(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、エンジン始動時に選択還元型ＮＯｘ触媒内に水が吸着しているかどうかに関係なくリーン燃焼運転を許可するタイミングを適切に定められるようにすることを目的とする。【解決手段】排気通路１４にＳＣＲ触媒３８を備えてリーン燃焼運転を行う内燃機関１０において、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で内燃機関１０が始動した場合には、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していない状態で内燃機関１０が始動した場合と比べて、エンジン始動後にリーン燃焼運転を許可するタイミングを遅らせる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に選択還元型ＮＯｘ触媒を備え、理論空燃比よりも大きな空燃比にてリーン燃焼運転が行われる内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着している状態で前記内燃機関が始動した場合には、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着していない状態で前記内燃機関が始動した場合と比べて、エンジン始動後にリーン燃焼運転を許可するタイミングを遅らせるリーン運転制御を行うリーン運転制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記リーン運転制御手段は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が、当該選択還元型ＮＯｘ触媒が活性している所定温度以上である状態で前記内燃機関の前回の運転が停止されていた場合には、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着していない状態で前記内燃機関が今回始動したと判断し、前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が前記所定温度未満である状態で前記内燃機関の前回の運転が停止されていた場合には、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着している状態で前記内燃機関が今回始動したと判断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記選択還元型ＮＯｘ触媒から流出した排気ガスの温度である触媒流出ガス温度を計測する排気ガス温度センサをさらに備え、
前記リーン運転制御は、エンジン始動後の触媒流出ガス温度が第１所定値未満の温度で推移しつつ前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が停滞する温度停滞期間が完了する場合には、エンジン始動後の触媒流出ガス温度が前記第１所定値以上になった後に前記温度停滞期間が完了する場合と比べて、エンジン始動後にリーン燃焼運転を許可するタイミングを遅らせるものであって、
前記第１所定値は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着していない状態で前記内燃機関が始動した場合における前記温度停滞期間中の前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度と、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着している状態で前記内燃機関が始動した場合における前記温度停滞期間中の前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度との間に位置する温度であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記リーン運転制御は、エンジン始動直後の触媒流出ガス温度が第２所定値よりも高い場合には、エンジン始動後の触媒流出ガス温度が前記第１所定値以上になった後に前記温度停滞期間が完了する場合と比べて、エンジン始動後にリーン燃焼運転を許可するタイミングを早める制御を含み、
前記第２所定値は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒にて吸着と脱離とが生じない温度の下限値に所定の余裕代を持たせた値であることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記第２所定値は、１００℃以上１５０℃以下であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記第１所定値は、５０℃以上１００℃以下であることを特徴とする請求項３〜５の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、排気通路に選択還元型ＮＯｘ触媒を備えてリーン燃焼運転を行う内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、選択還元型ＮＯｘ触媒を備えてリーン燃焼運転を行う内燃機関の排気浄化システムが開示されている。選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が活性温度よりも低い場合には、それが活性温度よりも高い場合と比べて、ＮＯｘ浄化性能が低下する。そこで、この排気浄化システムは、選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が活性温度よりも低い場合には、それが活性温度よりも高い場合と比べて、空燃比が積極的に理論空燃比に切り替わるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４９７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
選択還元型ＮＯｘ触媒（ここでは、「ＳＣＲ触媒」とも称する）を備えることにより、リーン燃焼運転時にＮＯｘの排出抑制を図ることができる。エンジン始動後にＮＯｘの排出抑制に配慮しつつリーン燃焼運転を開始できるようにするためには、ＳＣＲ触媒の温度（床温）が活性温度に到達するタイミングを正確に把握しつつリーン燃焼運転を許可するタイミングを決定することが重要である。しかしながら、現実には、オンボードでＳＣＲ触媒の床温を直接計測するセンシング手法を構築することは難しい。このため、床温が活性温度に到達したか否かの判断は、ＳＣＲ触媒に流入する排気ガスの温度、もしくはＳＣＲ触媒から流出した排気ガスの温度を利用して行うことが一般的である。また、上記の判断は、ＳＣＲ触媒の床温の推定値を利用して行うことも考えられる。
【０００５】
その一方で、本発明者らの鋭意研究により、エンジン始動時にＳＣＲ触媒内に水（Ｈ２Ｏ）が吸着しているか否かに応じて、ＳＣＲ触媒の床温が活性温度に向けて上昇していく暖機過程における床温の上がり方が変化することが分かった。このことが考慮されていないと、暖機過程でのＳＣＲ触媒の床温の挙動を適切に把握することは難しく、また、ＳＣＲ触媒に対して流入出する排気ガスの温度を利用して床温が活性温度に到達したか否かを判断することも難しくなる。その結果、エンジン始動時にＳＣＲ触媒内に水が吸着しているかどうかに関係なくリーン燃焼運転を許可するタイミングを適切に決定することが難しくなる。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、エンジン始動時に選択還元型ＮＯｘ触媒内に水が吸着しているかどうかに関係なくリーン燃焼運転を許可するタイミングを適切に定められるようにした内燃機関の制御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】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、排気通路に選択還元型ＮＯｘ触媒を備え、理論空燃比よりも大きな空燃比にてリーン燃焼運転が行われる内燃機関を制御するものである。内燃機関の制御装置は、リーン運転制御手段を備える。リーン運転制御手段は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着している状態で前記内燃機関が始動した場合には、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着していない状態で前記内燃機関が始動した場合と比べて、エンジン始動後にリーン燃焼運転を許可するタイミングを遅らせるリーン運転制御を行う。
【０００８】
前記リーン運転制御手段は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が、当該選択還元型ＮＯｘ触媒が活性している所定温度以上である状態で前記内燃機関の前回の運転が停止されていた場合には、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着していない状態で前記内燃機関が今回始動したと判断し、前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が前記所定温度未満である状態で前記内燃機関の前回の運転が停止されていた場合には、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着している状態で前記内燃機関が今回始動したと判断するものであってもよい。
【０００９】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒から流出した排気ガスの温度である触媒流出ガス温度を計測する排気ガス温度センサをさらに備えるものであってもよい。
前記リーン運転制御は、エンジン始動後の触媒流出ガス温度が第１所定値未満の温度で推移しつつ前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が停滞する温度停滞期間が完了する場合には、エンジン始動後の触媒流出ガス温度が前記第１所定値以上になった後に前記温度停滞期間が完了する場合と比べて、エンジン始動後にリーン燃焼運転を許可するタイミングを遅らせるものであってもよい。
前記第１所定値は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着していない状態で前記内燃機関が始動した場合における前記温度停滞期間中の前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度と、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着している状態で前記内燃機関が始動した場合における前記温度停滞期間中の前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度との間に位置する温度であることが好ましい。
【００１０】
前記リーン運転制御は、エンジン始動直後の触媒流出ガス温度が第２所定値よりも高い場合には、エンジン始動後の触媒流出ガス温度が前記第１所定値以上になった後に前記温度停滞期間が完了する場合と比べて、エンジン始動後にリーン燃焼運転を許可するタイミングを早める制御を含むものであってもよい。
前記第２所定値は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒にて吸着と脱離とが生じない温度の下限値に所定の余裕代を持たせた値であることが好ましい。
【００１１】
前記第２所定値は、１００℃以上１５０℃以下であることが好ましい。
【００１２】
前記第１所定値は、５０℃以上１００℃以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着している状態で内燃機関が始動した場合には、選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着していない状態で内燃機関が始動した場合と比べて、選択還元型ＮＯｘ触媒への水の吸着に伴う発熱反応が減少するため、暖機過程において選択還元型ＮＯｘ触媒の温度が活性温度に到達するまでに要する時間が長くなる。本発明によれば、選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着している状態で内燃機関が始動した場合には、選択還元型ＮＯｘ触媒に水が吸着していない状態で内燃機関が始動した場合と比べて、エンジン始動後にリーン燃焼運転を許可するタイミングが遅延される。これにより、エンジン始動時に選択還元型ＮＯｘ触媒内に水が吸着しているかどうかに関係なくリーン燃焼運転を許可するタイミングを適切に定められるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る内燃機関のシステム構成を概略的に説明するための図である。
【図２】ＳＣＲ触媒の床温が活性温度に向けて上昇していく暖機過程の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図３】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４】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５】本発明の実施の形態２においてリーン運転許可時間として用いられる所定値ＣおよびＤの設定を説明するためのタイムチャートである。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】本発明の実施の形態３において温度停滞完了判定値として用いられる所定値ＥおよびＦの設定を説明するためのタイムチャートである。
【図９】本発明の実施の形態３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１０】本発明の実施の形態３および４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１１】本発明の実施の形態３の変形例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１２】本発明の実施の形態４に係る内燃機関のシステム構成を概略的に説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態４のリーン運転制御の特徴を説明するためのタイムチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態４において用いられる温度停滞完了判定値とＳＣＲ流出ガス温度との関係をまとめた図である。
【図１５】本発明の実施の形態４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１６】ＳＣＲ流出ガス温度に基づく温度停滞完了判定値の設定手法の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
まず、図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
［実施の形態１のシステムの構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る内燃機関１０のシステム構成を概略的に説明するための図である。図１に示す内燃機関１０は、火花点火式エンジン（一例として、ガソリンエンジン）であり、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。内燃機関１０は、理論空燃比よりも大きな（リーンな）空燃比にて運転が可能なリーンバーンエンジンである。ここでは、過給エンジンである内燃機関１０を例示しているが、本発明の対象となるリーンバーンエンジンは、自然吸気エンジンであってもよい。
【００１６】
内燃機関１０の各気筒には、吸気通路１２および排気通路１４が連通している。吸気通路１２の入口付近には、エアクリーナ１６が設けられている。エアクリーナ１６には、吸気通路１２に取り入れられた空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ１８が設けられている。エアクリーナ１６よりも下流側の吸気通路１２には、ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａが配置されている。コンプレッサ２０ａよりも下流側の吸気通路１２には、吸気通路１２を開閉する電子制御式のスロットルバルブ２２が配置されている。
【００１７】
各気筒には、燃焼室２４内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２６と、燃焼室２４内の混合気に点火するための点火プラグ２８とが備えられている。燃焼室２４内に燃料を供給する燃料噴射弁としては、燃料噴射弁２６に代え、あるいはそれとともに各吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁が用いられていてもよい。
【００１８】
排気通路１４には、タービン２０ｂをバイパスする排気バイパス通路３０が接続されている。排気バイパス通路３０には、電子制御式のウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）３２が配置されている。タービン２０ｂよりも上流側の排気通路１４には、排気ガスを浄化するための各種触媒が配置されている。ここでは、一例として、排気ガスの上流側から順に、三元触媒３４、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＮＳＲ触媒」と称する）３６および選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＳＣＲ触媒」と称する）３８が備えられている。ＮＳＲ触媒３６よりも下流側であってＳＣＲ触媒３８よりも上流側の排気通路１４には、ＳＣＲ触媒３８に流入する排気ガスの温度（以下、「ＳＣＲ流入ガス温度」と称する）を検出する排気温度センサ４０が配置されている。
【００１９】
ＳＣＲ触媒３８は、例えば、鉄（Ｆｅ）などの金属を担持したゼオライト系触媒として構成することができる。ＳＣＲ触媒３８は、リッチ雰囲気下で三元触媒３４およびＮＳＲ触媒３６において生成されたアンモニア（ＮＨ３）を吸着し、リーン雰囲気下では、吸着したＮＨ３を還元剤として用いて排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元する機能を有している。本明細書においてリーン雰囲気とは、理論空燃比の混合気の燃焼により得られる排気ガスの酸素濃度よりも高い酸素濃度の雰囲気を意味し、リッチ雰囲気とは、理論空燃比の混合気の燃焼により得られる排気ガスの酸素濃度よりも低い酸素濃度の雰囲気を意味する。なお、本発明の対象となる排気浄化触媒の構成は、ＳＣＲ触媒を備えて当該ＳＣＲ触媒にＮＨ３が供給されるようになっていれば、上述の構成に限られない。
【００２０】
さらに、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を制御する制御装置として、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０と、下記の各種アクチュエータを駆動するための駆動回路（図示省略）などを備えている。ＥＣＵ５０は、少なくとも入出力インターフェースとメモリと演算処理装置（ＣＰＵ）とを備え、内燃機関１０のシステム全体の制御を行うものである。入出力インターフェースは、内燃機関１０もしくはこれを搭載する車両に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、内燃機関１０が備える各種アクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられている。ＥＣＵ５０が信号を取り込むセンサには、上述したエアフローメータ１８および排気温度センサ４０に加え、クランク角度を検出するためのクランク角センサ５２、および、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ５４等のエンジン運転状態を取得するための各種センサが含まれる。上記センサには、車両の運転者が車両システムの起動およびその停止を行うためのイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）５６、および、車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するためのアクセルポジションセンサ５８も含まれる。ＥＣＵ５０が操作信号を出すアクチュエータには、上述したスロットルバルブ２２、燃料噴射弁２６、点火プラグ２８を利用する点火装置（図示省略）、およびＷＧＶ３２等のエンジン運転を制御するための各種アクチュエータが含まれる。メモリには、内燃機関１０を制御するための各種の制御プログラムおよびマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて各種アクチュエータの操作信号を生成する。
【００２１】
具体的には、ＥＣＵ５０は、まず、アクセルポジションセンサ５８によって計測されるアクセルペダルの踏み込み量に応じて内燃機関１０の要求トルクを算出する。そして、要求トルクと、クランク角センサ５２が出力する信号から計算される現在のエンジン回転速度とで規定されるエンジン運転領域に基づいて内燃機関１０の運転モードを決定し、決定した運転モードに従って各アクチュエータを操作する。ＥＣＵ５０によって選択される内燃機関１０の運転モードには、筒内空燃比を理論空燃比に制御して運転するストイキ燃焼運転モードと、筒内空燃比を理論空燃比よりも大きな（燃料リーンな）空燃比に制御して運転するリーン燃焼運転モードとが含まれる。
【００２２】
[実施の形態１のシステムの動作]
（ＳＣＲ触媒での水の吸着と脱離）
多孔性構造を有するＳＣＲ触媒３８は、ＮＨ３だけでなく、排気ガス中に含まれる水（Ｈ２Ｏ）をも吸着する特性を有している。より具体的には、ＳＣＲ触媒３８は、その温度（床温）が活性温度以上になっているときにはＮＨ３を有効に吸着する一方で、床温が活性温度未満であるときには水を吸着し易いという特性を有している。水がＳＣＲ触媒３８に吸着すると発熱反応が生じ、逆に、吸着していた水がＳＣＲ触媒３８から脱離（脱着）すると吸熱反応が生じる。
【００２３】
次に、ＳＣＲ触媒３８の床温が活性温度に向けて上昇していく暖機過程におけるＳＣＲ触媒３８での水の吸着と脱離について説明する。床温が所定温度（約５０℃）以下であるときには、水がＳＣＲ触媒３８に吸着する。その結果、実験結果によれば、ＳＣＲ流入ガス温度に対して床温が２５〜５０℃程度上昇する。ただし、ＳＣＲ触媒３８が水を吸着できる量には上限があるため、水の吸着量が上限に到達すると水の吸着は行われなくなる。その一方で、床温が上記所定温度以下であるときには、水の脱離は生じない。当該所定温度は、ＳＣＲ触媒３８の組成（より具体的には、ＳＣＲ触媒３８が備えるゼオライトの量、または、ＳＣＲ触媒３８に担持された金属の種類もしくは量等）に応じて変化する。
【００２４】
ＳＣＲ触媒３８の床温が上記所定温度を超えると、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していた場合にはその水の脱離が発生する。したがって、上記所定温度は、ＳＣＲ触媒３８からの水の脱離の開始温度であるといえる。そして、水の脱離に伴う吸熱反応によって、ＳＣＲ流入ガス温度の上昇の影響を受けずに床温がほぼ一定値を示す温度停滞が発生する。実験結果によれば、この温度停滞が生じたときの床温は、約５０〜１２０℃の温度範囲内の値となる。より具体的には、温度停滞が生じたときの床温は、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着する速度とＳＣＲ触媒３８から水が脱離する速度とのバランスによって上記温度範囲内の値として定まる。例えば、この温度停滞期間中に水の吸着と脱離とが並行して行われている場合には床温が高くなり、一方、温度停滞期間中に新たな水の吸着がない場合には床温が低くなる。また、温度停滞が生じたときの床温、および温度停滞期間の長短は、ＳＣＲ触媒３８の組成（ゼオライトの量など）によっても異なる。
【００２５】
ＳＣＲ触媒３８の床温が常用温度域（約２００℃である活性温度よりも高い温度域）では、水の吸着と脱離とによる発熱反応と吸熱反応はほとんど生じない。
【００２６】
（ＳＣＲ触媒の活性判定に伴うリーン燃焼運転の許可に関する課題）
エンジン始動後にＮＯｘの排出抑制に配慮しつつリーン燃焼運転を開始できるようにするためには、ＳＣＲ触媒の床温が活性温度に到達するタイミングを正確に把握しつつリーン燃焼運転を許可するタイミングを決定することが重要である。しかしながら、現実には、オンボードでＳＣＲ触媒の床温を直接計測するセンシング手法を構築することは難しい。このため、床温が活性温度に到達したか否かの判断は、ＳＣＲ流入ガス温度、もしくはＳＣＲ触媒から流出した排気ガスの温度（以下、「ＳＣＲ流出ガス温度」と称する）を利用して行うことが一般的である。また、上記の判断は、ＳＣＲ触媒の床温の推定値が活性温度に到達したか否かに基づいて行うことも考えられる。
【００２７】
上述のように、暖機過程におけるＳＣＲ触媒３８の床温は、ＳＣＲ触媒３８での水の吸着と脱離の影響を受ける。その結果、ＳＣＲ流入ガス温度がＳＣＲ触媒３８の活性温度よりも十分に高くなっていても、床温は温度停滞期間での一定値を示す状況があり得る。このような状況下では、ＳＣＲ流入ガス温度に基づいてＳＣＲ触媒３８の活性判断を行うことは難しい。また、ＳＣＲ触媒３８での吸熱反応は、水の脱離が完了するまで継続するものであり、水の脱離完了は、ＳＣＲ触媒３８の上流側の部位から下流側の部位に向けて進行していく。その結果、ＳＣＲ触媒３８の中央付近の部位では脱離完了に伴って既に温度が上昇していても、ＳＣＲ触媒３８の下流側の部位では未だ温度停滞期間の温度を保っているためにＳＣＲ流出温度も温度停滞期間の温度と同程度の温度となっている状況があり得る。このような状況下では、ＳＣＲ流出ガス温度に基づいてＳＣＲ触媒３８の活性判断を行うことは難しい。また、床温の推定値を利用する場合であっても、利用する推定手法が温度停滞を考慮したものとなっていないと、ＳＣＲ触媒３８の活性判断を適切に行うことは難しい。以上のことから、ＳＣＲ触媒３８での水の吸着と脱離が床温に与える影響が考慮されていないと、暖機過程における床温の挙動を適切に把握することは難しく、その結果、エンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているかどうかに関係なくリーン燃焼運転を許可するタイミングを適切に決定することは難しくなる。
【００２８】
（実施の形態１におけるリーン運転制御の概要）
本発明者らの鋭意研究により、エンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているか否かに応じて、ＳＣＲ触媒３８の床温が活性温度に向けて上昇していく暖機過程での床温の上がり方が変化することが分かった。以下、図２を参照して、より詳細に説明する。なお、ここでいう「エンジン始動時」とは、ＩＧスイッチ５６のＯＮに伴う車両の新たなトリップの開始（車両システムの起動）に伴ってエンジン始動が行われた時のことである。アイドリングストップ制御によるエンジン自動停止に伴うエンジン再始動時は、上記のエンジン始動時には含まれない。
【００２９】
図２は、ＳＣＲ触媒３８の床温が活性温度に向けて上昇していく暖機過程の動作を説明するためのタイムチャートである。図２は、同一条件の下で、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していない状態で内燃機関１０が始動した場合（以下、「ケース１」と称する）の動作と、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で内燃機関１０が始動した場合（以下、「ケース２」と称する）の動作とを比較して表した図である。ここでいう同一条件とは、始動時の機関温度（エンジン水温および油温等）が同じで、かつ、使用される内燃機関１０の運転パターンが同じとなる条件のことである。図２中に示す車速の波形は運転パターンの一例に相当する。図２中に示すＳＣＲ触媒３８の床温の波形は、ＳＣＲ触媒３８の前後方向および径方向の中心の温度の波形である。さらに付け加えると、図２は、常温（図２では、一例として２５℃）からの始動、つまり、始動後にＳＣＲ触媒３８で温度停滞が生じる温度範囲（約５０〜１２０℃）よりも低い温度からの始動に関する動作を示している。
【００３０】
図２に示すように、ケース１とケース２とでは、暖機過程における床温の挙動が異なり、これに伴い、ＳＣＲ流出ガス温度の挙動も異なっている。ＳＣＲ流入ガス温度は、ＳＣＲ触媒３８での水の吸着と脱離の影響を受けないので、ケース１とケース２との違いによる差は生じない。
【００３１】
まず、ケース１は、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していない状態で始動が行われたものであるため、始動後の時間経過とともにＳＣＲ触媒３８への水の吸着量がゼロから増えていき、水の吸着に伴う発熱反応によって床温が上昇していく。床温の上昇に伴ってＳＣＲ触媒３８の上流側の部位から水の脱離が開始し、脱離に伴う吸熱反応によって温度停滞期間が到来する。温度停滞期間中には、水の吸着量と脱離量とがバランスすることで水の吸着量が一定値を示す。一方、温度停滞期間中にＳＣＲ流入ガス温度が床温よりも高くなると、ＳＣＲ触媒３８に流入する排気ガスからＳＣＲ触媒３８に対して熱エネルギが投入され始める。積算投入エネルギの増加に伴って脱離量が吸着量を上回ると、吸着量が減少し始める。吸着量がゼロに近づくと（つまり、脱離がほとんど完了すると）、吸熱反応がほとんど生じなくなる。その結果、温度停滞期間が終了し、投入エネルギによって床温が活性温度に向けて再び上昇し始める。ＳＣＲ流出ガス温度は、床温の上昇に遅れて上昇し始める。なお、図２中に示す活性判定温度（一例として２００℃）は、本実施形態の制御では使用されずに、実施の形態３の制御で用いられるものである。
【００３２】
一方、ケース２のように、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で始動が行われた場合には、今回の始動時にＳＣＲ触媒３８に吸着される水の量が減少する。その結果、始動後の初期に水の吸着による発熱反応が生じにくくなる。その結果、発熱反応によってＳＣＲ触媒３８に与えられる熱量が少なくなるため、図２に示すように、ケース２では、ケース１と比べて、温度停滞が生じたときの床温が低くなるとともに、温度停滞の解消のためにより多くの時間を要することとなる。なお、ケース２を説明する上記の例は、ＳＣＲ触媒３８に水を吸着可能な部位が残されていた状態で今回の始動が行われた例を示している。この例よりも多くの水がＳＣＲ触媒３８に吸着している状態、例えば、仮にＳＣＲ触媒３８の水の吸着量が飽和している状態で始動が行われた場合には、今回の始動時にＳＣＲ触媒３８に水を吸着できなくなるため、吸着に伴う発熱反応は生じなくなる。その結果、この例では、上記の例と比べて、温度停滞が生じたときの床温がより低くなるとともに、温度停滞期間がより長くなる。
【００３３】
以上説明したように、ケース２では、車両の前回のトリップにおけるエンジン運転中にＳＣＲ触媒３８に吸着していた水の存在によって、吸着に伴う発熱が今回の始動後にケース１と比べて生じにくくなり、もしくは生じなくなる。その結果、ケース２では、ケース１と比べて温度停滞期間が長くなる。このため、ケース２では、ケース１と比べてＳＣＲ触媒３８が活性温度に到達するまでに要する時間が長くなる。この点に鑑みると、エンジン始動時のＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているか否かを考慮することなくリーン燃焼運転を許可するタイミングを一律に設定することは適切とはいえない。
【００３４】
そこで、本実施形態では、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で始動した場合には、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していない状態で始動した場合と比べて、リーン燃焼運転を許可するタイミング（以下、単に「リーン運転許可タイミング」と略することがある）を長くすることとした。
【００３５】
より具体的には、前回のトリップ中（車両システムの前回の起動中）にＳＣＲ触媒３８の床温が、当該ＳＣＲ触媒３８が活性している所定温度（所定の活性判定温度）以上に到達した状態（すなわち、ＳＣＲ触媒３８が完全に暖機している状態）でＩＧスイッチ５６に伴う内燃機関１０の運転停止がなされた場合には、ＳＣＲ触媒３８での水の脱離が完了した状態にあり、このため、ＳＣＲ触媒３８に水は吸着していないと判断することができる。そして、ＳＣＲ触媒３８での水の吸着と脱離は、ＳＣＲ触媒３８にガスの流れがない限り生じない。このため、前回のトリップ終了時に内燃機関１０の運転を停止してから次回のトリップ開始時に内燃機関１０を始動するまでの期間（ソーク期間）中には、ＳＣＲ触媒３８の雰囲気の温度および湿度が変化したとしても、その変化は水の吸着と脱離にほとんど影響を与えない。したがって、前回のトリップ終了時に内燃機関１０の運転が停止したときにＳＣＲ触媒３８に水が吸着していないと判断できる場合であれば、次回のトリップ開始に伴って内燃機関１０が始動するときにもＳＣＲ触媒３８に水が吸着していないと判断することができる。なお、ここでいうＳＣＲ触媒３８に水が吸着していない状態とは、水の分子が１つも吸着していないという程度で完全に水が存在していないことまでを要求するものではなく、ＳＣＲ触媒３８に水が実質的に吸着していない状態となっていることを意味する。
【００３６】
一方、前回のトリップ中にＳＣＲ触媒３８の床温が活性判定温度に到達していない状態でＩＧスイッチ５６に伴う内燃機関１０の運転停止がなされた場合については、本実施形態では、ＳＣＲ触媒３８には（より厳密には、ＳＣＲ触媒３８の少なくとも一部には）水が吸着していると判断することとした。そして、既述したように、ソーク期間中には、ＳＣＲ触媒３８の雰囲気の温度および湿度が変化したとしても、その変化は水の吸着と脱離にほとんど影響を与えない。したがって、前回のトリップ終了時に内燃機関１０の運転が停止したときにＳＣＲ触媒３８に水が吸着していると判断できる場合であれば、次回のトリップ開始に伴って内燃機関１０が始動するときにもＳＣＲ触媒３８に水が吸着していると判断することができる。なお、以下の明細書中においては、前回のトリップ中にＳＣＲ触媒３８の床温が活性判定温度に到達していない状態、すなわち、ＳＣＲ触媒３８の暖機が未完了な状態のことを、「半暖機状態」と称する。
【００３７】
本実施形態では、前提として、始動時点からの経過時間が所定のリーン運転許可時間に到達した時にリーン燃焼運転を許可するという手法を採用している。このように、リーン運転許可時間とは、エンジン始動後にリーン燃焼運転の実行を許可するリーン許可タイミングを決定するために用いられる時間である。本実施形態では、前回のトリップ終了時のＳＣＲ触媒３８の床温が活性判定温度以上か否かを判定し、その判定結果（すなわち、ＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態にあるか或いは半暖機状態にあるかの判定結果）をＥＣＵ５０に記憶させておくこととした。そのうえで、新たなトリップ開始に伴って内燃機関１０が始動する際に、前回のトリップ終了時のＳＣＲ触媒３８の暖機状態の記憶情報を読み出すようにした。そして、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であった場合に用いるリーン運転許可時間を、ＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であった場合に用いる値と比べて短くすることとした。
【００３８】
（実施の形態１における具体的処理）
図３は、リーン運転許可時間を決定するためにＥＣＵ５０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンの処理は、車両の新たなトリップの開始に伴うエンジン始動時に１回だけ起動されて実行されるものである。
【００３９】
図３に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、まず、ステップ１００において、前回のトリップ終了に伴うエンジン停止時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であったか或いは半暖機状態であったかを判定する。上述のように、本判定は、上記エンジン停止時にＳＣＲ触媒３８の床温が所定の活性判定温度（例えば、２００℃）に到達していたか否かに基づいて判断することができる。ＥＣＵ５０のメモリには、前回のトリップ終了時に行った暖機状態の判断結果がフラグとして記憶されている。本ステップ１００では、そのようなフラグを参照した判定が行われる。ＳＣＲ触媒３８の床温の推定値ＴＳＣＲは、一例として、次の数１の式を利用して、ＳＣＲ流入ガス温度ＴＩＮの一次遅れで算出することができる。
【数１】
2016089751.tif 000003
ただし、上記の式において、符号（ｉ）が付された値は今回値であり、符号（ｉ−１）が付された値は前回値である。Ｋは、重み付け係数である。ＳＣＲ触媒３８に流入する排気ガスの流量が多いほど、ＳＣＲ流入ガス温度の変化がより早く床温に反映されるようになる。このため、重み付け係数Ｋは、この排気ガスの流量に応じて可変にすることが好ましい。そこで、本実施形態では、重み付け係数Ｋは、この排気ガスの流量に比例する吸入空気量との関係で重み付け係数Ｋを定めたマップ（図示省略）を利用して算出されるようになっている。なお、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態にあったか或いは半暖機状態にあったかの判断は、推定床温を利用した上記の手法に限らず、例えば、前回のトリップ終了時の機関温度（エンジン水温もしくはエンジン油温など）が所定の判定値以上であったか否かに基づいて行われてもよい。
【００４０】
ステップ１００において前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であったと判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１０２に進み、リーン許可タイミングの決定のために用いるリーン運転許可時間として所定値Ａを選択する。所定値Ａは、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であった状況下において今回のトリップにてＳＣＲ触媒３８の床温が活性判定温度に到達するタイミングを判断するための始動時点からの経過時間として、事前に実験等によって決定された値である（図２参照）。この所定値Ａおよび下記の所定値Ｂは、ＳＣＲ触媒３８の暖機過程での内燃機関１０の運転パターンによらずに一律に使用される固定値である。
【００４１】
一方、ステップ１００において前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であったと判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１０４に進み、リーン運転許可時間として所定値Ｂを選択する。所定値Ｂは、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であった状況下において今回のトリップにてＳＣＲ触媒３８の床温が活性判定温度に到達するタイミングを判断するための始動時点からの経過時間として、事前に実験等によって決定された値であり、上記所定値Ａよりも長い時間として決定されている（図２参照）。
【００４２】
図４は、リーン運転許可タイミングを決定するためにＥＣＵ５０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは新たなトリップの開始に伴うエンジン始動時に図３に示すルーチンの実行直後に起動される。本ルーチンの処理は、リーン運転許可フラグがＯＮとされる時（リーン運転許可タイミング）が到来するまで、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００４３】
図４に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、まず、ステップ２００において、エンジン始動時点からの経過時間がリーン運転許可時間に到達したか否かを判定する。本ステップ２００において使用されるリーン運転許可時間は、図３に示すルーチンの処理によって決定された所定値ＡもしくはＢである。
【００４４】
ステップ２００の判定が不成立となる間は、ＥＣＵ５０は、ステップ２０２に進み、リーン運転許可フラグをＯＦＦに設定する。一方、ステップ２００の判定が成立した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０４に進み、リーン運転許可フラグをＯＮに設定する。
【００４５】
ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で始動したことに起因するＳＣＲ触媒３８の活性化の遅れを認識せずにリーン運転許可タイミングが上記所定値Ａを利用して一律に設定されていた場合には、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で始動したときに、ＳＣＲ触媒３８が活性化する前にリーン燃焼運転が開始されることになる。このことは、ＮＯｘ排出量の増加に繋がる。逆に、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態での始動にて床温が活性判定温度に到達するまでに要する時間（上記所定値Ｂ）を利用してリーン運転許可タイミングが一律に設定されていた場合には、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していない状態で始動したときに、ＳＣＲ触媒３８は既に活性化しているにもかかわらず、リーン燃焼運転の開始が遅れてしまうことになる。このことは、リーン燃焼運転の利用による燃費向上の観点で改善の余地を残す結果となる。
【００４６】
これに対し、以上説明した図３および図４に示すルーチンの処理によれば、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態にあった場合（すなわち、今回のトリップでのエンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着していると判断できる場合）には、ＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態にあった場合（すなわち、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していないと判断できる場合）と比べて、リーン運転許可タイミングが遅延されるようになる。これにより、エンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているか否かに応じてＳＣＲ触媒３８の床温の上がり方が異なる点を考慮して、リーン運転許可タイミングを適切に設定できるようになる。その結果、ＮＯｘの排出抑制に配慮しつつリーン燃焼運転による燃費向上を図ることができる。
【００４７】
なお、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が図３および図４に示すルーチンの一連の処理を実行することにより本発明における「リーン運転制御手段」が実現されている。
【００４８】
実施の形態２．
次に、図５〜図７を新たに参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
実施の形態２のシステム構成は、図１を参照して既述した実施の形態１のシステム構成と同じであるものとする。
【００４９】
［実施の形態２のシステムの動作］
（実施の形態２におけるリーン運転制御の概要）
図５は、本発明の実施の形態２においてリーン運転許可時間として用いられる所定値ＣおよびＤの設定を説明するためのタイムチャートである。図５に示す各動作の例自体は、図２に示したものと同じである。
【００５０】
上述した実施の形態１においては、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であったか或いは完全暖機状態であったかに応じて（すなわち、今回のトリップ開始に伴うエンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているか否かに応じて）、エンジン始動時点を起点とするリーン運転許可時間を変更することとしている。これに対し、本実施形態では、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であったか或いは完全暖機状態であったかに応じて、ＳＣＲ流入ガス温度がＳＣＲ触媒３８の活性判定温度に到達した時点を起点とするリーン運転許可時間を変更することを特徴としている。より具体的には、図５に示すように、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であった場合にリーン運転許可時間として用いる所定値Ｄは、ＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であった場合にリーン運転許可時間として用いる所定値Ｃと比べて大きくなるように設定されている。
【００５１】
（実施の形態２における具体的処理）
図６は、リーン運転許可時間を決定するためにＥＣＵ５０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンの起動条件は、図３に示すルーチンと同様である。
【００５２】
図６に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、ステップ１００において前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であったと判定した場合には、ステップ３００に進む。ステップ３００では、ＥＣＵ５０は、リーン許可タイミングの決定のために用いるリーン運転許可時間として所定値Ｃを選択する。所定値Ｃは、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であった状況下において今回のトリップでのエンジン始動後にＳＣＲ流入ガス温度がＳＣＲ触媒３８の活性判定温度に到達した時点からＳＣＲ触媒３８の床温が当該活性判定温度に到達するタイミングを判断するための上記時点からの経過時間として、事前に実験等によって決定された値である（図５参照）。この所定値Ｃおよび下記の所定値Ｄは、ＳＣＲ触媒３８の暖機過程での内燃機関１０の運転パターンによらずに一律に使用される固定値である。
【００５３】
一方、ステップ１００において前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であったと判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ３０２に進み、リーン運転許可時間として所定値Ｄを選択する。所定値Ｄは、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であった状況下において今回のトリップでのエンジン始動後にＳＣＲ流入ガス温度が上記活性判定温度に到達した時点からＳＣＲ触媒３８の床温が当該活性判定温度に到達するタイミングを判断するための上記時点からの経過時間として、事前に実験等によって決定された値であり、上記所定値Ｃよりも長い時間として決定されている（図５参照）。
【００５４】
図７は、リーン運転許可タイミングを決定するためにＥＣＵ５０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンの起動条件は、図４に示すルーチンと同様である。
【００５５】
図７に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、まず、ステップ４００において、排気温度センサ４０を用いて計測されるＳＣＲ流入ガス温度がＳＣＲ触媒３８の活性判定温度に到達したか否かを判定する。その結果、本判定が不成立となる間は、ＥＣＵ５０は、ステップ２０２に進み、リーン運転許可フラグをＯＦＦに設定する。
【００５６】
一方、ステップ４００の判定が成立した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ４０２に進み、ＳＣＲ流入ガス温度が活性判定温度に到達した時点からの経過時間がリーン運転許可時間に到達したか否かを判定する。本ステップ４００において使用されるリーン運転許可時間は、図６に示すルーチンの処理によって決定された所定値ＣもしくはＤである。
【００５７】
ステップ４０２の判定が不成立となる間は、ＥＣＵ５０は、ステップ２０２に進み、リーン運転許可フラグをＯＦＦに設定する。一方、ステップ４０２の判定が成立した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０４に進み、リーン運転許可フラグをＯＮに設定する。
【００５８】
以上説明した図６および図７に示すルーチンの処理によっても、実施の形態１の処理と同様に、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態にあった場合には、ＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態にあった場合と比べて、リーン運転許可タイミングが遅延されるようになる。これにより、基本的に実施の形態１と同様の効果を奏することができる。そのうえで、本実施形態では、ＳＣＲ流入ガス温度を起点としてリーン運転許可時間が設けられていることで、次のような効果が得られる。すなわち、実施の形態１の手法によれば、エンジン始動時点を起点としているため、暖機過程での運転パターンの違いによってＳＣＲ流入ガス温度の上がり方が変化すること（つまり、ＳＣＲ触媒３８への熱量の与えられ方が変化すること）に伴って床温の上がり方が変化することを考慮して、リーン運転許可時間に余裕を持たせる必要がある。これに対し、本実施形態の手法によれば、暖機過程での運転パターンの違いによるＳＣＲ流入ガス温度の上がり方の変化の影響を受けずに、リーン運転許可時間を実施の形態１と比べてより適切に設定できるようになる。具体的には、例えば、始動後のＳＣＲ流入ガス温度の上昇が早い運転がなされた場合には、ＳＣＲ触媒３８が活性判定温度に到達するタイミングが早くなる。この場合にも、実施の形態１の手法だとリーン運転許可タイミングは変化しないが、本実施形態の手法によれば、ＳＣＲ流入ガス温度の早期上昇に伴ってリーン運転許可タイミングが早くなる。その結果、リーン燃焼運転の実施が早められるので燃費向上機会を増やすことができる。
【００５９】
なお、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が図６および図７に示すルーチンの一連の処理を実行することにより本発明における「リーン運転制御手段」が実現されている。
【００６０】
実施の形態３．
次に、図８〜図１０を新たに参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
実施の形態３のシステム構成も、図１を参照して既述した実施の形態１のシステム構成と同じであるものとする。
【００６１】
［実施の形態３のシステムの動作］
（実施の形態３におけるリーン運転制御の概要）
実施の形態３の制御は、ＳＣＲ流入ガス温度に基づく床温の推定値が活性判定温度に到達したときにリーン燃焼運転を許可することを前提としている。そのうえで、ＳＣＲ流入ガスからＳＣＲ触媒３８に投入される熱量の積算値である積算投入エネルギが所定の温度停滞完了判定値に到達するまでの期間は、温度停滞期間であるとしてみなし、この期間中の床温の推定値は、事前に決定された一定値を保つものとして実際の床温の挙動（図８参照）を模擬することとしている。
【００６２】
図８は、本発明の実施の形態３において温度停滞完了判定値として用いられる所定値ＥおよびＦの設定を説明するためのタイムチャートである。図８に示す各動作の例自体は、図２に示したものと同じである。
【００６３】
本実施形態では、積算投入エネルギが温度停滞完了判定値よりも大きくなったときに温度停滞期間が終了するものとしている。温度停滞期間が終わると、上述した床温の推定値の模擬が終了され、その後の床温の推定は、再びＳＣＲ流入ガス温度に基づいて行われる。その結果、ＳＣＲ流入ガス温度の上昇に対する遅れを伴って床温の推定値が増加していくことになる。このような推定手法によれば、リーン運転許可タイミングの決定に用いる床温の推定値を、図８中に示す実際の床温と同じような傾向で算出できるようになる。
【００６４】
本実施形態では、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であったか或いは完全暖機状態であったかに応じて、温度停滞完了判定値が変更される。より具体的には、図８に示すように、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であった場合に温度停滞完了判定値として用いる所定値Ｆは、ＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であった場合にリーン運転許可時間として用いる所定値Ｅと比べて大きくなるように設定されている。
【００６５】
前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であった場合には、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で今回のトリップ開始に伴ってエンジン始動が行われることになる。この場合には、既述したように、今回のエンジン始動後に水の吸着に起因する発熱反応が少なくなる或いはないため、温度停滞期間を抜けるために必要とされる積算投入エネルギは、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であった場合と比べて多くなる。所定値ＥおよびＦの上記設定が採用されていることで、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であった場合には、ＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であった場合と比べて、積算投入エネルギが温度停滞完了判定値に到達するタイミングが遅くなる。その結果、ＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であった場合には、ＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であった場合と比べて、床温が一定値で模擬される期間（すなわち、温度停滞期間）が長くなるように床温の推定を行うことができる。これにより、エンジン始動時のＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているか否かに応じた温度停滞期間の変化を考慮して、暖機過程での床温をより正確に推定できるようになる。より具体的には、温度停滞期間の長短を反映した形で床温を推定できるようになることで、水の吸着の有無による床温の上がり方の違い（図８参照）を床温の推定値に適切に反映させられるようになる。そして、このようにして推定される床温を用いてＳＣＲ触媒３８の活性判定を行うことにより、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で始動した場合のリーン運転許可タイミングを、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していない状態で始動した場合と比べて遅らせるという作用を得ることができる。
【００６６】
（実施の形態３における具体的処理）
図９は、温度停滞完了判定値を決定するためにＥＣＵ５０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンの起動条件は、図３に示すルーチンと同様である。
【００６７】
図９に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、ステップ１００において前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であったと判定した場合には、ステップ５００に進む。ステップ５００では、ＥＣＵ５０は、温度停滞完了判定値として所定値Ｅを設定する。所定値Ｅは、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であった状況下において今回のトリップでのエンジン始動後に温度停滞期間を抜けるときの積算投入エネルギを判断可能な値として、事前に実験等によって決定された値である（図８参照）。この所定値Ｅと下記の所定値Ｆは、ＳＣＲ触媒３８の暖機過程での内燃機関１０の運転パターンによらずに一律に使用される固定値である。
【００６８】
一方、ステップ１００において前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であったと判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ５０２に進み、温度停滞完了判定値として所定値Ｆを設定する。所定値Ｆは、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であった状況下において今回のトリップでのエンジン始動後に温度停滞期間を抜けるときの積算投入エネルギを判断可能な値として、事前に実験等によって決定された値であり、上記所定値Ｅよりも大きな値として決定されている（図８参照）。
【００６９】
図１０は、リーン運転許可タイミングを決定するためにＥＣＵ５０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンの起動条件は、図４に示すルーチンと同様である。
【００７０】
図１０に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、まず、ステップ６００において、積算投入エネルギＱが温度停滞完了判定値よりも大きいか否かを判定する。エンジン始動時の初回の積算投入エネルギＱの値はゼロであり、後述のステップ６０４の処理によって投入エネルギの積算が進むことで積算投入エネルギＱの値が大きくなっていく。本ステップ６００において使用される温度停滞完了判定値は、図９に示すルーチンの処理によって決定された所定値ＥもしくはＦである。
【００７１】
ステップ６００の判定が不成立となる場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ６０２に進み、ＳＣＲ触媒３８の床温の推定値を所定の一定値に設定する。この一定値は、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していない状態で始動した場合の温度停滞期間中の床温と、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で始動した場合の温度停滞期間中の床温との間に位置する値となるように設定される。本実施形態では、上記の一定値は、上記の２つの床温の中間値とされている。これらの床温の値は、ＳＣＲ触媒３８の組成に応じて変化する。このため、上記の一定値は、使用するＳＣＲ触媒３８の組成を考慮して決定されており、一例として６０℃が用いられている。
【００７２】
次に、ＥＣＵ５０は、ステップ６０４に進み、ＳＣＲ流入ガス温度ＴＩＮに基づいて始動後の投入エネルギの積算値である積算投入エネルギＱを算出（更新）する。積算投入エネルギＱは、次の数２の式に従って算出される。なお、数２の式中の６０℃は、ステップ６０２における一定値に対応している。ＳＣＲ触媒３８への熱量の投入は、ＳＣＲ流入ガス温度が上記一定値（すなわち、温度停滞期間中の床温の推定値）よりも高くなってから開始される。このため、数２の式では、ＳＣＲ流入ガス温度ＴＩＮが６０℃になってから投入エネルギの積算が開始されるようになっている。そして、本ルーチンの制御周期毎に積算が進んでいく。
【数２】
2016089751.tif 000004
ただし、上記の式において、αは、熱伝達係数である。熱伝達係数αは、ＳＣＲ触媒３８に流入する排気ガスの流量によって変化する。このため、熱伝達係数αは、この排気ガスの流量に応じて可変されることが好ましい。そこで、本実施形態では、熱伝達係数αは、この排気ガスの流量と比例関係にある吸入空気量との関係で熱伝達係数αを定めたマップ（図示省略）を利用して算出される。
【００７３】
ステップ６０４において積算投入エネルギＱを算出した後には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０２に進み、リーン運転許可フラグをＯＦＦに設定する。一方、積算投入エネルギＱが温度停滞完了判定値に到達したことに伴ってステップ６００の判定が成立する場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ６０６に進む。ステップ６０６では、床温の推定手法として、ＳＣＲ流入ガス温度ＴＩＮを利用した推定手法（数１の式を利用する手法）が選択される。
【００７４】
次に、ＥＣＵ５０は、ステップ６０８に進み、ステップ６０６にて推定された床温ＴＳＣＲが活性判定温度よりも高いか否かを判定する。その結果、本ステップ６０８の判定が不成立となる間は、ＥＣＵ５０は、ステップ２０２に進み、リーン運転許可フラグをＯＦＦに設定する。一方、ステップ６０８の判定が成立した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０４に進み、リーン運転許可フラグをＯＮに設定する。
【００７５】
以上説明した図９および図１０に示すルーチンの処理によっても、実施の形態１および２の処理と同様に、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態にあった場合には、ＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態にあった場合と比べて、リーン運転許可タイミングが遅延されるようになる。これにより、基本的に実施の形態１と同様の効果を奏することができる。そのうえで、本実施形態では、積算投入エネルギＱが水の吸着の有無に応じて異なる温度停滞完了判定値を超えるまでは、温度停滞期間の床温として想定される値で床温の推定値が一定とされる。これにより、エンジン始動時のＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているか否かに応じた温度停滞期間の変化を考慮して、暖機過程での床温をより正確に推定できるようになる。その結果、実施の形態２の手法と比べても、リーン運転許可時間をより適切に設定できるようになるといえる。その理由は、実施の形態２の手法では、ＳＣＲ流入ガス温度がＳＣＲ触媒３８の活性判定温度に到達した後については、運転パターンの違いによらずにリーン運転許可時間（所定値ＣまたはＤ）を利用して一律でリーン運転許可タイミングを決定することになる。これに対し、本実施形態の手法では、温度停滞期間を抜けた後の床温がＳＣＲ流入ガス温度に基づいて推定され、推定された床温が活性判定温度に到達したときがリーン運転許可タイミングとなる。このため、暖機過程での運転パターンの違いによらずに、リーン運転許可時間をさらに適切に設定できるようになるといえる。
【００７６】
なお、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が図９および図１０に示すルーチンの一連の処理を実行することにより本発明における「リーン運転制御手段」が実現されている。
【００７７】
ところで、上述した実施の形態３においては、図１０に示すように、積算投入エネルギＱを利用して、エンジン始動時のＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているか否かに応じた温度停滞期間の変化を考慮しつつ暖機過程での床温を推定し、推定した床温が活性判定温度に到達したときにリーン燃焼運転を許可することとしている。これにより、上述のように、暖機過程での床温を水の吸着の有無によらずに正確に推定できるようになる。しかしながら、積算投入エネルギＱを利用したリーン運転許可タイミングの決定手法としては、例えば、以下に図１１を参照して示すように床温推定を伴わない簡易的なものが用いられていてもよい。
【００７８】
図１１は、本発明の実施の形態３の変形例としてのリーン運転許可タイミングの決定手法を表したルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンの起動条件は、図１０に示すルーチンと同様である。
【００７９】
図１１に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、まず、ステップ７００において、積算投入エネルギＱが活性温度判定値よりも大きいか否かを判定する。ステップ７００の処理とステップ６００の処理との違いは、温度停滞完了判定値（所定値ＥもしくはＦ）に代えて、活性温度判定値（所定値Ｅ’もしくはＦ’）が使用されることにある。
【００８０】
所定値Ｅ’は、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であった状況下において今回のトリップでのエンジン始動後にＳＣＲ触媒３８が活性判定温度に到達するタイミングを判断可能とするための積算投入エネルギの値として、事前に実験等によって決定された値である（図８参照）。所定値Ｆ’は、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が半暖機状態であった状況下において今回のトリップでのエンジン始動後にＳＣＲ触媒３８が活性判定温度に到達するタイミングを判断可能とするための積算投入エネルギの値として、事前に実験等によって決定された値であり、上記所定値Ｅ’よりも大きな値として決定されている（図８参照）。これらの所定値Ｅ’およびＦ’は、ＳＣＲ触媒３８の暖機過程での内燃機関１０の運転パターンによらずに使用される固定値である。なお、所定値Ｅ’と所定値Ｆ’のどちらを用いるかについては、図９に示すルーチンと同様のルーチンを実行することで決定することができる。
【００８１】
ステップ７００の判定が不成立となる場合、つまり、ＳＣＲ触媒３８が未だ活性判定温度に到達していないと判断できる場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ６０４に進み、積算投入エネルギＱを算出（更新）する。次いで、ＥＣＵ５０は、ステップ２０２に進み、リーン運転許可フラグをＯＦＦに設定する。
【００８２】
一方、ステップ７００の判定が成立する場合、つまり、ＳＣＲ触媒３８が活性判定温度に到達したと判断できる場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０４に進み、リーン運転許可フラグをＯＮに設定する。
【００８３】
実施の形態４．
次に、図１２〜１５を新たに参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
［実施の形態４のシステムの構成］
図１２は、本発明の実施の形態４に係る内燃機関６０のシステム構成を概略的に説明するための図である。本実施形態のシステムは、排気温度センサ６２を追加的に備えている点を除き、実施の形態１のシステムと同様に構成されている。排気温度センサ６２は、ＳＣＲ流出ガス温度を計測するために、ＳＣＲ触媒３８よりも下流側の排気通路１４に配置されている。排気温度センサ６２は、ＥＣＵ５０に電気的に接続されている。
【００８４】
［実施の形態４のシステムの動作］
（実施の形態４におけるリーン運転制御の概要）
上述した実施の形態１〜３においては、ＳＣＲ触媒３８の床温が活性判定温度以上である状態（すなわち、完全暖機状態）で前回のトリップの終了時にエンジン運転が停止されていた場合には、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していない状態で今回のエンジン始動が行われたと判断し、ＳＣＲ触媒３８の床温が活性判定温度未満である状態（すなわち、半暖機状態）で前回のトリップの終了時にエンジン運転が停止されていた場合には、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で今回のエンジン始動が行われたと判断している。これに対し、本実施形態では、上記の判断を行う機能を、排気温度センサ６２により計測されるＳＣＲ流出ガス温度を利用して実現している点に特徴を有している。
【００８５】
図１３は、本発明の実施の形態４のリーン運転制御の特徴を説明するためのタイムチャートである。図１３に示す各動作の例自体は、図２に示したものと同じである。
【００８６】
本実施形態では、リーン運転許可タイミングを決定するための手法自体は、実施の形態３と同じものが使用される。実施の形態３に対する実施の形態４の違いは、温度停滞完了判定値として所定値ＥもしくはＦを選択する手法にある。すなわち、本実施形態では、前回のトリップの終了時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態にあったか或いは半暖機状態にあったかではなく、エンジン始動後のＳＣＲ流出ガス温度の挙動に基づいて所定値ＥおよびＦのどちらを選択するのかが決定される。
【００８７】
上記の選択のために、ＳＣＲ流出ガス温度の所定値Ｇが使用される。所定値Ｇは、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していない状態で始動した場合の温度停滞期間中の床温と、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で始動した場合の温度停滞期間中の床温との間に位置する値となるように設定される。この２つの床温の数値は、採用するＳＣＲ触媒３８の組成によって異なるが実験等によって求めることができる。このため、実験等で求めた２つの床温の間に位置する値として所定値Ｇを決定することができる。図１３に示す一例では、所定値Ｇは、２つの床温の中間値となるように設定されている。
【００８８】
既述したように、温度停滞期間中の床温は、水が吸着していない状態で始動した場合の方が、水が吸着している状態で始動した場合よりも高くなる。そして、図１３に示すように、温度停滞期間中は、ＳＣＲ流出ガス温度が床温とほぼ同じ値を示す。したがって、エンジン始動後の初期（より具体的には、ＳＣＲ流出ガス温度が床温とともに停滞する時期）にＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇよりも高ければ、今回の始動中にＳＣＲ触媒３８への水の吸着に伴う発熱反応が生じていると判断することができる。逆に、同時期のＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇよりも低い場合には、発熱反応が生じていないと判断することができる。つまり、このような手法によって、今回のエンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているか否かを判断することができる。
【００８９】
そこで、本実施形態では、エンジン始動後にＳＣＲ流出ガス温度を継続的に監視し、ＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇよりも低い間は温度停滞完了判定値として所定値Ｆが選択され、一方、始動後にＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇを超えた場合には温度停滞完了判定値として所定値Ｅが選択されるようにした。図１３に示すように、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で始動した場合であれば、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していない状態で始動した場合に温度停滞期間を抜けるタイミングよりも遅いタイミングまで、ＳＣＲ流出ガス温度は所定値Ｇ未満の温度で推移する。このため、この場合には、積算投入エネルギが実際に所定値Ｆと同じ値に到達するタイミングまで、上記の処理によって所定値Ｆが選択され続ける結果となる。一方、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着していない状態で始動した場合であれば、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態で始動した場合に温度停滞期間を抜けるタイミングよりも早いタイミングで、ＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇを上回る。その結果、温度停滞完了判定値は、所定値Ｆから所定値Ｅに変更される。このため、この場合には、所定値Ｅが選択された状態で、積算投入エネルギが実際に所定値Ｅと同じ値に到達することになる。以上のことから、上記の処理によれば、今回のエンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているか否かに応じて温度停滞完了判定値を所定値ＥもしくはＦを選択できるようになる。
【００９０】
ここで、車両の使用態様によっては、エンジン始動直後のＳＣＲ流出ガス温度が、ＳＣＲ触媒３８にて水の吸着と脱離が行われないような高い温度となることがある。このような例としては、ＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態であった状態で前回のトリップが終了し、その後に短いソーク期間を経たうえで新たなトリップが開始して内燃機関１０が再び始動する状況が考えられる。このような場合には、上述した床温の停滞が起こらないため、始動後の初期に床温の推定値を一定値で模擬する必要がなくなる。そこで、本実施形態では、エンジン始動後のＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｈよりも高い場合には、温度停滞完了判定値をゼロに設定することとした。所定値Ｈは、ＳＣＲ触媒３８にて吸着と脱離とが生じない温度の下限値に所定の余裕代を持たせた値として事前に設定される値である。このような処理によれば、積算投入エネルギＱがゼロから増加に転じた際に、直ちに床温の推定値を一定値で模擬する処理が終了するようにすることができる。その結果、ＳＣＲ流入ガス温度に基づく床温の推定が速やかに開始されることになる。これにより、この場合には不必要な温度停滞の模擬が行われないために、床温の推定値がより早く活性判定温度に到達し、リーン燃焼運転の許可をより早く行えるようになる。
【００９１】
図１４は、本発明の実施の形態４において用いられる温度停滞完了判定値とＳＣＲ流出ガス温度との関係をまとめた図である。以上説明した本実施形態の制御によれば、図１４に示すように、エンジン始動後のＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇ未満である場合には、温度停滞完了判定値として所定値Ｆが選択される。ＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇ以上であって所定値Ｈ以下である場合には、温度停滞完了判定値として所定値Ｅが選択される。そして、ＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｈよりも高い場合には、温度停滞完了判定値としてゼロが使用される。
【００９２】
温度停滞が生じるときの床温は、既述したように、ＳＣＲ触媒３８に水が吸着する速度とＳＣＲ触媒３８から水が脱離する速度とのバランスによって上記温度範囲（約５０〜１２０℃）内の値として定まる。また、温度停滞が生じたときの床温は、ＳＣＲ触媒３８の組成（ゼオライトの量など）によっても異なる。より具体的には、実験結果によれば、ＳＣＲ触媒３８に水が十分に吸着している状態で始動した場合には、温度停滞が生じたときの温度は５０〜７０℃であった。また、前回のトリップ終了時にＳＣＲ触媒３８が完全暖機状態で停止した後にエンジン始動が行われた場合のように、ＳＣＲ触媒３８に水が（実質的に）吸着していない状態で始動した場合には、温度停滞が生じたときの温度は８０〜１２０℃であった。そこで、採用するＳＣＲ触媒３８の組成を考慮して、所定値Ｇを５０℃以上１００℃以下の範囲内の値に設定し、所定値Ｈを１００℃以上１５０℃以下の範囲内の値に設定することとすれば、エンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているか否かについての実用的な判断を行えるようになる。
【００９３】
（実施の形態４における具体的処理）
図１５は、温度停滞完了判定値を決定するためにＥＣＵ５０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは新たなトリップの開始に伴うエンジン始動時に起動される。本ルーチンの処理は、本ルーチンの処理に続いて毎回実行される図１０に示すルーチンにおいてリーン運転許可フラグがＯＮとされる時（リーン運転許可タイミング）が到来するまで、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００９４】
図１５に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、まず、ステップ８００において、ＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｈよりも高いか否かを判定する。その結果、本判定が成立する場合、つまり、床温の停滞は生じないと判断できる場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ８０２に進み、温度停滞完了判定値をゼロに設定する。ＥＣＵ５０は、ステップ８０２の処理を実行した後には、図１０に示すルーチンのステップ６００に進む。ＥＣＵ５０は、ステップ５００または５０２の処理を実行した後にも同様にステップ６００に進む。
【００９５】
一方、ステップ８００の判定が不成立となる場合、つまり、床温の停滞が生じると判断できる場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ８０４に進む。ステップ８０４では、ＥＣＵ５０は、ＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇよりも低いか否かを判定する。その結果、本判定が成立する場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ５０２に進み、温度停滞完了判定値として所定値Ｆを設定する。本判定が不成立となる場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ５００に進み、温度停滞完了判定値として所定値Ｅを設定する。
【００９６】
以上説明した図１５に示すルーチンを実施の形態３の図１０に示すルーチンと組み合わせて実行させることで、エンジン始動後のＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇ未満の温度で推移しつつ温度停滞期間が完了する場合には、エンジン始動後のＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇ以上になった後に温度停滞期間が完了する場合と比べて、リーン運転許可タイミングが遅延されるようになる。このように、本実施形態の手法によっても、エンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているかどうかに関係なく、リーン運転許可タイミングを適切に設定できるようになる。
【００９７】
なお、上述した実施の形態４においては、ＥＣＵ５０が図１５および図１０に示すルーチンの一連の処理を実行することにより本発明における「リーン運転制御手段」が実現されている。また、所定値Ｇが本発明における「第１所定値」に、所定値Ｈが本発明における「第２所定値」に、それぞれ相当している。
【００９８】
ところで、上述した実施の形態４の制御は、ＳＣＲ流出ガス温度を利用してエンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているか否かを判断する手法と、実施の形態３のリーン運転許可タイミングの決定手法とを組み合わせたものであるといえる。しかしながら、ＳＣＲ流出ガス温度を利用した判断手法は、実施の形態３ではなく実施の形態１または２のリーン運転許可タイミングの決定手法と組み合わせてもよい。具体的には、実施の形態１または２の手法と組み合わせる場合のＳＣＲ流出ガス温度を利用した判断手法は、例えば、次のようなものであってもよい。すなわち、エンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態および吸着していない状態のどちらの場合であっても温度停滞期間中であるといえるタイミングを事前に実験等を行って決定しておく。そのうえで、エンジン始動後に上記タイミングでのＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇ未満である場合には、リーン運転許可時間として所定値Ｂ（実施の形態１の場合）または所定値Ｄ（実施の形態２の場合）を選択し、逆に、上記タイミングでのＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇ以上である場合には、リーン運転許可時間として所定値Ａ（実施の形態１の場合）または所定値Ｃ（実施の形態２の場合）を選択するようにする。このような手法によっても、エンジン始動後のＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇ未満の温度で推移しつつ温度停滞期間が完了する場合には、エンジン始動後のＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇ以上になった後に温度停滞期間が完了する場合と比べて、リーン運転許可タイミングが遅延されるようになるといえる。また、エンジン始動直後のＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｈよりも高い場合には、所定値Ａ（もしくは所定値Ｃ）よりも短い時間をリーン運転許可時間として設定するようにしてもよい。
【００９９】
また、図１６は、ＳＣＲ流出ガス温度に基づく温度停滞完了判定値の設定手法の変形例を説明するための図である。実施の形態４では、ＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｇ未満であるか否かに応じて温度停滞完了判定値として所定値ＦもしくはＥを選択し、ＳＣＲ流出ガス温度が所定値Ｈよりも高いか否かに応じて温度停滞完了判定値としてゼロもしくはＥを選択するようにしている。ここで、エンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着している状態の中には、ＳＣＲ触媒３８の全体に水が吸着している場合と、ＳＣＲ触媒３８の一部に水が吸着している場合とがある。一部に水が吸着している場合には、エンジン始動時に新たに水を吸着する部位が残されているので、その部位での発熱分だけ、全体に水が吸着している場合と比べて温度停滞期間中の床温が高くなり、温度停滞期間を抜けるタイミングも早くなる。そこで、図１６に示すように、１点の温度（所定値Ｇ）を境に切り替えて所定値ＦもしくはＥを用いるのではなく、ＳＣＲ流出ガス温度が高いほど、所定値Ｆから所定値Ｅの間で連続的に値が小さくなるように温度停滞完了判定値を設定してもよい。これにより、始動後に床温とともに停滞しているＳＣＲ流出ガス温度が高いほど（つまり、エンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に吸着している水の量が少ないほど）、リーン運転許可タイミングが早めることができるようになる。また、同様に、１点の温度（所定値Ｈ）を境に切り替えて所定値Ｅもしくはゼロを用いるのではなく、ＳＣＲ流出ガス温度が高いほど、所定値Ｅからゼロの間で連続的に値が小さくなるように温度停滞完了判定値を設定してもよい。
【０１００】
（各実施形態のリーン運転制御の結果として変化するリーン燃焼運転の開始時期について）
ところで、上述した実施の形態１〜４においては、リーン運転許可タイミングの決定手法として３通りの手法について説明した。１つ目の手法は、実施の形態１で説明したように、エンジン始動時間からの経過時間を所定のリーン運転許可時間（所定値ＡまたはＢ）と比較してリーン運転許可タイミングを決定するものである。２つ目の手法は、実施の形態２で説明したように、ＳＣＲ流入ガス温度がＳＣＲ触媒３８の活性判定温度に到達した時点からの経過時間を所定のリーン運転許可時間（所定値ＣまたはＤ）と比較してリーン運転許可タイミングを決定するものである。３つ目の手法は、実施の形態３（および４）で説明したように、積算投入エネルギが温度停滞完了判定値（所定値ＥまたはＦ）に到達するまでは推定値を一定値とするという処理を伴いつつ推定される床温を活性判定温度と比較してリーン運転許可タイミングを決定するものである。エンジン始動時にＳＣＲ触媒３８に水が吸着しているか否かに応じてリーン運転許可タイミングを切り替えるために上記の３通りの何れの手法を利用した場合であっても、リーン燃焼運転の開始時期がＳＣＲ触媒３８への水の吸着の有無に応じて（すなわち、ケース１であるかケース２であるかに応じて）変更されたことを、以下に説明するように把握することができる。
【０１０１】
まず、１つ目の実施の形態１の手法について説明する。リーン運転許可タイミングが到来してリーン燃焼運転の実行が許可された時にエンジン運転領域がリーン燃焼運転モードを要求する運転領域であった場合には、速やかにリーン燃焼運転が開始されることになる。したがって、この場合であれば、実施の形態１の手法によってケース２のリーン運転許可タイミングがケース１のリーン運転許可タイミングよりも遅延されることを受けて、リーン燃焼運転の開始時期についてもケース２の方がケース１よりも確実に遅くなる。一方、リーン燃焼運転の実行が許可された時にエンジン運転領域がストイキ燃焼運転モードを要求する運転領域であった場合には、その後にリーン燃焼運転モードを要求する運転領域に移行した時に速やかにリーン燃焼運転が開始されることになる。この場合であっても、エンジン始動時点からリーン燃焼運転開始までの期間中は同一の運転パターンで内燃機関１０が運転されるという条件の下での比較であれば、リーン燃焼運転モードが要求されるタイミングはケース１とケース２のどちらの場合でも同じとなる。その結果、この場合においても、本実施形態のリーン運転制御の採用の結果として、リーン燃焼運転の開始時期は、ケース２の方がケース１よりも確実に遅くなる。
【０１０２】
次に、２つ目の実施の形態２の手法について説明する。この手法が用いられている場合には、運転パターンが変わると、ＳＣＲ流入ガス温度の上がり方が変化するので、リーン運転許可タイミングが異なるものとなる。しかしながら、この手法が用いられている場合であっても、エンジン始動時点からリーン燃焼運転開始までの期間中は同一の運転パターンで内燃機関１０が運転されるという条件の下での比較であれば、本実施形態のリーン運転制御の採用の結果として、リーン燃焼運転の開始時期は、ケース２の方がケース１よりも確実に遅くなる。
【０１０３】
次に、３つ目の実施の形態３の手法について説明する。この手法が用いられている場合には、運転パターンが変わると、ＳＣＲ触媒３８への熱エネルギの与えられ方が変化するので、リーン運転許可タイミングが異なるものとなる。しかしながら、この手法が用いられている場合であっても、エンジン始動時点からリーン燃焼運転開始までの期間中は同一の運転パターンで内燃機関１０が運転されるという条件の下での比較であれば、本実施形態のリーン運転制御の採用の結果として、リーン燃焼運転の開始時期は、ケース２の方がケース１よりも確実に遅くなる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０、６０  内燃機関
１２  吸気通路
１４  排気通路
１８  エアフローメータ
２０  ターボ過給機
２２  スロットルバルブ
２４  燃焼室
２６  燃料噴射弁
２８  点火プラグ
３２  ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）
３４  三元触媒
３６  吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＳＲ触媒）
３８  選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）
４０、６２  排気温度センサ
５０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５２  クランク角センサ
５４  水温センサ
５６  ＩＧスイッチ
５８  アクセルポジションセンサ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2016089751.tif 000016
【図１３】
2016089751.tif 000017
【図１４】
2016089751.tif 000018
【図１５】
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【図１６】
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