(57)【要約】【課題】  内燃機関の排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合において高濃度の硫黄成分が放出されることを防止する。【解決手段】  排気浄化触媒にＳ成分が堆積すると、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍを増加してＰＭ再生制御のリーン昇温処理の頻度を高める（Ｓ１０２）。このことでＰＭ再生制御のリーン昇温処理を利用して排気浄化触媒に堆積したＳ成分を放出させる。このため硫黄被毒回復実行領域となるようなチャンスがなくてＳ被毒が過多となるような状況であっても、ＰＭ再生制御におけるリーン昇温処理を実行でき、このリーン昇温処理により排気浄化触媒における過多部分のＳ成分が放出できる。このリーン昇温処理による放出は、堆積した過多部分のＳ成分の放出であり、更にリーン昇温処理の頻度も高いので、放出されるＳ成分の濃度を低く抑えることができる。このことにより過大が達成される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態が硫黄被毒回復実行領域にある時に内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒に対して昇温処理とストイキ又はストイキよりも低い空燃比にする空燃比低下処理とを実行することで排気浄化触媒から硫黄成分を放出させて硫黄被毒から排気浄化触媒を回復させる硫黄被毒回復制御を実行している内燃機関において、
排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合には、ストイキよりも高い空燃比にて排気浄化触媒に対する昇温処理を実行することにより被毒している硫黄成分の一部を放出することを特徴とする排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御方法。
【請求項２】
内燃機関の運転状態が硫黄被毒回復実行領域にある時に内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒に対して昇温処理とストイキ又はストイキよりも低い空燃比にする空燃比低下処理とを実行することで排気浄化触媒から硫黄成分を放出させて硫黄被毒から排気浄化触媒を回復させる硫黄被毒回復手段を備えた内燃機関における過多硫黄被毒回復制御装置であって、
硫黄被毒量の内で過多部分の硫黄被毒量を検出する過多硫黄被毒量検出手段と、
前記過多硫黄被毒量検出手段にて検出された過多部分の硫黄被毒量が基準レベル以上となると、該過多部分の硫黄成分を、ストイキよりも高い空燃比にて排気浄化触媒を昇温するリーン昇温処理により放出させる昇温放出手段と、
を備えたことを特徴とする排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記昇温放出手段は、前記基準レベルとして、放出時の硫黄成分濃度が高濃度とならないレベルを用いることを特徴とする排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置。
【請求項４】
内燃機関の運転状態が硫黄被毒回復実行領域にある時に内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒に対して昇温処理とストイキ又はストイキよりも低い空燃比にする空燃比低下処理とを実行することで排気浄化触媒から硫黄成分を放出させて硫黄被毒から排気浄化触媒を回復させる硫黄被毒回復手段と、内燃機関は排気系に設けられたフィルタにおける粒子状物質の堆積量が基準堆積量以上となるとストイキよりも高い空燃比にて排気浄化触媒を昇温するリーン昇温処理により粒子状物質を浄化するＰＭ再生制御手段とを備えた内燃機関における過多硫黄被毒回復制御装置であって、
硫黄被毒量の内で過多部分の硫黄被毒量を検出する過多硫黄被毒量検出手段と、
前記過多硫黄被毒量検出手段にて検出された過多部分の硫黄被毒量に基づいて前記ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理の頻度を高めることにより排気浄化触媒における過多部分の硫黄成分を放出させる昇温放出手段と、
を備えたことを特徴とする排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置。
【請求項５】
請求項４において、前記昇温放出手段は、前記過多硫黄被毒量検出手段にて検出された過多部分の硫黄被毒量に基づいて前記粒子状物質の堆積量を増加補正することにより、前記ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理の頻度を高めることを特徴とする排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置。
【請求項６】
請求項５において、前記昇温放出手段は、前記粒子状物質の堆積量に対する増加補正を、内燃機関の粒子状物質の生成量、前記硫黄被毒量、排気温及び燃料の硫黄成分濃度に応じて実行することを特徴とする排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置。
【請求項７】
請求項４において、前記昇温放出手段は、前記過多硫黄被毒量検出手段にて検出された過多部分の硫黄被毒量に基づいて前記基準堆積量を減少補正することにより、前記ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理の頻度を高めることを特徴とする排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれかにおいて、前記昇温放出手段は、放出時の硫黄成分濃度が高濃度となる前に、前記ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理が実行されるように、該リーン昇温処理の頻度を高めることを特徴とする排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒に対して昇温処理と空燃比低下処理とを実行することで排気浄化触媒から硫黄成分を放出させて硫黄被毒から排気浄化触媒を回復させる硫黄被毒回復制御を実行している内燃機関における排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気浄化触媒、特にＮＯｘ吸蔵還元触媒は、燃料中に含まれる硫黄成分により被毒され、この被毒の程度が大きくなるとＮＯｘ吸蔵還元能力が低下する。このため、或る程度、硫黄成分がＮＯｘ吸蔵還元触媒に蓄積されると昇温処理にて高温化し、かつ空燃比低下処理にて空燃比をストイキ又はストイキよりも低い空燃比とすることにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒から硫黄成分を放出している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
硫黄被毒状態が高い場合に、空燃比をストイキ又はストイキよりも低い空燃比として急速に昇温すると、硫黄成分の急速な放出により排出される硫化水素の濃度も高くなって異臭を生じる。このため、上記従来技術では、硫黄被毒状態が高いほど昇温速度を低くして硫黄成分を緩やかに放出し、ＮＯｘ吸蔵還元触媒から排出される硫化水素の濃度が高くなるのを防止している。
【特許文献１】特開２００１−３４９２３０号公報（第５−７頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし硫黄被毒回復制御が実行できない内燃機関運転状態を長期に継続している場合には、硫黄被毒再生が行われずにＮＯｘ吸蔵還元触媒に対する硫黄被毒量が過多となる場合がある。このような場合には、硫黄成分はＮＯｘ吸蔵還元触媒のアルカリ金属類等（ここではアルカリ土類金属、希土類金属を含む）に対しては飽和しており、更にＮＯｘ吸蔵還元触媒上に堆積した状態となっている。
【０００５】
このように排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合には、昇温速度を低下させてもあるいは通常の昇温よりも低めの昇温としても、排気浄化触媒上に堆積した硫黄成分は上記従来技術が所望するような緩やかな放出とはならないことが判明した。すなわち、昇温あるいは昇温速度の高低にかかわらず、硫黄被毒回復時の昇温及び空燃比低下により、排気浄化触媒上に堆積した硫黄成分は、アルカリ金属類等から放出される硫黄成分と共に急速な放出を行って、高濃度の二酸化硫黄や硫化水素などの硫黄成分を放出することになる。
【０００６】
したがって従来の硫黄被毒回復制御の手法では、排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合には、高濃度の硫黄成分の放出により白煙や異臭などを十分に防止することはできない。
【０００７】
本発明は、排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合において高濃度の硫黄成分が放出されることを防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御方法は、内燃機関の運転状態が硫黄被毒回復実行領域にある時に内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒に対して昇温処理とストイキ又はストイキよりも低い空燃比にする空燃比低下処理とを実行することで排気浄化触媒から硫黄成分を放出させて硫黄被毒から排気浄化触媒を回復させる硫黄被毒回復制御を実行している内燃機関において、排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合には、ストイキよりも高い空燃比にて排気浄化触媒に対する昇温処理を実行することにより被毒している硫黄成分の一部を放出することを特徴とする。
【０００９】
排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合には、硫黄被毒回復制御のごとく昇温処理と空燃比低下処理とを組み合わせて硫黄成分を放出するのではなく、ストイキよりも高い空燃比にて排気浄化触媒に対する昇温処理を実行している。このことにより、ほぼ排気浄化触媒上に堆積した硫黄成分のみが放出されることになる。したがってストイキ又はストイキよりも低い空燃比にする空燃比低下処理を実行した場合のように、アルカリ金属類等から放出される硫黄成分が加わることが無く、放出される硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。
【００１０】
更に、アルカリ金属類等に吸蔵されている硫黄成分は、硫黄被毒量の過多状態が解消されてから実行される硫黄被毒回復制御により排気浄化触媒から放出されるようになるため、放出される硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。
【００１１】
又、硫黄被毒回復制御時に、硫黄被毒量の過多状態が完全に解消されていなくても、過多状態であることを判断して行われる前記昇温処理により硫黄被毒量の過多状態自体が抑制されたものとなっているので、放出される硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。
【００１２】
このことにより排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合において高濃度の硫黄成分が放出されることを防止できる。
請求項２に記載の排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置は、内燃機関の運転状態が硫黄被毒回復実行領域にある時に内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒に対して昇温処理とストイキ又はストイキよりも低い空燃比にする空燃比低下処理とを実行することで排気浄化触媒から硫黄成分を放出させて硫黄被毒から排気浄化触媒を回復させる硫黄被毒回復手段を備えた内燃機関における過多硫黄被毒回復制御装置であって、硫黄被毒量の内で過多部分の硫黄被毒量を検出する過多硫黄被毒量検出手段と、前記過多硫黄被毒量検出手段にて検出された過多部分の硫黄被毒量が基準レベル以上となると、該過多部分の硫黄成分を、ストイキよりも高い空燃比にて排気浄化触媒を昇温するリーン昇温処理により放出させる昇温放出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
昇温放出手段は過多硫黄被毒量検出手段にて検出された過多部分の硫黄被毒量が基準レベル以上となると、ストイキよりも高い空燃比にて行うリーン昇温処理を実行している。このことにより排気浄化触媒において、過多部分の硫黄成分が放出される。このリーン昇温処理による硫黄成分の放出では、アルカリ金属類等から放出される硫黄成分が加わることが無く、ほとんどが排気浄化触媒上に堆積した過多部分の硫黄成分であるので、放出される硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。
【００１４】
更にアルカリ金属類等に吸蔵されている硫黄成分は、硫黄被毒回復手段により、排気浄化触媒の硫黄被毒量の過多状態が解消された状態で放出されるようになるため、放出される硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。
【００１５】
又、硫黄被毒回復手段による硫黄被毒回復時に硫黄被毒量の過多状態が完全に解消されていなくても、昇温放出手段は過多部分の硫黄被毒量が基準レベル以上となった場合にリーン昇温処理を実行していることから、硫黄被毒量の過多状態自体が抑制されたものとなる。このため放出される硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。
【００１６】
このことにより排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合において高濃度の硫黄成分が放出されることを防止できる。
請求項３に記載の排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置では、請求項２において、前記昇温放出手段は、前記基準レベルとして、放出時の硫黄成分濃度が高濃度とならないレベルを用いることを特徴とする。
【００１７】
このように基準レベルを、放出時の硫黄成分濃度が高濃度とならないレベルに設定しているので、昇温放出手段による硫黄成分の放出において、確実に硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。更に、硫黄被毒回復手段による硫黄成分の放出においても、確実に硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。
【００１８】
請求項４に記載の排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置は、内燃機関の運転状態が硫黄被毒回復実行領域にある時に内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒に対して昇温処理とストイキ又はストイキよりも低い空燃比にする空燃比低下処理とを実行することで排気浄化触媒から硫黄成分を放出させて硫黄被毒から排気浄化触媒を回復させる硫黄被毒回復手段と、内燃機関は排気系に設けられたフィルタにおける粒子状物質の堆積量が基準堆積量以上となるとストイキよりも高い空燃比にて排気浄化触媒を昇温するリーン昇温処理により粒子状物質を浄化するＰＭ再生制御手段とを備えた内燃機関における過多硫黄被毒回復制御装置であって、硫黄被毒量の内で過多部分の硫黄被毒量を検出する過多硫黄被毒量検出手段と、前記過多硫黄被毒量検出手段にて検出された過多部分の硫黄被毒量に基づいて前記ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理の頻度を高めることにより排気浄化触媒における過多部分の硫黄成分を放出させる昇温放出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
ここでは昇温放出手段は、ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理の頻度を高めることにより排気浄化触媒に対して過多部分の硫黄成分を放出させている。このように、昇温放出手段は、硫黄成分の放出のために専用に設けたリーン昇温処理を実行するのではなく、ＰＭ再生制御手段による粒子状物質再生のためのリーン昇温処理を利用しても良い。
【００２０】
ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理は運転領域の制約はない。このため硫黄被毒回復実行領域となるようなチャンスがなくて硫黄被毒が過多となるような状況であっても、ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理は実行できる。しかも昇温放出手段は、ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理の頻度を高めているので、過多部分の硫黄成分が多くならない内に早期にＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理を実行できる。
【００２１】
このようにＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理により排気浄化触媒における過多部分の硫黄成分が放出される。このリーン昇温処理による硫黄成分の放出では、アルカリ金属類等から放出される硫黄成分が加わることが無く、ほとんどが過多部分の硫黄成分であり、上述したごとくリーン昇温処理の頻度も高いので、放出される硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。
【００２２】
更に、アルカリ金属類等に吸蔵されている硫黄成分は、内燃機関運転状態が硫黄被毒回復実行領域となれば、硫黄被毒回復手段により、排気浄化触媒の硫黄被毒量の過多状態が解消された状態で放出されるようになるため、放出される硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。
【００２３】
又、硫黄被毒回復手段による硫黄被毒回復時に硫黄被毒量の過多状態が完全に解消されていなくても、昇温放出手段は過多部分の硫黄被毒量に基づいてリーン昇温処理の頻度を高めていることから、硫黄被毒量の過多状態自体が抑制されたものとなる。このため放出される硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。
【００２４】
このことにより排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合において高濃度の硫黄成分が放出されることを防止できる。
請求項５に記載の排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置では、請求項４において、前記昇温放出手段は、前記過多硫黄被毒量検出手段にて検出された過多部分の硫黄被毒量に基づいて前記粒子状物質の堆積量を増加補正することにより、前記ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理の頻度を高めることを特徴とする。
【００２５】
ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理の頻度を高めるために、昇温放出手段は過多硫黄被毒量検出手段にて検出された過多部分の硫黄被毒量に基づいて粒子状物質の堆積量を増加補正している。このように計算上で粒子状物質の堆積量が大きくされることにより、ＰＭ再生制御手段において早期に前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量が基準堆積量以上であるとみなされ、ＰＭ再生制御手段はリーン昇温処理を早期に実行し、リーン昇温処理の頻度が高まることになる。
【００２６】
このようにＰＭ再生制御手段における粒子状物質の堆積量計算を利用して、リーン昇温処理の頻度を高めているので、容易にリーン昇温処理の頻度を高めることができる。このようにして、排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合において高濃度の硫黄成分が放出されることを防止できる。
【００２７】
請求項６に記載の排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置では、請求項５において、前記昇温放出手段は、前記粒子状物質の堆積量に対する増加補正を、内燃機関の粒子状物質の生成量、前記硫黄被毒量、排気温及び燃料の硫黄成分濃度に応じて実行することを特徴とする。
【００２８】
粒子状物質の堆積量に対する増加補正は、内燃機関の粒子状物質の生成量、前記硫黄被毒量、排気温及び燃料の硫黄成分濃度に応じて行うことができる。このことにより硫黄被毒量の過多状態が高精度に粒子状物質の堆積量に反映され、効果的にリーン昇温処理の頻度を高めることができる。
【００２９】
こうして前述したごとく、排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合において高濃度の硫黄成分が放出されることを防止できる。
請求項７に記載の排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置では、請求項４において、前記昇温放出手段は、前記過多硫黄被毒量検出手段にて検出された過多部分の硫黄被毒量に基づいて前記基準堆積量を減少補正することにより、前記ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理の頻度を高めることを特徴とする。
【００３０】
ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理の頻度を高めるために、昇温放出手段は過多硫黄被毒量検出手段にて検出された過多部分の硫黄被毒量に基づいてリーン昇温処理の実行を判定するための基準堆積量を減少補正している。このように基準堆積量が小さくされることにより、ＰＭ再生制御手段において早期に前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量が基準堆積量以上となり、ＰＭ再生制御手段はリーン昇温処理を早期に実行し、リーン昇温処理の頻度が高まることになる。
【００３１】
こうして前述したごとく、排気浄化触媒の硫黄被毒量が過多となった場合において高濃度の硫黄成分が放出されることを防止できる。
請求項８に記載の排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置では、請求項４〜７のいずれかにおいて、前記昇温放出手段は、放出時の硫黄成分濃度が高濃度となる前に、前記ＰＭ再生制御手段のリーン昇温処理が実行されるように、該リーン昇温処理の頻度を高めることを特徴とする。
【００３２】
このようにリーン昇温処理の頻度を高めているので、リーン昇温処理による硫黄成分の放出において、確実に硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。更に、硫黄被毒回復手段による硫黄成分の放出においても、確実に硫黄成分の濃度を低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジン及び制御装置の概略構成を表すブロック図である。尚、本発明は希薄燃焼式ガソリンエンジンなどについて同様な触媒構成を採用した場合においても適用できる。
【００３４】
ディーゼルエンジン２は複数気筒、ここでは４気筒＃１，＃２，＃３，＃４からなる。各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は吸気弁６にて開閉される吸気ポート８及び吸気マニホールド１０を介してサージタンク１２に連結されている。そしてサージタンク１２は、吸気経路１３を介して、インタークーラ１４及び過給機、ここでは排気ターボチャージャ１６のコンプレッサ１６ａの出口側に連結されている。コンプレッサ１６ａの入口側はエアクリーナ１８に連結されている。サージタンク１２には、排気再循環（以下、「ＥＧＲ」と称する）経路２０のＥＧＲガス供給口２０ａが開口している。そしてサージタンク１２とインタークーラ１４との間の吸気経路１３には、スロットル弁２２が配置され、コンプレッサ１６ａとエアクリーナ１８との間には吸入空気量センサ２４、及び吸気温センサ２６が配置されている。
【００３５】
各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は排気弁２８にて開閉される排気ポート３０及び排気マニホールド３２を介して排気ターボチャージャ１６の排気タービン１６ｂの入口側に連結され、排気タービン１６ｂの出口側は排気経路３４に接続されている。尚、排気タービン１６ｂは排気マニホールド３２において第４気筒＃４側から排気を導入している。
【００３６】
この排気経路３４には、排気浄化触媒が収納されている３つの触媒コンバータ３６，３８，４０が配置されている。最上流の第１触媒コンバータ３６にはＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａが収納されている。ディーゼルエンジン２の通常の運転時において排気が酸化雰囲気（リーン）にある時には、ＮＯｘはこのＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａに吸蔵される。そして還元雰囲気（ストイキあるいはストイキよりも低い空燃比）ではＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａに吸蔵されたＮＯｘがＮＯとして離脱しＨＣやＣＯにより還元される。このことによりＮＯｘの浄化を行っている。
【００３７】
そして中間に配置された第２触媒コンバータ３８にはモノリス構造に形成された壁部を有するフィルタ３８ａが収納され、この壁部の微小孔を排気が通過するように構成されている。このフィルタ３８ａの微小孔表面にＮＯｘ吸蔵還元触媒がコーティングされているので、前述したごとくにＮＯｘの浄化が行われる。更にフィルタ壁部には排気中の粒子状物質（以下「ＰＭ」と称する）が捕捉されるので、高温の酸化雰囲気でＮＯｘ吸蔵時に発生する活性酸素によりＰＭの酸化が開始され、更に周囲の過剰酸素によりＰＭ全体が酸化される。このことによりＮＯｘの浄化と共にＰＭの浄化を実行している。尚、ここでは第１触媒コンバータ３６と第２触媒コンバータ３８とは一体に形成されている。
【００３８】
最下流の第３触媒コンバータ４０は、酸化触媒４０ａが収納され、ここではＨＣやＣＯが酸化されて浄化される。
尚、第１触媒コンバータ３６内のＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａの上流には第１空燃比センサ４２が、更にＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａと第２触媒コンバータ３８内のフィルタ３８ａとの間には第１排気温センサ４４が配置されている。又、フィルタ３８ａと第３触媒コンバータ４０内の酸化触媒４０ａとの間において、フィルタ３８ａの近くには第２排気温センサ４６が、酸化触媒４０ａの近くには第２空燃比センサ４８が配置されている。
【００３９】
上記第１空燃比センサ４２と第２空燃比センサ４８とは、それぞれの位置で排気成分に基づいて排気の空燃比を検出し、空燃比に比例した電圧信号をリニアに出力するセンサである。又、第１排気温センサ４４と第２排気温センサ４６とはそれぞれの位置で排気温を検出するものである。
【００４０】
第２触媒コンバータ３８内のフィルタ３８ａの上流側と下流側には差圧センサ５０の配管がそれぞれ設けられ、差圧センサ５０はフィルタ３８ａの目詰まりを検出するためにフィルタ３８ａの上下流での差圧を検出している。
【００４１】
尚、排気マニホールド３２には、ＥＧＲ経路２０のＥＧＲガス吸入口２０ｂが開口している。このＥＧＲガス吸入口２０ｂは第１気筒＃１側で開口しており、排気タービン１６ｂが排気を導入している第４気筒＃４側とは反対側である。
【００４２】
ＥＧＲ経路２０の途中にはＥＧＲ経路２０のＥＧＲガス吸入口２０ｂ側から、ＥＧＲガスを改質するための鉄系ＥＧＲ触媒５２が配置され、更にＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５４が設けられている。尚、ＥＧＲ触媒５２はＥＧＲクーラ５４の詰まりを防止する機能も有している。そしてＥＧＲガス供給口２０ａ側にはＥＧＲ弁５６が配置されている。このＥＧＲ弁５６の開度調節によりＥＧＲガス供給口２０ａから吸気系へのＥＧＲガス供給量の調節が可能となる。
【００４３】
各気筒＃１〜＃４に配置されて、各燃焼室４内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁５８は、燃料供給管５８ａを介してコモンレール６０に連結されている。このコモンレール６０内へは電気制御式の吐出量可変燃料ポンプ６２から燃料が供給され、燃料ポンプ６２からコモンレール６０内に供給された高圧燃料は各燃料供給管５８ａを介して各燃料噴射弁５８に分配供給される。尚、コモンレール６０には燃料圧力を検出するための燃料圧センサ６４が取り付けられている。
【００４４】
更に、燃料ポンプ６２からは別途、低圧燃料が燃料供給管６６を介して添加弁６８に供給されている。この添加弁６８は第４気筒＃４の排気ポート３０に設けられて、排気タービン１６ｂ側に向けて燃料を噴射することにより排気中に燃料を添加するものである。この燃料の添加により排気を一時的に還元雰囲気として第１触媒コンバータ３６のＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及び第２触媒コンバータ３８のフィルタ３８ａに吸蔵されているＮＯｘを還元浄化している。更にフィルタ３８ａでのＰＭの堆積程度に伴う前述したＰＭの浄化を、添加弁６８からの燃料添加による高温化により実行している。又、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａの硫黄被毒（以下「Ｓ被毒」と称する）の程度に基づいて添加弁６８からの燃料添加によりＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａを高温化し、かつストイキ又はストイキよりも低い空燃比とすることを繰り返してＳ被毒から回復させる処理も実行している。
【００４５】
電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称する）７０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたデジタルコンピュータと、各種装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。そしてＥＣＵ７０は前述した吸入空気量センサ２４、吸気温センサ２６、第１空燃比センサ４２、第１排気温センサ４４、第２排気温センサ４６、第２空燃比センサ４８、差圧センサ５０、ＥＧＲ弁５６内のＥＧＲ開度センサ、燃料圧センサ６４及びスロットル開度センサ２２ａの信号を読み込んでいる。更にアクセルペダル７２の踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ７４、及びディーゼルエンジン２の冷却水温度を検出する冷却水温センサ７６から信号を読み込んでいる。更に、クランク軸７８の回転数を検出するエンジン回転数センサ８０、クランク軸７８の回転位相あるいは吸気カムの回転位相を検出して気筒判別を行う気筒判別センサ８２から信号を読み込んでいる。
【００４６】
そしてこれらの信号から得られるエンジン運転状態や操作状態に基づいて、ＥＣＵ７０は燃料噴射弁５８による燃料噴射時期制御や燃料噴射量制御を実行する。更にＥＧＲ弁５６の開度制御、モータ２２ｂによるスロットル開度制御、燃料ポンプ６２の吐出量制御、及び後述するＰＭ再生制御やＳ被毒回復制御の各処理を実行する。例えば、ＥＧＲ率がエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づいて設定される目標ＥＧＲ率となるようにスロットル開度とＥＧＲ開度（ＥＧＲ弁５６の開度）とが協調して調節されるＥＧＲ制御が行われる。更にエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づいて設定される目標吸入空気量（エンジン１回転当たりの目標値）となるようにＥＧＲ開度が調節される吸入空気量フィードバック制御が行われる。尚、エンジン負荷は、ここでは燃料噴射量であるがアクセル開度でも良い。
【００４７】
ＥＣＵ７０が実行する燃焼モード制御としては、通常燃焼モード、低温燃焼モードとの２種類から選択した燃焼モードを、運転状態に応じて実行する。ここで低温燃焼モードとは、大量の排気再循環量により燃焼温度の上昇を緩慢にしてＮＯｘとスモークとを同時低減させる燃焼モードである。低温燃焼モードは本実施の形態では主として低負荷低中回転領域にて実行している。これ以外の燃焼モードが通常のＥＧＲ制御（ＥＧＲしない場合も含める）を実行する通常燃焼モードである。
【００４８】
そして触媒に対する制御処理を実行する触媒制御モードとしては、ＰＭ再生制御モード、Ｓ被毒回復制御モード、ＮＯｘ還元制御モード、及び通常制御モードの４種類のモードが存在する。ＰＭ再生制御モードとは、特に第２触媒コンバータ３８内のフィルタ３８ａに堆積しているＰＭを前述のごとく燃焼させてＣＯ2とＨ2Ｏにして排出するモードである。このモードでは、ストイキよりも高い空燃比状態で添加弁６８からの燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）するが、更に燃料噴射弁５８によるアフター噴射を加える場合がある。
【００４９】
Ｓ被毒回復制御モードとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａがＳ被毒してＮＯｘ吸蔵能力が低下した場合に前述したごとく硫黄成分（以下「Ｓ成分」と称する）を放出させてＳ被毒から回復させるモードである。このモードでは、添加弁６８からの燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）し、更に空燃比をストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比とする処理を行う。このモードも燃料噴射弁５８によるアフター噴射を加える場合がある。
【００５０】
ＮＯｘ還元制御モードとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａに吸蔵されたＮＯｘを、Ｎ2、ＣＯ2及びＨ2Ｏに還元して放出するモードである。このモードでは、添加弁６８からの比較的時間をおいた間欠的な燃料添加により触媒床温は比較的低温（例えば２５０〜５００℃）として、空燃比をストイキ又はストイキよりも低下させる処理を行う。
【００５１】
尚、これら３つの触媒制御モード以外の状態が通常制御モードとなり、この通常制御モードでは添加弁６８からの燃料添加や燃料噴射弁５８によるアフター噴射はなされない。
図２のフローチャートにＥＣＵ７０により実行されるＰＭ再生制御処理を示す。このＰＭ再生制御処理は、ＰＭの堆積量が基準堆積量に達するとフィルタ３８ａの触媒床温を目標床温（例えば６５０℃）に制御して、ＰＭを酸化して浄化するために行われる処理である。本処理は一定時間毎の割り込みで実行される。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００５２】
本処理が開始されると、まずＰＭ堆積量ＰＭｓｍが式１のごとく算出される（Ｓ１０２）。
［式１］
ＰＭｓｍ  ←  ＰＭｓｍｏｌｄ ＋ ＰＭｅ − ＰＭｃ ＋ ＰＭａｄｄ
ここで前回値ＰＭｓｍｏｌｄは、前回の本処理の実行時に算出されたＰＭ堆積量ＰＭｓｍである。エンジン排出量ＰＭｅは、本処理の１制御周期の間にディーゼルエンジン２の全燃焼室４から排出されるＰＭの量である。このエンジン排出量ＰＭｅは、予め実験によりエンジン回転数ＮＥと負荷（ここでは燃料噴射弁５８からの燃料噴射量）とをパラメータとしてＰＭ排出量を求めてマップとして設定し、このマップに基づいて、現在のエンジン回転数ＮＥと負荷とから求められる。酸化量ＰＭｃは、本処理の１制御周期の間にフィルタ３８ａに捕捉されたＰＭが酸化により浄化される量である。酸化量ＰＭｃは、予め実験によりフィルタ３８ａの触媒床温（ここでは第２排気温センサ４６にて検出される排気温）と吸入空気量とをパラメータとしてＰＭ酸化量を求めてマップとして設定し、このマップに基づいて、現在の触媒床温と吸入空気量とから求められる。
【００５３】
ＰＭ堆積補正量ＰＭａｄｄは、Ｓ被毒過多時にＰＭ再生実行頻度を増加させるために設けられた補正量である。このＰＭ堆積補正量ＰＭａｄｄは式２のごとく算出される。
［式２］
ＰＭａｄｄ  ←  ＰＭｅ  ×  Ｋｓｔ  ×  Ｋｏｕｔ  ×  Ｋｓｗ
ここでエンジン排出量ＰＭｅは上述したごとくであり、Ｓ被毒係数Ｋｓｔは予め実験により求めた図３に示すごとくのＳ被毒係数マップから、Ｓ被毒量（ｇ）に基づいて算出される。尚、Ｓ被毒量は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａにコートされているＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるアルカリ金属類等が吸蔵しているＳ成分の量である。このＳ被毒量は、Ｓ被毒回復制御の実行判定をするために、燃料噴射弁５８から噴射される燃料に含まれるＳ成分を積算することにより求められている値である。尚、アルカリ金属類等におけるＳ成分の吸蔵飽和状態を表す最大被毒量に到達すると、Ｓ被毒量の値は最大被毒量に固定される処理が行われている。図３では、飽和に近い側を除いて、Ｋｓｔ＝「０」に設定されている。これは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒上にＳ成分が堆積し始めるのは、アルカリ金属類等に吸蔵されるＳ成分がほぼ飽和となった状態からだからである。
【００５４】
排気温係数Ｋｏｕｔは、予め実験により求めた図４に示すごとくの排気温係数マップから、フィルタ３８ａの出口側に設けられた第２排気温センサ４６により検出される排気温（℃）に基づいて算出される。前述したごとく第２排気温センサ４６が検出する排気温は、フィルタ３８ａの触媒床温を反映する温度である。図４では、低温側も高温側も排気温係数Ｋｏｕｔは減少して、Ｋｏｕｔ＝「０」とされている。これは、低温側ではＮＯｘ吸蔵還元触媒上へのＳ成分の堆積が生じることがなく、高温側では逆にＳ成分の離脱が生じるからである。
【００５５】
Ｓ含有係数Ｋｓｗは、図５に示すごとく燃料中の硫黄含有量（ｐｐｍ）に比例した係数であり、堆積し易さを表す係数である。硫黄含有量はドライバーによりスイッチなどにより指示された値でも良いし、使用される燃料が一定の硫黄含有量であれば固定値でも良い。あるいは燃料タンクや排気系などに硫黄成分の濃度センサを設けることで、実測した値を用いても良い。
【００５６】
このようにしてＰＭ堆積量ＰＭｓｍを算出すると、次にＰＭ再生のための昇温制御が実行中か否かが判定される（Ｓ１０４）。ここで昇温制御実行中ではないとすると（Ｓ１０４で「ＮＯ」）、次にＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭ再生実行を判定するための基準堆積量ＰＭｊｄ以上か否かが判定される（Ｓ１０６）。ここでＰＭｓｍ＜ＰＭｊｄであれば（Ｓ１０６で「ＮＯ」）、ＰＭ再生実行のタイミングではないとして、このまま一旦処理を終了する。
【００５７】
次の制御周期においても、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍの算出（Ｓ１０２）によってＰＭｓｍ＜ＰＭｊｄであれば（Ｓ１０６で「ＮＯ」）、ＰＭ再生は実行されない。
しかし、このような処理が繰り返されることで、前記式１の右辺において各周期毎に実際に堆積するＰＭ量を表す「ＰＭｅ−ＰＭｃ」によるＰＭ堆積量ＰＭｓｍへの積算によりＰＭ堆積量ＰＭｓｍが増加する。これに加えて、更に特にＳ被毒が過多であれば、ＰＭ堆積補正量ＰＭａｄｄによるＰＭ堆積量ＰＭｓｍへの積算によってもＰＭ堆積量ＰＭｓｍが増加する。これらの増加要因によりＰＭ堆積量ＰＭｓｍが増加して、ＰＭｓｍ≧ＰＭｊｄとなると（Ｓ１０６で「ＹＥＳ」）、次にＰＭ再生のための昇温制御実行が設定される（Ｓ１０８）。こうして一旦本処理を終了する。
【００５８】
上述したごとく昇温制御実行が設定されたので、ＥＣＵ７０では添加弁６８から排気中に燃料を添加する。このことにより、特に第２触媒コンバータ３８内のフィルタ３８ａにおけるＮＯｘ吸蔵還元触媒の触媒床温を目標床温（ここでは６５０℃）に上昇させて、フィルタ３８ａに捕捉されているＰＭを酸化してフィルタ３８ａの再生を行う。尚、本実施の形態では、Ｓ成分の堆積があれば、このＳ成分の堆積分の放出も同時に行われる。
【００５９】
この昇温制御の一例を図６のフローチャートに示す。この昇温制御処理は、ステップＳ１０８にて昇温制御実行設定がなされた場合に、一定時間周期で繰り返し実行される処理である。本処理では、まずフィルタ３８ａにおけるＮＯｘ吸蔵還元触媒の目標床温Ｔｔｃ（＝「６５０℃」）を設定する（Ｓ１４２）。
【００６０】
次にベース床温Ｔｂｃが求められる（Ｓ１４４）。このベース床温Ｔｂｃはフィルタ３８ａが触媒反応により反応熱を生じていない場合の床温である。このベース床温Ｔｂｃはディーゼルエンジン２の排気温と同じと考えられるので、ディーゼルエンジン２のエンジン回転数ＮＥと負荷とに応じて予め実験にて作成されているマップから現在のエンジン回転数ＮＥ及び負荷（ここでは燃料噴射弁５８の燃料噴射量）とに基づいて推定される。
【００６１】
次にフィルタ３８ａの触媒床温を目標床温Ｔｔｃに維持するための単位時間当たりの燃料添加量ｆａｄが式３に示すごとく算出される（Ｓ１４６）。
［式３］
ｆａｄ  ←  （Ｔｔｃ  −  Ｔｂｃ）  ×  ＧＡ  ×  Ｃｋ
ここで吸入空気量ＧＡは吸入空気量センサ２４により検出される吸気流量（ｇ／ｓ）である。燃料換算係数Ｃｋは、吸入空気量ＧＡを燃料量に換算するための係数であり、流量が１ｇ／ｓである排気の温度を１℃上昇させるに必要な燃料量を表している。このことにより前記式３の右辺は、吸入空気量ＧＡに対応する排気流量中で、フィルタ３８ａにおける触媒床温をベース床温Ｔｂｃから目標床温Ｔｔｃまで上昇させるに必要な単位時間当たりの燃料量を算出していることになる。こうして一旦本処理を終了する。
【００６２】
このような処理が繰り返されることにより、添加弁６８からの燃料添加によりフィルタ３８ａの触媒床温が目標床温Ｔｔｃに昇温されて維持される。
ＰＭ再生制御処理（図２）の説明に戻り、ステップＳ１０８にて昇温制御実行が設定された次の制御周期では、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍの算出（Ｓ１０２）の後、昇温制御実行中であるので（Ｓ１０４で「ＹＥＳ」）、次にＰＭ堆積量ＰＭｓｍ＞０か否かが判定される（Ｓ１１０）。昇温制御実行により、前記式１において、エンジン排出量ＰＭｅについては大きな変化はないが、酸化量ＰＭｃが急速に増大し、更にＰＭ堆積補正量ＰＭａｄｄについては排気温が６５０℃となるため、図４から求められる排気温係数Ｋｏｕｔが「０」であるので、前記式２からＰＭａｄｄ＝「０」となる。このため、昇温制御時には急速にＰＭ堆積量ＰＭｓｍの値が低下して、フィルタ３８ａに堆積しているＰＭは完全に消滅する。ステップＳ１１０は、ＰＭが完全に消滅する前か否かを判定する処理である。
【００６３】
ＰＭｓｍ＞０であれば（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、ＰＭは完全に消滅する前であるので、このまま一旦本処理を終了する。したがって昇温制御処理（図６）は継続される。
そして式１の計算によりＰＭｓｍ≦「０」となると（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、ＰＭは消滅したので昇温制御停止が設定される（Ｓ１１２）。このことにより昇温制御処理（図６）は停止されて、ＰＭ再生のための昇温制御による添加弁６８からの燃料添加はなされなくなる。そしてＰＭ堆積量ＰＭｓｍの値をクリア（＝「０」）して（Ｓ１１４）、一旦本処理を終了する。
【００６４】
次の制御周期では、前回値ＰＭｓｍｏｌｄ＝「０」の状態から前記式１によるＰＭ堆積量ＰＭｓｍの算出がなされる（Ｓ１０２）。そして昇温制御実行中ではないので（Ｓ１０４で「ＮＯ」）、最初に説明した状態に戻る。
【００６５】
図７のタイミングチャートに本実施の形態における処理の一例を示す。図７では時刻ｔ４まではエンジン運転状態が硫黄被毒回復実行領域となるチャンスが無く、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａに対するＳ被毒量が次第に上昇し、時刻ｔ２でアルカリ金属類等が全て硫黄により被毒されて最大被毒量に達している。更に、時刻ｔ１からは、Ｓ被毒過多により、図７に破線のハッチングにて示すごとくＳ成分の堆積も開始されている。
【００６６】
このためＳ成分の堆積が生じていない時刻ｔ１以前では、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍは、前記式１の右辺において実際に各周期毎に堆積するＰＭ量を表す「ＰＭｅ−ＰＭｃ」の値のみが、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍへ積算されることに起因してＰＭ堆積量ＰＭｓｍが増加する。したがって通常の頻度、ここでは約２００ｋｍ走行毎の頻度でＰＭｓｍ≧ＰＭｊｄとなって昇温制御処理（図６）にて酸化によるＰＭの浄化が行われる（ｔ０，ｔ１）。
【００６７】
そして時刻ｔ１の直後から図３に示したごとくＳ被毒係数Ｋｓｔがプラスとなり、更にＳ被毒係数Ｋｓｔは次第に増加する。この時、Ｓ含有係数Ｋｓｗ＞「０」であり、かつ排気温係数Ｋｏｕｔ＞「０」であるとすると、ＰＭ堆積補正量ＰＭａｄｄ＞「０」となり、このＰＭ堆積補正量ＰＭａｄｄの積算によって、更にＰＭ堆積量ＰＭｓｍは、より速く増加するようになる。この急速なＰＭ堆積量ＰＭｓｍの増加により、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍは早期にＰＭｓｍ≧ＰＭｊｄとなる。ここでは１００ｋｍ以下の走行毎の頻度でＰＭｓｍ≧ＰＭｊｄとなって昇温制御処理（図６）によるＰＭ浄化が行われる（ｔ３，ｔ４）。更に、この昇温制御においては、排気はストイキよりも高い状態でのリーン昇温処理であるが、アルカリ金属類等に吸蔵されているＳ成分とは異なり、堆積したＳ成分は触媒表面から離脱して除去される。
【００６８】
このようにしてＳ被毒過多によるＳ成分の堆積分は、ＰＭ再生制御でのリーン昇温処理により除去される。したがって、その後、図７では、時刻ｔ４直後にエンジン運転状態が硫黄被毒回復実行領域となって、Ｓ被毒回復制御により、昇温処理とストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比にする処理とを実行するが、この時には、アルカリ金属類等に吸蔵されているＳ成分が放出されるのみである。したがってＳ成分の堆積分は加わらないので、高濃度のＳ成分の放出を抑制できる。
【００６９】
しかも、通常のＰＭ再生制御側での昇温処理の頻度よりも高頻度、ここでは２倍以上の頻度としているので、ＰＭ再生制御側でのリーン昇温処理においても、１回毎のＳ成分の堆積分の放出量も少量となり、この時も放出されるＳ成分の濃度を抑制できる。
【００７０】
従来のごとく、時刻ｔ１〜時刻ｔ４の間でＰＭ再生制御側でのリーン昇温処理が生じていない場合には、破線ｅで示すごとくＳ成分の堆積分が大きくなる。このため、時刻ｔ４直後から開始されるＳ被毒回復制御により、昇温処理とストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比にする処理とを実行した場合には、Ｓ成分の堆積分とともに同時にアルカリ金属類等から放出されるＳ成分も加わり、非常に高濃度のＳ成分を放出することになる。
【００７１】
上述した構成において、ＥＣＵ７０が排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御方法及び過多硫黄被毒回復制御装置としての機能を果たす。そしてＥＣＵ７０が実行するＳ被毒回復制御が硫黄被毒回復手段としての処理に相当し、ＰＭ再生制御処理（図２）及び昇温制御処理（図６）がＰＭ再生制御手段としての処理に相当する。更にステップＳ１０２における前記式２の「Ｋｓｔ×Ｋｏｕｔ×Ｋｓｗ」の計算が過多硫黄被毒量検出手段としての処理に相当し、ステップＳ１０２における前記式１においてＰＭ堆積量ＰＭｓｍの積算にＰＭ堆積補正量ＰＭａｄｄを加える処理が昇温放出手段としての処理に相当する。
【００７２】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．Ｓ被毒が過多となると、フィルタ３８ａ及びＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ、場合により酸化触媒４０ａまでＳ成分が堆積する。この場合には前記式１の計算により、ＰＭ再生制御におけるリーン昇温処理（図６の昇温制御）の頻度を高めることにより、これらの排気浄化触媒に堆積したＳ成分を放出させている。
【００７３】
このリーン昇温処理はエンジン運転領域の制約はない。このため硫黄被毒回復実行領域となるようなチャンスがなくてＳ被毒が過多となるような状況であっても、ＰＭ再生制御におけるリーン昇温処理を実行できる。しかも前記式１の処理でＰＭ再生制御におけるリーン昇温処理の頻度を高めているので、堆積したＳ成分が多くならない内に早期にリーン昇温処理を実行できる。
【００７４】
このようにＰＭ再生制御におけるリーン昇温処理により各排気浄化触媒における過多部分のＳ成分が放出される。このリーン昇温処理によるＳ成分の放出では、アルカリ金属類等から放出されるＳ成分が加わることが無く、堆積した過多部分のＳ成分であり、更に上述したごとくリーン昇温処理の頻度も高いので、放出されるＳ成分の濃度を低く抑えることができる。
【００７５】
更に、アルカリ金属類等に吸蔵されているＳ成分は、エンジン運転状態がＳ被毒回復実行領域となれば、Ｓ被毒回復制御により、各排気浄化触媒のＳ被毒量の過多状態が解消された状態で放出されるため、放出されるＳ成分の濃度を低く抑えることができる。又、たとえＳ成分が堆積した状態でＳ被毒回復制御がなされたとしても、リーン昇温処理が高頻度で実行されているため、Ｓ成分の堆積量自体が大きくなることはなく、高濃度のＳ成分放出を抑制できる。
【００７６】
このことによりフィルタ３８ａやＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａなどの排気浄化触媒のＳ被毒量が過多となった場合において高濃度のＳ成分が放出されることを防止できる。したがって、高濃度のＳ成分の放出による白煙や異臭などを十分に防止することができるようになる。
【００７７】
（ロ）．本実施の形態では、ＰＭ再生制御のリーン昇温処理の頻度を高めるために、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍに対する増加補正を実行している。この増加補正は、図３〜図５のマップに従ってＳ被毒量、排気温及びＳ含有量により、各係数Ｋｓｔ，Ｋｏｕｔ，Ｋｓｗを算出することで、堆積しているＳ成分量に応じて行っている。このことによりＳ被毒量の過多状態が高精度にＰＭ堆積量ＰＭｓｍに反映されることにより、効果的にリーン昇温処理の頻度を高めることができる。
【００７８】
（ハ）．尚、図３〜図５のマップの構成によりリーン昇温処理の頻度の程度を調節しているが、この頻度の状態は、リーン昇温処理による放出時のＳ成分濃度が高濃度となる前に、リーン昇温処理が実行されるような頻度（ここでは２倍以上の頻度）としている。
【００７９】
このためリーン昇温処理によるＳ成分の放出において、確実にＳ成分の濃度を低く抑えることができる。
［実施の形態２］
本実施の形態では、堆積しているＳ成分量に応じて基準堆積量ＰＭｊｄｄｘを減少補正することによりＰＭ再生制御におけるリーン昇温処理の頻度を高めるものである。このため前記実施の形態１に示したＰＭ再生制御処理（図２）の代わりに、図８に示すＰＭ再生制御処理を一定時間毎の割り込みで実行する。尚、図１に示したハード構成や、昇温制御処理（図６）については前記実施の形態１と同じであるので図１，６を参照する。
【００８０】
ＰＭ再生制御処理（図８）について説明する。本処理が開始されると、まず、ＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇが式４のごとく算出される（Ｓ２０２）。
［式４］
ＰＭｏｒｇ  ←  ＰＭｏｒｇｏｌｄ ＋ ＰＭｅ − ＰＭｃ
ここで前回値ＰＭｏｒｇｏｌｄは、前回の本処理の実行時に算出されたＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇである。エンジン排出量ＰＭｅ及び酸化量ＰＭｃについては前記実施の形態１のステップＳ１０２にて説明したごとくである。この式４では前記式１のようにＰＭ堆積補正量ＰＭａｄｄによる増加補正はされていない。したがって実際に堆積するＰＭ量を表している。
【００８１】
このようにしてＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇを算出すると、次に基準堆積量ＰＭｊｄｄｘが式５のごとく算出される（Ｓ２０４）。
［式５］
ＰＭｊｄｄｘ  ←  ＰＭｊｄ  −  Ｄｊｄ
ここで基準堆積基本量ＰＭｊｄは、前記実施の形態１のステップＳ１０６にて用いられた基準堆積量ＰＭｊｄと同じ値である。
【００８２】
基準値補正量Ｄｊｄは、Ｓ被毒過多時にＰＭ再生実行頻度を増加させるために設けられた補正量である。この基準値補正量Ｄｊｄは式６のごとく算出される。
［式６］
Ｄｊｄ  ←  Ｄｊｄｏｌｄ  ＋（ＰＭｅ × Ｋｓｔ × Ｋｏｕｔ × Ｋｓｗ）
ここで前回値Ｄｊｄｏｌｄは、前回の本処理の実行時に算出された基準値補正量Ｄｊｄである。エンジン排出量ＰＭｅは上述したごとくであり、Ｓ被毒係数Ｋｓｔ、排気温係数Ｋｏｕｔ及びＳ含有係数Ｋｓｗは、前記実施の形態１のステップＳ１０２にて説明したものと同じであり、各マップ（図３〜図５）により算出される。
【００８３】
次にＰＭ再生のための昇温制御が実行中か否かが判定される（Ｓ２０６）。ここで昇温制御実行中ではないとすると（Ｓ２０６で「ＮＯ」）、次にＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇが基準堆積量ＰＭｊｄｄｘ以上か否かが判定される（Ｓ２０８）。ここでＰＭｏｒｇ＜ＰＭｊｄｄｘであれば（Ｓ２０８で「ＮＯ」）、ＰＭ再生のための昇温制御実行のタイミングではないとして、このまま一旦処理を終了する。
【００８４】
次の制御周期において、ＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇの算出（Ｓ２０２）及び基準堆積量ＰＭｊｄｄｘの算出（Ｓ２０４）によってもＰＭｏｒｇ＜ＰＭｊｄｄｘであれば（Ｓ２０８で「ＮＯ」）、昇温制御実行は設定されない。
【００８５】
このような処理が繰り返されることで、前記式４の右辺において実際に各周期毎に堆積するＰＭ量を表す「ＰＭｅ−ＰＭｃ」のＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇへの積算によりＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇが増加する。更に、前記式５，６により、Ｓ被毒が過多であれば、基準堆積基本量ＰＭｊｄから減少される基準値補正量Ｄｊｄがプラスとなって、基準堆積量ＰＭｊｄｄｘが減少する。このＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇの増加、更に場合により基準堆積量ＰＭｊｄｄｘの減少が生じて、ＰＭｏｒｇ≧ＰＭｊｄｄｘとなると（Ｓ２０８で「ＹＥＳ」）、次にＰＭ再生のための昇温制御実行が設定される（Ｓ２１０）。こうして一旦本処理を終了する。
【００８６】
尚、昇温制御実行が設定されたことにより、ＥＣＵ７０では添加弁６８から排気中に燃料を添加することにより、前記実施の形態１にて説明したごとく昇温制御処理（図６）が実行されて、フィルタ３８ａの触媒床温が目標床温Ｔｔｃに昇温されて維持される。
【００８７】
昇温制御実行が設定された次の制御周期では、ＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇの算出（Ｓ２０２）及び基準堆積量ＰＭｊｄｄｘの算出（Ｓ２０４）の後、昇温制御実行中であるので（Ｓ２０６で「ＹＥＳ」）、次にＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇ＞０か否かが判定される（Ｓ２１２）。
【００８８】
昇温制御実行により、前記式４において、エンジン排出量ＰＭｅについては大きな変化はないが、酸化量ＰＭｃが急速に増大するので、急速にＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇの値が低下してフィルタ３８ａに堆積しているＰＭは消滅して行く。
【００８９】
尚、基準堆積量ＰＭｊｄｄｘについては、排気温が６５０℃となるため、図４から求められる排気温係数Ｋｏｕｔが「０」となり、前記式６において「（ＰＭｅ × Ｋｓｔ × Ｋｏｕｔ × Ｋｓｗ）＝０」となるので、基準値補正量Ｄｊｄは一定となって基準堆積量ＰＭｊｄｄｘは減少しなくなる。
【００９０】
まだＰＭｏｒｇ＞０であれば（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、ＰＭは完全消滅前であるので、このまま一旦本処理を終了する。したがって昇温制御処理（図６）は継続される。
そして式４の計算によりＰＭｏｒｇ≦「０」となると（Ｓ２１２で「ＮＯ」）、ＰＭは完全に消滅したので昇温制御の停止が設定される（Ｓ２１４）。このことにより昇温制御処理（図６）は停止されて、ＰＭ再生の昇温制御のための添加弁６８からの燃料添加はなされなくなる。そしてＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇの値をクリアし（Ｓ２１６）、基準値補正量Ｄｊｄの値をクリアして（Ｓ２１８）、一旦本処理を終了する。
【００９１】
次の制御周期では、前回値ＰＭｏｒｇｏｌｄ＝「０」の状態から前記式４によるＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇの算出がなされ（Ｓ２０２）、かつ前回値Ｄｊｄｏｌｄ＝「０」の状態から前記式５，６による基準堆積量ＰＭｊｄｄｘの算出がなされる（Ｓ２０４）。そして昇温制御実行中ではないので（Ｓ２０６で「ＮＯ」）、最初に説明した状態に戻る。
【００９２】
図９のタイミングチャートに本実施の形態における処理の一例を示す。図９では時刻ｔ１４まではエンジン運転状態が硫黄被毒回復実行領域となるチャンスが無く、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａに対するＳ被毒量が次第に上昇し、時刻ｔ１２でアルカリ金属類等が全て硫黄により被毒されて最大被毒量に達している。更に、時刻ｔ１１からは、Ｓ被毒過多により、図９に破線のハッチングにて示すごとくＳ成分の堆積も開始されている。
【００９３】
このためＳ成分の堆積がほとんど生じていない時刻ｔ１１以前では、ＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇは、前記式４の計算によりＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇが増加する。ただし基準堆積量ＰＭｊｄｄｘはＳ被毒係数Ｋｓｔ＝「０」であるため基準値補正量Ｄｊｄ＝「０」となり、基準堆積量ＰＭｊｄｄｘ＝基準堆積基本量ＰＭｊｄで一定である。
【００９４】
したがって通常の頻度、ここでは約２００ｋｍ走行毎の頻度でＰＭｏｒｇ≧ＰＭｊｄｄｘとなって昇温制御処理（図６）によるＰＭの浄化が行われる（ｔ１０，ｔ１１）。
そして時刻ｔ１１の直後から図３に示したごとくＳ被毒係数Ｋｓｔがプラスとなり次第に増加する。この時、排気温係数Ｋｏｕｔ＞「０」及びＳ含有係数Ｋｓｗ＞「０」であるとすると、基準値補正量Ｄｊｄ＞０となり、前記式５により基準堆積量ＰＭｊｄｄｘは基準堆積基本量ＰＭｊｄよりも基準値補正量Ｄｊｄ分小さくされる。
【００９５】
この基準堆積量ＰＭｊｄｄｘの減少により、ＰＭ堆積量ＰＭｏｒｇは早期にＰＭｏｒｇ≧ＰＭｊｄｄｘとなる。ここでは１００ｋｍ以下の走行毎の頻度でＰＭｏｒｇ≧ＰＭｊｄｄｘとなって昇温制御処理（図６）によるＰＭの浄化が行われる（ｔ１３，ｔ１４）。そして、同時に、このリーン昇温処理により、堆積しているＳ成分が触媒表面から離脱して除去される。
【００９６】
このようにしてＳ被毒過多によるＳ成分の堆積分は、ＰＭ再生制御側での昇温処理により除去される。したがって、その後、図９では時刻ｔ１４直後にエンジン運転状態が硫黄被毒回復実行領域となって、Ｓ被毒回復制御により、昇温し、かつストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比にしても、アルカリ金属類等に吸蔵されているＳ成分のみが放出される。このようにＳ成分の堆積分の放出は加わらないので、高濃度のＳ成分の放出を抑制できる。
【００９７】
しかも、通常のＰＭ再生制御側での昇温処理の頻度よりも高頻度、ここでは２倍以上の頻度としているので、ＰＭ再生制御側での昇温処理においても、１回毎のＳ成分の堆積分の放出も少量となり、この時も放出されるＳ成分の濃度を抑制できる。
【００９８】
従来のごとく、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１４の間でＰＭ再生制御側での昇温処理が生じていない場合には、破線ｅで示すごとくＳ成分の堆積分が大きくなる。このため、時刻ｔ１４直後から開始されるＳ被毒回復制御により、昇温処理とストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比にする処理を実行した場合には、Ｓ成分の堆積分とともに同時にアルカリ金属類等から放出されるＳ成分も加わり、非常に高濃度のＳ成分を放出することになる。
【００９９】
上述した構成において、ＥＣＵ７０が排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御方法及び過多硫黄被毒回復制御装置としての機能を果たす。そしてＥＣＵ７０が実行するＳ被毒回復制御が硫黄被毒回復手段としての処理に相当し、ＰＭ再生制御処理（図８）及び昇温制御処理（図６）がＰＭ再生制御手段としての処理に相当する。更にステップＳ２０４における前記式６の「Ｋｓｔ×Ｋｏｕｔ×Ｋｓｗ」の計算が過多硫黄被毒量検出手段としての処理に相当し、ステップＳ２０４における前記式５，６において基準堆積量ＰＭｊｄｄｘを基準値補正量Ｄｊｄにより減少させる処理が昇温放出手段としての処理に相当する。
【０１００】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．Ｓ被毒が過多となるとフィルタ３８ａ及びＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ、場合により酸化触媒４０ａまでＳ成分が堆積する。この場合には前記式５，６の計算により、ＰＭ再生制御におけるリーン昇温処理（図６の昇温制御）の頻度を高めることにより、これらの排気浄化触媒に対して堆積したＳ成分を放出させている。
【０１０１】
このことにより前記実施の形態１の（イ）にて述べたごとくフィルタ３８ａやＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａなどの排気浄化触媒のＳ被毒量が過多となった場合において高濃度のＳ成分が放出されることを防止できる。したがって、高濃度のＳ成分の放出による白煙や異臭などを十分に防止することができるようになる。
【０１０２】
（ロ）．本実施の形態では、ＰＭ再生制御におけるリーン昇温処理の頻度を高めるために、基準堆積量ＰＭｊｄｄｘに対する減少補正を実行している。この減少補正は、図３〜図５のマップに従ってＳ被毒量、排気温及びＳ含有量により、各係数Ｋｓｔ，Ｋｏｕｔ，Ｋｓｗを算出することで堆積しているＳ成分量に応じて行っている。このことによりＳ被毒量の過多状態が高精度に基準堆積量ＰＭｊｄｄｘに反映されることにより、効果的にリーン昇温処理の頻度を高めることができる。
【０１０３】
（ハ）．前記実施の形態１の（ハ）の効果を生じる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態１，２においては、ＰＭ再生制御処理を利用してＳ被毒量過多部分のＳ成分を各排気浄化触媒から放出していた。これ以外に、前記図３〜図５のマップを利用してＳ成分の堆積量を計算し、この堆積量が基準レベル以上となった場合に、別途、過多Ｓ被毒時専用のリーン昇温処理を実行しても良い。尚、この場合のリーン昇温処理自体は、昇温制御処理（図６）に説明したごとく実行すれば良いが、Ｓ成分の堆積量が「０」となれば停止することになる。
【０１０４】
（ｂ）．前記各実施の形態のごとく、エンジン排出量ＰＭｅを用いて、「ＰＭｅ×Ｋｓｔ×Ｋｏｕｔ×Ｋｓｗ」の計算に基づいてリーン昇温処理の頻度を高めていたが、エンジン排出量ＰＭｅの代わりに、燃料噴射弁５８及び添加弁６８による燃料消費量を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】実施の形態１の車両用ディーゼルエンジン及び制御装置の概略構成を表すブロック図。
【図２】実施の形態１のＥＣＵが実行するＰＭ再生制御処理のフローチャート。
【図３】上記ＰＭ再生制御処理で用いられるＳ被毒係数マップの構成説明図。
【図４】同じく排気温係数マップの構成説明図。
【図５】同じくＳ含有係数マップの構成説明図。
【図６】実施の形態１のＥＣＵが実行する昇温制御処理のフローチャート。
【図７】実施の形態１における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図８】実施の形態２のＰＭ再生制御処理のフローチャート。
【図９】実施の形態２における制御の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【０１０６】
２…ディーゼルエンジン、４…燃焼室、６…吸気弁、８…吸気ポート、１０…吸気マニホールド、１２…サージタンク、１３…吸気経路、１４…インタークーラ、１６…排気ターボチャージャ、１６ａ…コンプレッサ、１６ｂ…排気タービン、１８…エアクリーナ、２０…ＥＧＲ経路、２０ａ…ＥＧＲガス供給口、２０ｂ…ＥＧＲガス吸入口、２２…スロットル弁、２２ａ…スロットル開度センサ、２２ｂ…モータ、２４…吸入空気量センサ、２６…吸気温センサ、２８…排気弁、３０…排気ポート、３２…排気マニホールド、３４…排気経路、３６…第１触媒コンバータ、３６ａ…ＮＯｘ吸蔵還元触媒、３８…第２触媒コンバータ、３８ａ…フィルタ、４０…第３触媒コンバータ、４０ａ…酸化触媒、４２…第１空燃比センサ、４４…第１排気温センサ、４６…第２排気温センサ、４８…第２空燃比センサ、５０…差圧センサ、５２…ＥＧＲ触媒、５４…ＥＧＲクーラ、５６…ＥＧＲ弁、５８…燃料噴射弁、５８ａ…燃料供給管、６０…コモンレール、６２…燃料ポンプ、６４…燃料圧センサ、６６…燃料供給管、６８…添加弁、７０…ＥＣＵ、７２…アクセルペダル、７４…アクセル開度センサ、７６…冷却水温センサ、７８…クランク軸、８０…エンジン回転数センサ、８２…気筒判別センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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