で決定する閾値変更係数Ｋｒ２は、Ｓ４０２で推定したＳＯｘ被毒温度が低い場合その分閾値を低くさせるように変更するものである。つまり、閾値変更係数Ｋｒ２は、図４に示すように前記ＳＯｘ被毒温度Ｔに応じて変化するものであり、例えば、ＳＯｘ被毒温度Ｔが２５０℃のときＫｒ２は１、ＳＯｘ被毒温度Ｔが５００℃の時Ｋｒ２は零となるように設定する。そして、図４のようなＳＯｘ被毒温度Ｔと閾値変更係数Ｋｒ２の相関関係を予め求めＲＯＭに記憶しておき、Ｓ４０３では、当該マップとＳ４０２で推定したＳＯｘ被毒温度Ｔに基づいて閾値変更係数Ｋｒ２を決定する。
【００８１】
Ｓ４０４においては、前回までのフローで算出された閾値Ｑｓｔから、Ｓ４０１にて推定したＱｓにＳ４０３にて決定された閾値変更係数Ｋｒ２乗じた値を減算して閾値Ｑｓｔを算出する。つまり、「Ｑｓｔ＝Ｑｓｔ−Ｑｓ×Ｋｒ２」として算出する。
【００８２】
Ｓ４０５においては、総堆積ＳＯｘ量がＳ４０４にて算出した閾値Ｑｓｔ以上であるか否かを判定する。そして、総堆積ＳＯｘ量がＱｓｔ以上であると判定された場合にはＳ４
０７へ進み、ＳＯｘ放出処理を実行開始する。一方、Ｓ４０５において、総堆積ＳＯｘ量が閾値Ｑｓｔより少ない場合は本ルーチンの実行を終了する。
【００８３】
このように、ＳＯｘ被毒状態量を基準にしてＳＯｘ放出処理の開始時期を決定しても、第３のＳＯｘ放出処理制御を用いた場合と同様に、排気浄化を向上させることができるとともにＳＯｘ放出処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００８４】
［第５のＳＯｘ放出処理制御］
図８に示したのが、ＳＯｘ被毒温度、ＮＯｘ触媒温度及び脱離ＳＯｘ濃度（ある一定量の排気がＮＯｘ触媒を通過した場合に、その排気量中に含まれる脱離したＳＯｘ量）との相関関係を示したものである。具体的には、上述した５００℃で２．５ｇのＳＯｘが堆積したＮＯｘ触媒（Ｂ）及び２５０℃で２．５ｇのＳＯｘが堆積したＮＯｘ触媒（Ｃ）の温度を変化させ、脱離ＳＯｘ濃度を比較したものである。
【００８５】
本図に示すように、触媒Ｂは、約６７０℃で脱離ＳＯｘ濃度が最も高くなるのに対して、触媒Ｃは、約６００℃で脱離ＳＯｘ濃度が最も高くなる。すなわち、ＮＯｘ触媒の温度を約６００℃まで上昇させていくと、触媒Ｃに堆積したＳＯｘの方が触媒Ｂに堆積したＳＯｘよりも多く脱離することがわかる。言い換えれば、ある所定量のＳＯｘを脱離させるためには、触媒Ｂでは例えば約６７０℃まで上昇させなければならないのに対して、触媒Ｃでは約６００℃まで上昇させればいいことがわかる。つまり、触媒Ｃに堆積したＳＯｘの方が触媒Ｂに堆積したＳＯｘよりも脱離し易く、このことは、ＳＯｘが低温で堆積する程脱離し易くなることを意味している。これは、上述したように、ＮＯｘ触媒が高温であるときに保持され堆積するＳＯｘは、温度が高温であるために拡散が早く触媒内部まで入り込むのに対して、ＮＯｘ触媒が低温であるときに堆積するＳＯｘはＮＯｘ触媒の表面に堆積するからだと考えられる。
【００８６】
これより、堆積ＳＯｘ量が同じである場合、ＳＯｘ被毒温度によって堆積したＳＯｘを全て脱離させるのに要する時間、つまりＳＯｘ放出処理に要する時間が異なることがわかる。一方、上述したようにＳＯｘ放出処理は排気の空燃比をリッチ空燃比とする空燃比処理を含むことから、ＳＯｘ放出処理に要する時間が長くなると燃費が悪化してしまう。
【００８７】
そこで、本第５のＳＯｘ放出処理制御においては、ＮＯｘ浄化率が閾値以下にならないようにするとともにＳＯｘ放出処理に要する時間が長くならないように、ＳＯｘ放出処理の開始時期を決定する。
【００８８】
具体的に、図９に示すフローチャートを用いて本ＳＯｘ放出処理制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ２１からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ２０が実行するルーチンである。
【００８９】
本制御ルーチンは、図５に示した第２のＳＯｘ放出処理制御における制御ルーチンとＳ５０３及びＳ５０４が異なるだけなので、この部分についてのみ説明し、それ以外のステップの詳細な説明は省略する。
【００９０】
Ｓ５０３においては、上述した性能低下係数Ｋｔ及び性能低下係数Ｋｕを決定する。この性能低下係数Ｋｕは、上述したようにＳＯｘ被毒温度によってその温度で堆積したＳＯｘの脱離し易さが異なることから、その温度で堆積したＳＯｘ量を補正して前記ＳＯｘ被毒状態量を算出するために用いるものである。ゆえに、図１０に示すように前記ＳＯｘ被毒温度Ｔに応じて変化するものであり、例えば、ＳＯｘ被毒温度Ｔが２５０℃のときＫｕは零、ＳＯｘ被毒温度Ｔが５００℃の時Ｋｕは０．２となるように設定する。そして、図
１０のようなＳＯｘ被毒温度Ｔと性能低下係数Ｋｕの相関関係を予め求めＲＯＭに記憶しておき、本ステップでは、性能低下係数Ｋｔを上述したようにして決定するとともに、当該マップとＳ５０２で推定したＳＯｘ被毒温度Ｔに基づいてＫｕをも決定する。なお、本ステップにおいても性能低下係数Ｋｔは第１のＳＯｘ放出処理制御で説明したようにして決定する。
【００９１】
Ｓ５０４においては、ＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒを算出する。これは、前回のフローで算出したＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒに、Ｓ５０１で算出したＱｓとＳ５０３で決定した性能低下係数Ｋｔ及びＫｕを加算した値とを乗じた値を加算して、つまり、「Ｑｓｒ＝Ｑｓｒ＋Ｑｓ×（Ｋｔ＋Ｋｕ）」という式に基づいて現時点のＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒを算出するものである。
【００９２】
Ｓ５０５以降の処理はＳ２０５以降の処理と同じであり、Ｓ５０５においては、Ｓ５０４で算出したＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒが予め定められたＳＯｘ被毒状態量の閾値Ｑｓｔ以上であるか否かを判定する。そして、否定判定された場合は本ルーチンの実行を終了し、肯定判定されたらＳ５０７へ進み、ＳＯｘ放出処理を実行開始する。なお、当該閾値Ｑｓｔは、内燃機関の排気量、大気に排出されるＮＯｘが地球環境に与える影響及びＳＯｘ放出処理に要する時間等を考慮して定められる限界のＳＯｘ被毒状態量よりもやや低めに設定される値である。
【００９３】
このようにしてＳＯｘ放出処理を開始するタイミングを決定し、当該タイミングでＳＯｘ放出処理を実行開始することで、排気をより精度よく浄化することができるとともに、ＳＯｘ放出処理に伴う燃費の悪化をより確実に抑制することができる。
【００９４】
［第６のＳＯｘ放出処理制御］
上述した第５のＳＯｘ放出処理制御においては、堆積ＳＯｘ量をＳＯｘ被毒温度により補正してＳＯｘ被毒状態量Ｑｓｒを求め、当該Ｑｓｒが予め定められた閾値以上となった場合にＳＯｘ放出処理を実行するようにしているが、本制御においては、ＳＯｘ被毒温度に基づく堆積ＳＯｘの脱離し易さをも考慮して、第４のＳＯｘ放出処理制御と同じように、ＳＯｘ被毒温度に基づいて総堆積ＳＯｘ量の閾値Ｑｓｔを変更し、総堆積ＳＯｘ量が当該閾値Ｑｓｔ以上となった場合にＳＯｘ放出処理を開始するようにする。
【００９５】
具体的に、図１１に示すフローチャートを用いて本ＳＯｘ放出処理制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ２１からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ２０が実行するルーチンである。
【００９６】
本制御ルーチンは、図７に示した第４のＳＯｘ放出処理制御における制御ルーチンとＳ６０３及びＳ６０４が異なるだけなので、この部分についてのみ説明し、それ以外のステップの詳細な説明は省略する。
【００９７】
Ｓ６０３においては、予め定められた閾値ＱｓｔをＳＯｘ被毒温度に基づいて変更するための係数である閾値変更係数Ｋｒ２及び閾値変更係数Ｋｖを決定する。上述したようにＳＯｘ被毒温度によってその温度で堆積したＳＯｘの脱離し易さが異なることから、Ｓ６０３で決定する閾値変更係数Ｋｖは、Ｓ６０２で推定したＳＯｘ被毒温度が低い程閾値Ｑｓｔを低くさせるように変更するものである。つまり、閾値変更係数Ｋｖは、図１０に示すように前記ＳＯｘ被毒温度Ｔに応じて変化するものであり、例えば、ＳＯｘ被毒温度Ｔが２５０℃の時Ｋｖは零、ＳＯｘ被毒温度Ｔが５００℃の時Ｋｖは０．２となるように設定する。
【００９８】
そして、図１０のようなＳＯｘ被毒温度Ｔと閾値変更係数Ｋｖの相関関係を予め求めＲＯＭに記憶しておき、Ｓ６０３では、当該マップとＳ６０２で推定したＳＯｘ被毒温度Ｔに基づいて閾値変更係数Ｋｖを決定する。なお、本ステップにおいても閾値変更係数Ｋｒ２を第４のＳＯｘ放出処理制御で説明したようにして決定しておく。
【００９９】
Ｓ６０４においては、前回までのフローで算出された閾値Ｑｓｔから、Ｓ６０１にて推定したＱｓとＳ６０３にて決定された閾値変更係数Ｋｒ２及びＫｖを加算した値とを乗じた値を減算して、つまり、「Ｑｓｔ＝Ｑｓｔ−Ｑｓ×（Ｋｒ２＋Ｋｖ）」という式に基づいて現時点の閾値Ｑｓｔを算出する。
【０１００】
Ｓ６０５においては、総堆積ＳＯｘ量がＳ６０４にて算出した閾値Ｑｓｔ以上であるか否かを判定する。そして、総堆積ＳＯｘ量がＱｓｔ以上であると判定された場合にはＳ４０７へ進み、ＳＯｘ放出処理を実行開始する。一方、Ｓ６０５において、総堆積ＳＯｘ量が閾値Ｑｓｔより少ない場合は本ルーチンの実行を終了する。
【０１０１】
このようにしてＳＯｘ放出処理を開始するタイミングを決定し、当該タイミングでＳＯｘ放出処理を実行開始することで、排気をより精度よく浄化することができるとともにＳＯｘ放出処理に伴う燃費の悪化をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】ＮＯｘ触媒の触媒温度、ＮＯｘ浄化率及びＳＯｘ被毒温度の相関関係を示す図である。
【図３】第１のＳＯｘ放出処理制御のフローチャート図である。
【図４】性能低下係数Ｋｔ又はＫｒとＳＯｘ被毒温度の相関関係を示す図である。
【図５】第２のＳＯｘ放出処理制御のフローチャート図である。
【図６】第３のＳＯｘ放出処理制御のフローチャート図である。
【図７】第４のＳＯｘ放出処理制御のフローチャート図である。
【図８】ＮＯｘ触媒の触媒温度、脱離ＳＯｘ濃度及びＳＯｘ被毒温度の相関関係を示す図である。
【図９】第５のＳＯｘ放出処理制御のフローチャート図である。
【図１０】閾値変更係数Ｋｕ又はＫｖとＳＯｘ被毒温度の相関関係を示す図である。
【図１１】第６のＳＯｘ放出処理制御のフローチャート図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  内燃機関
２  気筒
３  燃料噴射弁
４  コモンレール
５  燃料供給管
６  燃料ポンプ
７  吸気通路
８  エアクリーナボックス
９  エアフローメータ
１０  過給器
１１  インタークーラ
１２  吸気絞り弁
１３  吸気絞り用アクチュエータ
１４  排気通路
１５  排気浄化装置
１６  空燃比センサ
１７  排気温度センサ
１８  燃料添加弁
１９  燃料通路
２０  ＥＣＵ
２１  クランクポジションセンサ
２２  水温センサ
【図１】
2005240682.tif 000003
【図２】
2005240682.tif 000004
【図３】
2005240682.tif 000005
【図４】
2005240682.tif 000006
【図５】
2005240682.tif 000007
【図６】
2005240682.tif 000008
【図７】
2005240682.tif 000009
【図８】
2005240682.tif 000010
【図９】
2005240682.tif 000011
【図１０】
2005240682.tif 000012
【図１１】
2005240682.tif 000013