(57)【要約】【課題】硫黄成分が含まれる燃料が使用された内燃機関においても、燃費の向上を図ることができる内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】燃料中の硫黄成分濃度を検出し、硫黄成分濃度が所定値（α）以上であれば、希薄燃焼運転を継続しつつ、点火時期遅角を行う。さらに点火時期遅角によるトルク変動を抑制するために、希薄燃焼運転を継続しつつ、目標空燃比をリッチ側に変更する。【選択図】図９
2009047068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の目標空燃比をリーン空燃比とする希薄燃焼運転を行うように前記内燃機関を制御する希薄燃焼手段と、
前記希薄燃焼手段による前記内燃機関の前記希薄燃焼運転中に、前記内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいてＮＯｘの発生量を抑制するように前記内燃機関を制御するＮＯｘ抑制手段と、
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ＮＯｘ抑制手段は、前記内燃機関から排出されるＮＯｘの発生量を抑制する点火時期遅角制御を行う、
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ＮＯｘ抑制手段は、前記内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量に基づいて、ＮＯｘの発生量を抑制するように前記内燃機関を制御する、
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４】
前記ＮＯｘ抑制手段は、前記内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量が大きいほど、ＮＯｘの発生量が小さくなるように前記内燃機関を制御する、
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５】
前記ＮＯｘ抑制手段は、前記内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量が所定値以上である場合には、ＮＯｘの発生量を抑制するように前記内燃機関を制御する、
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６】
前記ＮＯｘ抑制手段は、前記内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量に基づいて、点火時期遅角量を決めて点火時期遅角制御を行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記ＮＯｘ抑制手段は、前記内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量が大きいほど点火時期遅角量を大きくして、点火時期遅角制御を行う、
ことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記希薄燃焼手段は、前記硫黄成分に関する情報に基づいて、希薄燃焼運転が継続される範囲で前記内燃機関の目標空燃比を変更する、
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９】
前記希薄燃焼手段は、ＮＯｘ抑制手段がＮＯｘの発生を抑制するように前記内燃機関を制御している場合に、希薄燃焼運転が継続される範囲で前記内燃機関の目標空燃比を変更する、
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１０】
前記希薄燃焼手段は、ＮＯｘ抑制手段がＮＯｘの発生を抑制するように前記内燃機関を制御している場合に、トルク変動に基づいて、希薄燃焼運転が継続される範囲で前記内燃機関の目標空燃比を変更する、
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１１】
前記希薄燃焼手段は、ＮＯｘ抑制手段がＮＯｘの発生を抑制するように前記内燃機関を制御している場合に、トルク変動を抑制するように、希薄燃焼運転が継続される範囲で前記内燃機関の目標空燃比を変更する、
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１２】
前記内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量は、前記内燃機関の燃料中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量である、
ことを特徴とする請求項３乃至７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
前記内燃機関中の硫黄成分は、前記内燃機関の触媒に吸蔵された硫黄成分、前記内燃機関の燃料中の硫黄成分又は前記内燃機関の排出ガス中の硫黄成分のうち少なくともいずれかである、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項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】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に希薄燃焼運転を行うことが可能な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料中には、硫黄成分が存在する場合がある。世界各地の国や地域の状況によっては、高濃度の硫黄成分が含まれる燃料が使用される場合がある。
【０００３】
ところで、特許文献１には、以下の内容が記載されている。ＮＯｘ吸収剤に硫黄が硫化物となって一旦吸収されると、吸収された硫化物を放出させることはなかなか難しく、ＮＯｘ吸収剤が劣化するという課題がある。そこで、希薄燃焼が可能なエンジンにおいて、ＥＣＵは排気ガス中の硫黄分の値を算出もしくは推定し、該硫黄分の算出値もしくは推定値に基づいてエンジンの空燃比を変更する。ＥＣＵは、硫黄分の算出値又は推定値が所定値以上の場合にエンジンのリーンモード運転の頻度を減らすか、リーンモード運転継続時間を短くするか、又はリーンモード運転を禁止する。リーンモード運転は希薄燃焼運転ともいう。
【０００４】
特許文献２には、ＮＯｘ触媒からＳＯｘを放出させるために、流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比にすることが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８０４５２号公報
【特許文献２】特開２００５−４２７３４号公報
【特許文献３】特開平７−２１７４７４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、リーンモード運転の頻度を減らすか、リーンモード運転継続時間を短くするか、又はリーンモード運転を禁止してしまうと、燃費が悪化することとなる。例えば、極めて高濃度の硫黄成分が含まれる燃料が燃料タンクに給油された場合には、常にリーンモード運転を禁止する制御を行わなければならなくなり、リーンモード運転による燃費向上という効果を得ることができない。例えば、高濃度の硫黄成分が含まれる燃料が常に燃料タンクに給油される国や地域においては、リーンモード運転（希薄燃焼運転）による燃費向上という効果を得ることができない。
【０００７】
そこで、本発明は上記の問題に鑑み、硫黄成分が含まれる燃料が使用された内燃機関においても、燃費の向上を図ることができる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】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の目標空燃比をリーン空燃比とする希薄燃焼運転を行うように内燃機関を制御する希薄燃焼手段と、希薄燃焼手段による内燃機関の希薄燃焼運転中に、内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいてＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御するＮＯｘ抑制手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、ＮＯｘ抑制手段は、内燃機関から排出されるＮＯｘの発生量を抑制する点火時期遅角制御を行う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が提供される。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、ＮＯｘ抑制手段は、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量に基づいて、ＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御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が提供される。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、ＮＯｘ抑制手段は、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量が大きいほど、ＮＯｘの発生量が小さくなるように内燃機関を制御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が提供される。
【００１２】
請求項５に記載の発明によれば、ＮＯｘ抑制手段は、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量が所定値以上である場合には、ＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御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が提供される。
【００１３】
請求項６に記載の発明によれば、ＮＯｘ抑制手段は、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量に基づいて、点火時期遅角量を決めて点火時期遅角制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【００１４】
請求項７に記載の発明によれば、ＮＯｘ抑制手段は、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量が大きいほど点火時期遅角量を大きくして、点火時期遅角制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【００１５】
請求項８に記載の発明によれば、希薄燃焼手段は、硫黄成分に関する情報に基づいて、希薄燃焼運転が継続される範囲で内燃機関の目標空燃比を変更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が提供される。
【００１６】
請求項９に記載の発明によれば、希薄燃焼手段は、ＮＯｘ抑制手段がＮＯｘの発生を抑制するように内燃機関を制御している場合に、希薄燃焼運転が継続される範囲で内燃機関の目標空燃比を変更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提供される。
【００１７】
請求項１０に記載の発明によれば、希薄燃焼手段は、ＮＯｘ抑制手段がＮＯｘの発生を抑制するように内燃機関を制御している場合に、トルク変動に基づいて、希薄燃焼運転が継続される範囲で内燃機関の目標空燃比を変更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が提供される。
【００１８】
請求項１１に記載の発明によれば、希薄燃焼手段は、ＮＯｘ抑制手段がＮＯｘの発生を抑制するように内燃機関を制御している場合に、トルク変動を抑制するように、希薄燃焼運転が継続される範囲で内燃機関の目標空燃比を変更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が提供される。
【００１９】
請求項１２に記載の発明によれば、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量は、内燃機関の燃料中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量であることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【００２０】
請求項１３に記載の発明によれば、内燃機関中の硫黄成分は、内燃機関の触媒に吸蔵された硫黄成分、内燃機関の燃料中の硫黄成分又は内燃機関の排出ガス中の硫黄成分のうち少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、硫黄濃度が高い燃料が使用された場合であっても、希薄燃焼運転を継続することで、燃費を向上させることを可能とする効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
各図において、同一または相当する部分には同一符号を付して説明を簡素化ないし省略する。
【実施例１】
【００２３】
以下の順番で、高硫黄成分濃度の燃料が使用される内燃機関制御装置について説明をする。
１．内燃機関の基本構成
２．エンジン制御（希薄燃焼運転、ＮＯｘ抑制制御、トルク変動）
３．ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０と硫黄成分
４．フローチャート
【００２４】
１．内燃機関の基本構成
図１は、実施例１の内燃機関の基本構成を説明するための模式図である。図１は内燃機関の全体を示す模式図である。同図において、内燃機関は吸排気系、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０及びエンジン本体４００を含み、エンジン本体４００を含むエンジン４には、下記の各種のセンサが設置されている。内燃機関の制御装置であるＥＣＵ（電子制御装置：Electronic Control Unit）１２は、下記の各種センサからの情報を取り込み、制御を行う。エンジン本体４００はピストン４４、シリンダ４６、排気弁４７及び吸気弁４８からなる。
【００２５】
ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータから成り、通常のマイクロコンピュータと同様に、入出力インタフェース、読出し専用メモリのリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、一時記憶用メモリのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、演算を実行するセントラルプロセッサユニット（ＣＰＵ）を有している（いずれも不図示）。また、下記の各種センサからの信号がアナログ信号である場合には、アナログ／ディジタル変換器でディジタル信号に変換して入力インタフェースに入力するようにしてある（いずれも不図示）。ＣＰＵでの演算結果の指令信号は出力インタフェース（不図示）から、下記の通り各種の制御装置又は制御手段に出力される。
【００２６】
ＥＣＵ１２は、スロットルモータ４９を制御して電子スロットル４５を制御し、自由に電子スロットル４５の開度設定を行って吸入空気量Ｑを調整することができる。ＥＣＵ１２は、スロットルポジションセンサ５４を用いて電子スロットル４５の開度を検出する。吸入空気はエアクリーナ５３から吸気管４０の中に進入し、エアフロセンサ５６で吸入空気量Ｑが検出される。吸入空気はサージタンク５５を通り、吸気ポートに入る。排気弁４７が開弁しているときには、吸気ポートを通って吸入空気は燃焼室４３に流入する。燃焼室４３の一部を囲うシリンダ４６にはピストン４４が配置されている。燃焼室４３は、シリンダ４６内にあって排気弁４７、排気弁及びピストン冠面４４１から形成される空間である。
【００２７】
シリンダ４６には燃料噴射装置（燃料噴射弁）である筒内インジェクタ１３が設置されている。本実施例のエンジンは、シリンダ４６内（燃焼室４３内）に直接燃料を噴射する直接噴射システムである。ＥＣＵ１２は筒内インジェクタ１３を制御して燃料噴射の時期及び、燃料噴射量を制御する。シリンダ４６内において燃料が噴射された吸入空気は燃料を含んだ混合気となる。混合気は点火プラグ４２によって点火される。
【００２８】
ＥＣＵ１２が、点火プラグ４２を制御して点火時期を遅角するように制御するとＮＯｘの発生が抑制される。点火時期に関して、本実施例は特徴を持っており、下の「２−２．ＮＯｘ抑制制御としての点火時期遅角」で詳しく説明する。点火プラグ４２を制御して点火時期を制御するＥＣＵ１２が、ＮＯｘ抑制手段を実現する。
【００２９】
燃焼室４３内で点火された混合気は燃焼が終わり排気ガスは吸気弁４８が開弁しているときに排気ポートを通って排気管４１に流入する。排気管４１は、下流に向かってＮＯｘ吸蔵還元触媒５０を介して、第１排気管４１１と第２排気管４１２とが接続されて構成されている。
【００３０】
内燃機関の触媒であるＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の上流又は下流に、三元触媒（不図示）を設けてもよい。三元触媒は、主に排気に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）をその酸化還元作用を通じて浄化する機能を有している。
【００３１】
これに対して、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０は、目標空燃比がリーン空燃比で燃焼が行われたときの排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する。ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０は、排気中の炭化水素（ＨＣ）を一時的に吸着し、リッチ空燃比或いは理論空燃比のもとで燃焼が行われているときの排気に含まれるＨＣ及びＣＯによって、ＮＯｘを還元してＮ2として、浄化する機能を有している。ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０について下の「３．ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０と硫黄成分」で詳しく説明する。
【００３２】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の上流側近傍には排気ガスの空燃比を検出可能なＡ／Ｆセンサ５１が配設されている。ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の下流側近傍には酸素センサ６１が配設されている。酸素センサ６１は、排気ガスの空燃比が、理論空燃比と比してリッチである（以下ではリッチ空燃比と称する）か、理論空燃比と比してリーンである（以下ではリーン空燃比と称する）か、を検出する。
【００３３】
排気管４１に流入した排気ガスは、第１排気管４１１内でＮＯｘ吸蔵還元触媒５０によって浄化されてから第２排気管４１２を通って排出される。ＥＣＵ１２は、エアフロセンサ５６、Ａ／Ｆセンサ５１及び酸素センサ６１の出力に基づいて所定の空燃比（以下では目標空燃比と称する）の混合気が燃焼室内で形成されるように筒内インジェクタ１３から噴射される燃料噴射量についてフィードバック制御する。この制御を空燃比フィードバック制御と称する。
【００３４】
空燃比フィードバック制御について説明する。図１に示す内燃機関では例えば次式に基づいて燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。
ＴＡＵ＝ｆ・ＴＰ・Ｋ・ＦＡＦ
ここでｆは定数、ＴＰは基本燃料噴射時間、Ｋは補正係数、ＦＡＦはフィードバック補正係数をそれぞれ示す。基本燃料噴射時間ＴＰはシリンダ４６内に供給される混合気の空燃比を理論空燃比とするのに必要な燃料噴射時間を示している。この基本燃料噴射時間ＴＰは予め実験により求められ、吸気管圧Ｐｍ及びエンジン回転数Ｎの関数又はマップとしてＥＣＵ１２中のＲＯＭ内に記憶されている。
【００３５】
なお、エンジン回転数Ｎはクランクシャフトポジションセンサ５２を用いて検出する。図示しない回転数センサによって検出してもよい。吸気管圧Ｐｍは電子スロットル４５より下流の吸気管４０内の圧力である。吸気管圧Ｐｍは、その時点における大気圧、スロットル開度ＴＡ（スロットルポジションセンサ５４の検出値）、及びエンジン回転数Ｎにより決定される。この他、サージタンク５５内の絶対圧を検出するようにしてもよい。
【００３６】
補正係数Ｋはシリンダ４６内に供給される混合気の空燃比を制御するための係数であってＫ＝１．０であればシリンダ４６内に供給される混合気は理論空燃比となる。これに対して吸入空気量が同じときにＫ＜１．０になればシリンダ４６内に供給される混合気の空燃比は理論空燃比よりも大きくなる。Ｋ＜１．０であるリーンな空燃比（即ち、λ＞１．０）のことを以下では単にリーン空燃比と称する。一方、吸入空気量が同じときにＫ＞１．０になればシリンダ４６内に供給される混合気の空燃比は理論空燃比よりも小さくなる。Ｋ＞１．０であるリッチな空燃比（即ち、λ＜１．０）のことを以下では単にリッチ空燃比と称する。
【００３７】
フィードバック補正係数ＦＡＦは基本的にはＫ＝１．０のとき、言い換えるとシリンダ４６内の混合気の空燃比を理論空燃比とするときにＡ／Ｆセンサ５１の出力信号に基づいて空燃比を理論空燃比に正確に一致させるための係数である。このフィードバック補正係数ＦＡＦはほぼ１．０を中心として例えばスキップ的に上下動しており、このＦＡＦは混合気がリッチになると減少し、混合気がリーンになると増大する。
【００３８】
シリンダ４６内に供給すべき混合気の目標空燃比、即ち補正係数Ｋの値はエンジン４の運転状態に応じて変化し、本実施例においては暖機完了後における補正係数Ｋの値は運転状態（エンジン回転数Ｎ、吸入空気量Ｑ、吸気管圧Ｐｍ及び点火遅角量等）の関数又はマップとしてＥＣＵ１２中のＲＯＭ内に記憶されている。つまり、低負荷側の低負荷運転領域ではＫ＜１．０、即ち混合気がリーンとされ、中負荷運転領域ではＫ＝１．０、即ち混合気の空燃比が理論空燃比とされ、更に高負荷な高負荷運転領域では運転領域ではＫ＞１．０、即ち混合気がリッチ空燃比とされる。希薄燃焼運転時にはＫ＜１．０、即ち混合気がリーン空燃比とされる。また、アイドリング運転時にはＫ＝１．０（理論空燃比）とされる。
【００３９】
上記の通り、フィードバック補正係数を決める空燃比制御のことを、以下では「通常の空燃比フィードバック制御」又は単に「通常の空燃比制御」と称する。該通常の空燃比制御を含む空燃比の制御を実行するＥＣＵ１２が空燃比制御手段に相当する。
【００４０】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の下流側にＥＧＲガス取入口２１が形成されており、ＥＧＲガス取入口２１と吸気管４０に形成されたＥＧＲガス取出口２２はＥＧＲパイプ２０で接続され、ＥＧＲガスを吸気管４０に還流できるようにされている。ＥＧＲパイプ２０にはＥＧＲガス量を制御するためのＥＧＲ制御弁２３が設置されている。
【００４１】
不活性なＥＧＲガスの量を増大補正する制御（単にＥＧＲガス増大制御と称する）をＥＣＵ１２が行うことによって、燃焼温度が低下してエンジン（燃焼室４３）から排出されるＮＯｘの発生を抑制できる。具体的な制御方法を説明する。ＥＣＵ１２はＥＧＲ制御弁２３を制御して、要求されたＥＧＲガス量を吸気管４０に還流する。ここで、還流されたＥＧＲガスの量をＥＧＲガス量と称する。
【００４２】
ＥＧＲ制御弁２３を制御してＥＧＲガス増大制御をするＥＣＵ１２によっても、ＮＯｘ抑制手段を実現することができる。
【００４３】
ＮＯｘ抑制手段は、点火プラグ４２を制御して点火時期を制御するＥＣＵ１２、又はＥＧＲ制御弁２３を制御してＥＧＲガス増大制御をするＥＣＵ１２を含む。
【００４４】
ＮＯｘ抑制手段と、下の「２−１．希薄燃焼運転」で説明する希薄燃焼手段と、を備えた内燃機関の制御装置は、ＥＣＵ１２によって実現される。
【００４５】
筒内インジェクタ１３と燃料タンク１８とは燃料配管１１で接続され、燃料タンク１８内には燃料配管１１及び筒内インジェクタ１３に燃料を圧送する燃料ポンプ１７が設置されている。燃料タンク１８又は燃料配管１１に硫黄成分検出器（不図示）を設置する。硫黄成分検出器は、硫化物又は硫黄成分の濃度又は量を検出する。
【００４６】
ＥＣＵ１２には各センサの検出した信号が入力され、エンジン４、筒内インジェクタ１３、スロットルモータ４９、ＥＧＲ制御弁２３を制御している。特に、本発明に関わる制御をおこなう制御信号が各アクチュエータ類に送出される。また、詳細な説明は省略するが、その他、多くのセンサ、アクチュエータ類が設置されており、ＥＣＵ１２はそれら各センサの検出した信号も使用しながら、各種制御を行う。
【００４７】
２．エンジン制御（希薄燃焼運転、ＮＯｘ抑制制御、トルク変動）
上記「１．内燃機関の基本構成」のように構成された内燃機関において、本実施例の制御を説明ための基本となるエンジン制御に関する技術を以下の順番で説明する。希薄燃焼運転、ＮＯｘを抑制するための制御及びトルク変動を抑制する制御について順を追って説明する。
２−１．希薄燃焼運転
２−２．ＮＯｘ抑制制御としての点火時期遅角
２−３．トルク変動を抑制する制御
【００４８】
２−１．希薄燃焼運転
希薄燃焼について説明する。希薄燃焼運転は、リーンバーン運転もしくはリーンモード運転とも言われる。
【００４９】
しかし、上記の均質燃焼では、電子スロットル４５の絞り動作に伴って大きな吸気負圧が発生し、ポンピングロスが大きくなって効率は低くなる。これに対し、本実施例の内燃機関では、電子スロットル４５の絞りを小さくして、燃焼室４３に直接燃料を供給することにより、点火プラグ４２の近傍に混合気を存在させ、この部分の混合気濃度を高めて、点火性を向上するようにした、いわゆる「希薄燃焼」という技術を用いる。
【００５０】
希薄燃焼運時であり、エンジンの低負荷時には、噴射された燃料が、点火プラグ４２周りに偏在して供給される。さらに、電子スロットル４５の開度が比較的大きい状態で希薄燃焼が実行される。これにより、ポンピングロスの低減が図られ、燃費の向上を図ることが可能となる。
【００５１】
この希薄燃焼では、理論空燃比と比してリーンな空燃比（リーン空燃比）で燃焼が行われる。希薄燃焼はリーン空燃比の燃料で燃焼が行われるので、エンジン４は均質燃焼を行う場合と比して燃料消費量が少ない運転状態で必要なトルクを発生させることができる。こうして希薄燃焼で運転が行われると、燃費の向上を図ることが可能となる。
【００５２】
このように希薄燃焼運転を行うようにエンジン４を制御するＥＣＵ１２によって、希薄燃焼手段が実現される。
【００５３】
希薄燃焼手段が、リーン空燃比とする制御を行い、更に燃料噴射時期の制御を行うことで、希薄燃焼よりも、更に燃費の向上が図ることが可能となる。燃料噴射時期の制御について、具体的な方法について説明する。希薄燃焼手段は、燃焼室４３内に筒内インジェクタ１３から圧縮行程末期に燃料を噴射する。こうすることで、燃料濃度の高い層状の混合気が点火プラグ４２の近傍に形成される。こうして、前述した希薄燃焼と比して更にリーンな空燃比の混合気を用いて、局所的に高濃度層が形成され、点火プラグ４２は該高濃度層の燃料に点火する。このような燃焼形態では更にリーンな空燃比の混合気での燃焼が行われるので、エンジン４は前述の希薄燃焼を行う場合と比して燃料が少ない状態で必要なトルクを発生させることができる。こうして、更に燃費の向上を図ることが可能となる。このような希薄燃焼のことを成層燃焼と称する。
【００５４】
希薄燃焼手段は、目標空燃比をリーン空燃比に制御する手段を含む。また、希薄燃焼手段が成層燃焼を行うときは、希薄燃焼手段は、筒内インジェクタ１３を制御して燃料噴射時期を制御する手段（ＥＣＵ１２）をも含む。
【００５５】
また、希薄燃焼が行われているときには、還元反応が行われず、発生したＮＯｘはＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸蔵されるのみであり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の吸蔵能力を超過すると、それ以上吸着することができず、大気中へ排出されることとなる。そこで、リーン空燃比で運転を継続し、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の被毒を抑制するためにＮＯｘの発生量を抑制する必要がある。ＮＯｘの発生量を抑制する方法について次に説明する。
【００５６】
２−２．ＮＯｘ抑制制御としての点火時期遅角
点火時期遅角について説明する。ＥＣＵ１２が行う点火時期遅角制御とは、エンジンの燃焼室４３内において点火プラグ４２が点火を行う時期である点火時期を、通常の点火時期よりも遅くするようにＥＣＵ１２が行う制御のことである。通常の点火時期とは、例えば、同一運転条件で点火時期だけを変えたときにトルクが最大となる最も遅角側の点火時期であるＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque）、触媒暖機を目的とした点火時期遅角を行っている場合にはこの点火時期、又は燃焼安定化のために点火時期を進遅角する制御を行っている場合にはこの点火時期を含む。以下、点火の時期が通常の点火時期よりも遅いことを、単に点火時期遅角と称する。ＥＣＵ１２が行う点火時期遅角の制御を、点火時期遅角制御と称する。点火時期遅角する量（どれだけ遅い時期であるかを示す量）のことを点火時期遅角量と称する。
【００５７】
ＥＣＵ１２が点火時期遅角制御を行うと、エンジン４の燃焼室４３内において燃焼される燃料の量が少なくなるのでエンジンの燃焼室４３内の燃焼温度が下がる。したがってエンジン４の燃焼室４３内において発生するＮＯｘの量が少なくなる。このためＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に流入するＮＯｘの量が少なくなるのでＮＯｘ吸蔵還元触媒５０へのＮＯｘの流入が抑制される。ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の被毒を抑制することができる。
【００５８】
図２（ａ）の破線が通常の点火時期θ0で点火を行ったときに発生するＮＯｘの量を示している。図２において、横軸は空燃比である。一方、図２（ａ）の縦軸は、燃焼が行われたエンジン４から排出されるＮＯｘの量（以下では単にＮＯｘの発生量という）である。図２（ａ）の実線は、点火時期遅角制御を行って点火時期遅角時（点火時期がθ1）に発生するＮＯｘの量を示している。矢印１のように、ＥＣＵ１２が点火時期をθ0からθ1へと点火時期遅角制御を実行すると、ＮＯｘの発生量が低下する。詳しく説明すると、希薄燃焼運転時において、この図の範囲における全ての空燃比で点火時期遅角時（点火時期がθ1）に発生するＮＯｘの量が、通常の点火時期θ0で点火を行ったときに発生するＮＯｘの量を下回る。
【００５９】
なお、点火時期遅角制御をすると、エンジンの燃焼室４３内において燃焼される燃料の量が少なくなる。このため、エンジンの出力が低下してしまう。図２（ｂ）の縦軸はトルク変動である。図２（ｂ）の破線が通常の点火時期θ0で点火を行ったときのトルク変動を示している。一方、図２（ｂ）の実線は、点火時期遅角制御を行って点火時期遅角量θ1のときのトルク変動を示している。図２（ａ）で矢印１のように点火時期遅角制御を行った結果、矢印２のように、トルク変動が変化する。希薄燃焼運転時において、この図の範囲における全ての空燃比で、点火時期θ1で点火を行ったのときのトルク変動が、通常の点火時期θ0で点火を行ったのときのトルク変動を上回っている。言い換えると、トルク変動が増大している。そこで、希薄燃焼手段は、図２（ｂ）のように矢印３のようにトルク変動を抑制する制御を行う。これについて、下の「２−３．トルク変動を抑制する制御」で説明する。
【００６０】
なお、点火時期遅角制御を行って点火時期θ1とすると、エンジンの燃焼室４３内において燃焼効率が悪化する。このため、図２（ｃ）のように、燃費については悪化する。詳しく説明すると、リーン空燃比で燃焼が行われている希薄燃焼運転において、この図の範囲における全ての空燃比で点火時期遅角時の燃費が、通常の点火時期θ0で点火を行ったときの燃費と比して悪くなっている。ただし、リーン空燃比で燃焼が行われ希薄燃焼運転が行われている限り、目標空燃比を理論空燃比として燃焼を行うエンジンと比して燃費は良好である。
【００６１】
２−３．トルク変動を抑制する制御
トルク変動を抑制する方法について説明する。図２、図３及び図４を参照して、トルク変動を小さくしてトルク変動を抑制する制御について説明する。適正トルクに対する発生トルクの変化量をもって、トルク変動と称する。トルク変動はエンジン４の燃焼の不安定度を示す値として用いられる。
【００６２】
図３（ａ）は点火時期とＮＯｘ発生量との関係を示し、図３（ｂ）は点火時期とトルク変動との関係を示している。図３（ａ）及び（ｂ）は、同じの空燃比の場合を図示している。この図から次のことが分かる。点火時期をθ0からθ1へ遅角側に変化させるほど、矢印６のようにＮＯｘ発生量が減少し、矢印７のようにトルク変動が大きくなる。このように、ＮＯｘ発生量とトルク変動は点火時期の変化に応じて相反する傾向を示すため、トルク変動の増大を抑制する観点から点火時期（θ1）に対して、最適な空燃比を定める。本実施例では、トルク変動上限値（Ｔｈ）以下になるように空燃比を設定する。
【００６３】
図２を使って説明をすると、図２（ａ）矢印１のように点火時期遅角制御を行うと、図２（ｂ）矢印２のようにトルク変動が大きくなる。すると、トルク変動がＴｈを越えてしまい、ドライバビリティが悪化するおそれがある。そこで、ＥＣＵ１２が矢印３のように空燃比をリッチ側にずらすように制御を行うことで、トルク変動がＴｈを下回るようになる。ＥＣＵ１２が空燃比を変更したことによって、矢印４のようにトルク変動を低減できる。
【００６４】
Ｔｈはドライバビリティが悪化するおそれが発生する限界となるトルク変動である。トルク変動がＴｈより大きいとドライバビリティが悪化するおそれが発生する。
【００６５】
図４は点火時期がθ1のとき、トルク変動に対して最適な空燃比補正量を示した図である。詳細に説明すると、点火時期をθ1としたときにトルク変動が決まる。このトルク変動がＴｈ以上の場合には、希薄燃焼手段が、トルク変動に対して目標空燃比をリッチ側に変更する。こうして、希薄燃焼手段は、トルク変動を抑制することができる。図４は、この空燃比補正量（リッチ側へ補正する量）を図示している。希薄燃焼手段は、トルク変動がＴｈを越えて大きい場合は、トルク変動が大きいほど、目標空燃比を大きくリッチ側に補正する。
【００６６】
このように、ＮＯｘ抑制手段が、図３（ａ）を基にしてＮＯｘ発生量を抑制する目標量（以下ではＮＯｘ抑制目標量と称する）を決め、点火時期を決める（又は点火時期遅角量を決める）。ＥＣＵ１２はトルク変動を算出して、希薄燃焼手段は、トルク変動と点火時期とから空燃比補正量を決める。このように希薄燃焼手段は空燃比補正制御を行って、点火時期遅角制御を行うことで生じるトルク変動の増加を抑制することができる。このようにして、ＮＯｘ抑制手段はＮＯｘ抑制目標量から最適な点火時期を決定し、希薄燃焼手段が該点火時期遅角量を基に最適な空燃比補正量を決定し、結果目標空燃比を決定する。
【００６７】
このようにして、エンジン４のトルク変動が許容値を超えないように希薄燃焼時の空燃比を補正する制御して、エンジン４のトルク変動を抑制するための制御をリミット制御と称する。
【００６８】
３．ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０と硫黄成分
本実施例では、高硫黄成分濃度の燃料が使用される内燃機関を想定している。そこで、燃料中の硫黄成分により生じる現象について説明する。
３−１. ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の劣化
３−２．ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳ被毒のメカニズム
３−３．ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳ被毒劣化による課題
３−４. 硫黄成分に関する情報の検出
【００６９】
３−１. ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の劣化
希薄燃焼可能なエンジンから排出されるガスのＮＯｘを浄化する触媒がＮＯｘ吸蔵還元触媒５０である。このＮＯｘ吸蔵還元触媒５０が劣化することについて説明する。
【００７０】
このＮＯｘ吸蔵還元触媒５０を排気ガス浄化に長期に使用していると、このＮＯｘ吸蔵還元触媒５０は経年劣化し、図５に示すようにＮＯｘ浄化能力が低下していくことが知られている。この劣化は燃料中の硫黄による劣化と熱に原因がある劣化とがあると考えられている。硫黄による劣化をＳ被毒劣化と称し、熱に原因がある劣化を熱劣化と称する。図５について説明すると、新品レベルの触媒では細線までのＮＯｘ浄化性能があるが、経年変化とともに、矢印８のように熱劣化で破線のようにＮＯｘ浄化性能が低下する。さらに矢印９のようにＳ被毒劣化で太線のようにＮＯｘ浄化性能が低下する。
【００７１】
Ｓ被毒劣化について簡単に説明する。燃料又はエンジン４の潤滑油内には硫黄が含まれている場合には、硫黄が燃焼され、排気ガス中にＳＯ2やＳＯ3などの硫黄酸化物（ＳＯｘ）が含まれることになる。このＳＯｘはＮＯｘと共にＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸収される。このような、燃料中の硫黄に起因する劣化によってＳ被毒劣化が起きる。なお、Ｓ被毒劣化は硫黄被毒による劣化又はＳＯｘ被毒による劣化と表現することもあるが、以下の説明ではＳ被毒劣化という表現で統一する。Ｓ被毒劣化のメカニズムについて下の「３−２．ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳ被毒のメカニズム」で説明する。
【００７２】
３−２．ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳ被毒のメカニズム
これまで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳ被毒劣化と称してきた現象について詳しく説明する。Ｓ被毒劣化はＳＯｘの吸収のことを意味し、ＳＯｘの吸収又は離脱のメカニズムは、図６（ａ）又は（ｂ）に示すように、説明又は推定される。
【００７３】
酸素濃度が低いとき、すなわち空燃比がリッチ空燃比であるときには、図６（ｂ）に示すように、硫酸塩（たとえば、ＢａＳＯ4）はＰｔ近傍で分解して硫酸イオンとなり、これは還元されてＳＯ2となり、ＳＯ2は気体であるのでＢａ層から離脱していく。
【００７４】
一方、酸素過剰条件下、すなわち空燃比がリーン空燃比であるとき、排気中のＳＯｘ（たとえば、ＳＯ2）がＰｔ表面で酸化されてＳＯ3-、ＳＯ42-となり、硫酸イオンはＢａ層に拡散して硫酸塩（ＢａＳＯ4）を形成する。詳しく説明すると、排気ガスの空燃比がリーンのときには酸素ＯがＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着しており、排気ガス中のＳＯ2は白金Ｐｔの表面でＯ2-と反応してＳＯ3となる。次いで生成されたＳＯ3は白金Ｐｔ上で更に酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、硫酸イオンＳＯ42-の形で吸収剤内に拡散する。次いでこの硫酸イオンＳＯ42-はバリウムイオンＢａ2+と結合して硫酸塩ＢａＳＯ4を生成する。
【００７５】
この硫酸塩ＢａＳＯ4は分解しづらい。そこで、下の「３−３．ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳ被毒劣化による課題」に示すような課題が生じる。
【００７６】
３−３．ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳ被毒劣化による課題
以下でＳ被毒劣化による課題について詳細に説明する。ＮＯｘ触媒に吸収されたＳＯｘは時間経過とともに安定な硫酸塩（ＢａＳＯ4）を形成するため、分解、放出されにくく触媒内に蓄積され易い傾向がある。ＮＯｘ触媒に硫酸塩が蓄積される。こうしてＳ被毒劣化が進行してＮＯｘ触媒内のＳＯｘ蓄積量が増大すると、図５に示すとおり、触媒のＮＯｘ吸収容量が減少するためＮＯｘ浄化性能が低下する。
【００７７】
このＳＯｘは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０への排気ガスの空燃比を例えリッチ空燃比にしてもＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の温度が低い場合にはＮＯｘ吸蔵還元触媒５０から放出されない。ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０内のＳＯｘの量は次第に増大することになる。つまり、Ｓ被毒劣化が進行する。従ってＳ被毒劣化を再生させるには、長時間にわたって排気ガスの空燃比をリッチ空燃比として、触媒を暖機した後、リッチな排気ガスを触媒に供給して、硫酸塩（ＢａＳＯ4）離脱させ、放出させることができる。
【００７８】
図７がこのことを説明している。図７（ａ）は比較的低い硫黄濃度の燃料が使用された場合を示した図であり、図７（ｂ）は比較的高い硫黄濃度の燃料が使用された場合を示した図である。図７（ａ）のように短時間のリッチスパイク（図では「短期リッチスパイク１」）ではＮＯｘの吸蔵量を減らすことができるが、ＳＯｘ蓄積量（以下、Ｓ被毒劣化の度合いと称する）を減らすことはできない。短時間のリッチスパイク１では、ＳＯｘ蓄積する速さ（単位時間あたりのＳ被毒劣化の度合い）が鈍化する程度である。一方、図７（ｂ）のように長時間のリッチスパイク（図では「長期リッチスパイク２」）を行うことで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳＯｘ蓄積量を減らすことができる。ただし、図７（ａ）と比して図７（ｂ）のようにＳＯｘ蓄積（Ｓ被毒劣化）が短期間で行われるような高い硫黄濃度の燃料が使用された場合には、頻繁に長時間のリッチスパイク２を行うこととなり、燃費が悪化するおそれがある。
【００７９】
燃料中の硫黄濃度が大きく変化するという状況は、世界各地の国や地域の状況によって現実に発生する課題である。
【００８０】
例えば、世界各地の国や地域の状況によっては、高濃度の硫黄成分が含まれる燃料が燃料タンク１８に給油されるという課題が発生する可能性がある。この課題は、硫黄分をはじめとする異物を取り除いて原油を精製してガソリンもしくは軽油などの燃料を精製するインフラが整っていない国や地域で本発明のエンジン４を搭載した車両が用いられる場合に、現実に起こりうる。
【００８１】
例えば、運転者が運転する本車両が、非常に悪質な燃料を供給する給油所において給油される場合には、燃料中の硫黄濃度が大幅に上昇することが考えられる。又は、本車両は、良質で低硫黄濃度の燃料を供給する別の給油所において給油をされる可能性もある。こうして、世界各地の国や地域の状況によっては、給油所ごとに又は給油ごとに燃料中の硫黄濃度が大きく変化する場合がある。
【００８２】
以上のように、高硫黄濃度の燃料が使われることによってＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳ被毒劣化がはやく進行してしまうおそれがある状況においては、ＮＯｘ浄化性能が低下するおそれがあるＮＯｘ吸蔵還元触媒５０を使って、排気ガスの浄化を行わなければならない。
【００８３】
ＮＯｘ浄化性能が低下するおそれがあるＮＯｘ吸蔵還元触媒５０を使わなければならないという状況及び課題に鑑み、エンジン４の運転状態をＮＯｘの発生量を抑制する運転状態とすれば、排気エミッションの悪化という課題を改善することができる。そこで本実施例は、排気エミッションの向上と燃費向上とを両立させることを目的として、ＥＣＵ１２は下記「４．フローチャート」に記載した制御を実行する。
【００８４】
３−４. 硫黄成分に関する情報の検出
ここで、硫黄成分に関する情報の検出方法について説明する。「内燃機関中の硫黄成分に関する情報」とは、内燃機関中の硫黄成分」の濃度又は量のことを含む。「内燃機関中の硫黄成分」とは、内燃機関の触媒であるＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸蔵された硫黄成分、エンジン４に噴射される燃料中の硫黄成分、潤滑油内の硫黄成分、又はエンジン４から排出される排気ガス中の硫黄成分の少なくともいずれかを含む。そこで、硫黄成分濃度又は硫黄成分量を検出する方法について下で説明する。
【００８５】
燃料タンク１８又は燃料配管１１に硫黄成分検出器（不図示）を設置する。硫黄成分検出器は、硫化物又は硫黄成分について濃度又は量を検出する。このようにして、ＥＣＵ１２は、エンジン４に噴射される燃料中の硫黄成分を検出することができる。
【００８６】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０中又は排気管４１中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量を検出する方法について説明する。排気ガス中の硫黄成分濃度を検出する方法について説明する。空燃比制御手段が目標空燃比を切り替え、該切り替えによる排ガスセンサ（酸素センサ６１又はＡ／Ｆセンサ５１）の応答遅れに基づいてＥＣＵ１２が排気ガス中の硫黄成分濃度を検出することができる。こうすることで、ＥＣＵ１２は燃料中または潤滑油内の硫黄成分がエンジン４においてどれだけ燃焼したかを検出することができる。
【００８７】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸蔵されているＳＯｘ量（ＳＯｘ蓄積量、Ｓ劣化被毒の度合い）を直接又は間接的に推定する方法について説明する。なお、下記で説明するＳＯｘの推定蓄積量（ＳＯｘ蓄積量、ΣＳＯＸ）の推定方法は、特許文献３に記載がある。
【００８８】
厳密性を要求しない場合にはＳＯｘの推定蓄積量（ΣＳＯＸ）として車両の走行距離やエンジン４の運転時間を使うこともできる。
【００８９】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の温度が低いときにはエンジン４がリーン混合気で燃焼を行うときも、リッチ混合気で燃焼を行うときも、ＳＯｘはＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸収される。このとき燃料噴射量が増大するほど単位時間当り機関から排出されるＳＯｘ量が増大するために単位時間当りＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸収されるＳＯｘ量が増大し、またエンジン回転数Ｎが大きくなるほど単位時間当り機関から排出されるＳＯｘ量が増大するために単位時間当りＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸収されるＳＯｘが増大する。従って単位時間当りＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸収されるＳＯｘ量（ＳＯＸＡ）は図８（ａ）に示されるようにＴＡＵ・Ｎ（燃料噴射時間・エンジン回転数）に比例することになる。
【００９０】
一方、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の温度が高いときに機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比がリッチになるとＮＯｘ吸蔵還元触媒５０からＳＯｘ が放出されるがこのときのＳＯｘ 放出量は主に排気ガス量と空燃比の影響を受ける。即ち、排気ガス量が増大するほど単位時間当りＮＯｘ吸蔵還元触媒５０から放出されるＳＯｘ 量が増大し、空燃比がリッチとなるほど単位時間当りＮＯｘ吸蔵還元触媒５０から放出されるＳＯｘ 量が増大する。この場合、排気ガス量、即ち吸入空気量Ｑ従って図８（ｂ）に示されるように単位時間当りＮＯｘ吸蔵還元触媒５０から放出されるＳＯｘ 量ＳＯＸＤはＱが大きくなるほど増大する。なお、Ｑはエンジン回転数Ｎと吸気管圧Ｐｍとの積でもって代表することができる。
【００９１】
空燃比は吸入空気量が一定のとき補正係数Ｋの値に対応しているので単位時間当りＮＯｘ吸蔵還元触媒５０から放出されるＳＯｘ量（ＳＯＸＤ）はＫの値が大きくなるほど増大する。この単位時間当りＮＯｘ吸蔵還元触媒５０から放出されるＳＯｘ量ＳＯＸＤはＱとＫの関数又は図８（ｃ）のようにマップの形で予めＲＯＭ内に記憶されている。
【００９２】
また、前述したようにＮＯｘ吸蔵還元触媒５０内において生成された硫酸塩ＢａＳＯ4は分解しづらいがＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の温度がＮＯｘ吸蔵還元触媒５０により定まる設定温度ＴＥo、例えば４５０℃を越えると分解して硫酸イオンＳＯ42-がＳＯ3 の形で吸収剤から放出される。この場合、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の温度が４５０℃以上になればＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の温度が高くなるほどＮＯｘ吸蔵還元触媒５０から放出されるＳＯｘ量が増大する。この場合、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の温度は排気ガス温ＴＥで代表してもよいし、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の温度を直接センサで検出してもよい。ＳＯｘ放出率Ｋｇは図８（ｄ）に示す通り、ＴＥ＜ＴＥo では零であり、ＴＥ≧ＴＥo になると排気ガス温ＴＥが高くなるほど大きくなる。従ってＳＯｘ放出率Ｋｇを考慮に入れた場合には単位時間当りＮＯｘ吸蔵還元触媒５０から放出されるＳＯｘ量は図８（ｂ）に示されるＳＯＸＤとＳＯｘ放出率Ｋｇとの積で表わされることになる。
【００９３】
上述したように単位時間当りのＳＯｘ吸収量がＳＯＸＡで表わされ、単位時間当りのＳＯｘ放出量はＫｇ・ＳＯＸＤで表わされるのでＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸収されて蓄積されていると推定されるＳＯｘ量ΣＳＯＸは次式で表わされることになる。
ΣＳＯＸ＝ΣＳＯＸ＋ＳＯＸＡ−Ｋｇ・ＳＯＸＤ
このＳＯｘの推定蓄積量、ΣＳＯＸが厳密に求めた推定量である。ＥＣＵ１２は、このようにしてΣＳＯＸを推定する。
【００９４】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸蔵された硫黄成分量（ΣＳＯＸ）が「Ｓ被毒劣化の度合い」に相当し、単位時間当りのＳＯｘ吸収量（ＳＯＸＡ）と区別する。
【００９５】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸蔵された硫黄成分量（Ｓ被毒劣化の度合い）の推定方法について酸素センサ６１を用いた他の例について説明する。ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０における酸素放出反応の反応速度と比して酸素吸蔵反応の反応速度が大きいことが知られており、この傾向はＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の劣化度合いが大きいほど顕著になる。すなわち、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０がＳ被毒劣化を起こすと、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０における酸素放出反応の反応速度が大幅に低下する。このため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳ被毒劣化が進行するに伴って、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０の下流に設けられた酸素センサ６１の出力値は、目標空燃比よりもリッチ側に変移する。こうして、ＥＣＵ１２はＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸蔵された硫黄成分量（Ｓ被毒劣化の度合い）が検出することができる。
【００９６】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸蔵された硫黄成分量（Ｓ被毒劣化の度合い）の推定方法についてＮＯｘセンサ６３を用いた他の例について説明する。ＮＯｘセンサ６３の検出値が大きい場合には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０でＮＯｘの浄化性能が低下していることを示しているため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０が劣化していることを示す。ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０が劣化はＳ被毒劣化を含む。よって、ＮＯｘセンサ６３の検出値が大きいときはＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸蔵された硫黄成分量が多い（Ｓ被毒劣化の度合いが大きい）とＥＣＵ１２は推定する。
【００９７】
また、Ｓ被毒劣化の度合いから燃料中の硫黄成分量についても推定される。上記した各方法でＥＣＵ１２はＳ被毒劣化の度合いを推定する。ＥＣＵ１２はこのＳ被毒劣化の度合いの時間変化を算出し、単位時間当りのＳＯｘ吸収量を推定する。この単位時間当りのＳＯｘ吸収量から燃料中の硫黄成分量を推定できる。具体例を挙げて説明すると、吸蔵された硫黄成分量推定値が急激に大きくなる場合には、燃料中には高濃度の硫黄成分が含まれているとＥＣＵ１２は推定することができる。
【００９８】
以上説明したように、「内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量」とは、次に挙げる４通りの検出値又は推定値を含み、次に挙げる４通りの値のうち少なくともいずれかである。
（１−１）燃料タンク１８又は燃料配管１１に設置された硫黄成分検出器の検出値
（１−２）排気管中のセンサを用いて検出した排気ガス中の硫黄成分濃度の検出値又は推定値
（１−３）上で説明したＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸収されるＳＯｘ吸収量、又はΣＳＯＸ（Ｓ被毒劣化の度合い）
（１−４）ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０下流のセンサの検出値を基に推定したＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳ被毒劣化の度合い
【００９９】
内燃機関の硫黄成分濃度又は硫黄成分量として、上記４通りの値のうち、少なくともいずれかの値を用いて、下記の「４．フローチャート」に記述した制御を行う。このとき、上記４通りの値のうち、２つ以上の値を同時に検出して、得られた２つ以上の検出値から、より現実の値に近いと推定（又は評価）される検出値を選んで、ＥＣＵ１２は下記の「４．フローチャート」に記述した制御を行うようにしてもよい。又は得られた２つ以上の検出値の平均値など、２つ以上の検出値を演算した値を用いてもよい。
【０１００】
なお、より直接的な方法で検出した硫黄成分濃度又は硫黄成分量が、正確な検出値であるとするならば、（１−４）に記載のＮＯｘセンサ６３を使って、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸蔵された硫黄成分量を検出する方法がより好適な実施の形態である。
【０１０１】
「内燃機関の燃料中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量」とは、次に挙げる３通りの値を含み、次に挙げる３通りの値のうち少なくともいずれかである。
（２−１）燃料タンク１８又は燃料配管１１に設置された硫黄成分検出器の検出値
（２−２）排気管中のセンサを用いて検出した排気ガス中の硫黄成分濃度の検出値又は推定値から燃料中の硫黄成分濃度を推定した推定量
（２―３）（１−３）又は（１−４）で推定した単位時間当りのＳＯｘ吸収量（ＳＯＸＡ）、又はＳ被毒劣化の度合いの時間変化から推定した推定量。
【０１０２】
内燃機関の燃料中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量として、上記３通りの値のうち、少なくともいずれかの値を用いて、下記の「４．フローチャート」に記述した制御を行う。このとき、上記３通りの値のうち、２つ以上の値を同時に検出して、得られた２つ以上の検出値から、より現実の値に近いと推定（又は評価）される検出値を選んで、ＥＣＵ１２は下記の「４．フローチャート」に記述した制御を行うようにしてもよい。又は得られた２つ以上の検出値の平均値など、２つ以上の検出値を演算した値を用いてもよい。
【０１０３】
「内燃機関中の硫黄成分に関する情報」とは、「内燃機関の硫黄成分濃度又は硫黄成分量」及び「内燃機関の燃料中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量」を含む。
【０１０４】
「内燃機関中の硫黄成分に関する情報」は、次に挙げる３つの情報を含む。次に挙げる３つの情報のうち少なくともいずれかである。
（１）エンジン４に噴射される燃料中の硫黄成分に関する情報
（２）エンジン４から排出される硫黄成分に関する情報
（３）ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸蔵された硫黄成分に関する情報
【０１０５】
内燃機関中の硫黄成分に関する情報として、上記３つの情報のうち、少なくともいずれかの情報を用いて、下記の「４．フローチャート」に記述した制御を行う。このとき、上記３つの情報のうち、２つ以上の情報を得て、より現実の状態に近いと推定（又は評価）される情報を選んで、ＥＣＵ１２は下記の「４．フローチャート」に記述した制御を行うようにしてもよい。又は得られた２つ以上の情報を組み合わせて用いてもよい。
【０１０６】
４．フローチャート
次に、図９のフローチャートを用いて本実施例の具体的な制御について説明を行う。ＥＣＵ１２はこのフローチャートを所定のクランク角毎に実行する。
【０１０７】
ステップ（以下Ｓと称する）１０１では、エンジン回転数Ｎ、負荷（吸入空気量Ｑ）をＥＣＵ１２が読み込む。吸気管圧Ｐｍを読み込んでもよい。
【０１０８】
Ｓ１０２では、希薄燃焼運転中であるか否かを判定する。Ｓ１０２が否定されれば、このルーチンをぬけ、肯定されればＳ１０３に進む。
【０１０９】
Ｓ１０３において、「３−５. 硫黄成分に関する情報の検出」で説明した方法で内燃機関の燃料中の硫黄成分濃度（以下では単に硫黄成分濃度と称する）を検出する。該検出値が所定値（α）より大きいか否かを判定する。Ｓ１０３が否定されれば、Ｓ１０７に進み、肯定されればＳ１０４に進む。
【０１１０】
αの定義について説明する。αは内燃機関の性能等に応じて各業者が任意に定めるものである。
【０１１１】
αの定義として一例を示す。実験をした結果、αを「目標空燃比を理論空燃比としてエンジン４を運転した場合と比して、燃料消費量の低減率が５％以下となる硫黄成分濃度」とする。
【０１１２】
Ｓ１０４では、点火時期遅角制御を実行する。点火時期は下記のようにして決定する。
【０１１３】
「３−５. 硫黄成分に関する情報の検出」で説明した方法でＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸蔵された硫黄成分量（Ｓ被毒劣化の度合い）を検出する。Ｓ被毒劣化の度合いに基づいて点火時期を決定する。これについて具体的に説明する。
【０１１４】
Ｓ被毒劣化の度合いが大きければ大きいほどＮＯｘの発生量を抑制するＮＯｘ抑制目標量を大きく設定する。図３（ａ）を用いてＮＯｘ抑制目標量に相当する点火時期を決定する。言い換えると、図１０（ａ）を用いて、Ｓ被毒劣化の度合いに基づき点火時期遅角量を決定し、通常の点火時期から該点火時期遅角量に相当する量だけ遅角することで点火時期を決定する。このようにして、ＮＯｘ抑制手段は、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量に基づいて、ＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御する。
【０１１５】
図１０（ａ）にあるように、Ｓ被毒劣化の度合いが所定値を超えている場合には、Ｓ被毒劣化の度合いが大きければ大きいほど点火時期遅角量を大きく設定する。
【０１１６】
こうして設定された点火時期をθ1とする。ただし、図１０（ａ）は、所定の吸気管圧Ｐｍ及び所定のエンジン回転数Ｎにおける関数を示している。Ｓ被毒劣化の度合い、吸気管圧Ｐｍ及びエンジン回転数Ｎを含む関数又はマップがＥＣＵ１２中のＲＯＭ内に記憶されており、点火時期θは、この関数又はマップに基づいて決定される。
【０１１７】
このようにして、ＮＯｘ抑制手段は、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量が所定値（α）以上である場合には、ＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御する。
【０１１８】
具体的には、このようにして、ＮＯｘ抑制手段は、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量に基づいて、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量が大きいほど、ＮＯｘの発生量がより小さくなるように内燃機関を制御する。
【０１１９】
より具体的には、このようにして、ＮＯｘ抑制手段は、ＮＯｘの発生量が小さくなるように、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量に基づいて、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量が大きいほど、点火時期遅角量を大きくして、点火時期遅角制御を行う。
【０１２０】
燃料中の硫黄成分濃度に基づく判定を行い、点火時期遅角制御を行う（Ｓ１０３及びＳ１０４に相当する）ことによって、世界各地の国や地域の状況により燃料中の硫黄濃度が大きく変化するという状況に対応して、ＮＯｘを抑制できるので希薄燃焼運転を継続でき、燃費の向上が可能となるという効果を奏する。
【０１２１】
世界各地の国や地域の状況によっては、給油所ごとにもしくは給油ごとに燃料中の硫黄濃度が大きく変化する場合がある。Ｓ１０３に相当する制御があることによって、世界各地の国や地域の状況により燃料中の硫黄濃度が大きく変化する状況に対応して、使われる燃料が良質であるか悪質であるか、言い換えると燃料中の硫黄成分濃度が多いか少ないか、に対応してＳ１０４に相当する制御を行う。このことによって、世界各地の国や地域の状況によって燃料中の硫黄濃度が大きく変化する状況に大きく依存することなく、希薄燃焼を継続できるので燃費の向上を達成することが可能という効果を奏する。
【０１２２】
Ｓ１０７では、Ｓ１０４のような点火時期遅角制御は実行されない。通常の点火時期制御が行われる。
【０１２３】
Ｓ１０５では、トルク変動がトルク変動上限値（Ｔｈ）以上か否かを判定する。言い換えるとトルク変動に余裕があるか否かを判定する。トルク変動がＴｈ以上であれば、Ｓ１０６に進み、否定されれば、Ｓ１０８に進む。トルク変動上限値（Ｔｈ）は、エンジン回転数（Ｎ）が大きくなるほど大きな値に設定する。このほか、トルク変動上限値（Ｔｈ）は、運転状態（エンジン回転数Ｎ、吸入空気量Ｑ及び吸気管圧Ｐｍ等）を基にして関数又はマップとして決めてもよい。
【０１２４】
Ｓ１０６では、希薄燃焼運転が継続される範囲で内燃機関の目標空燃比が変更される。図４に示すとおり、トルク変動が大きければ大きいほど、リッチ側へ補正する量は大きい。言い換えると、希薄燃焼手段は、トルク変動が大きいほど、目標空燃比を大きくリッチ側に変更する制御を行う。
【０１２５】
Ｓ１０６において、図４に基づき、図１０（ｂ）では、Ｓ被毒劣化の度合いが所定値β以上のときにＳ被毒劣化の度合いと目標空燃比との関係を示した図である。空燃比補正制御を行うことをしめしている。βは、トルク変動がＴｈとなるような点火時期θに相当するＳ被毒劣化の度合いである。また、図１０（ｂ）は、Ｓ被毒劣化の度合いが大きければ大きいほど、リッチ側へ補正する量は大きい。言い換えると、Ｓ被毒劣化の度合いが大きければ大きいほど、目標空燃比はより大きくリッチ側に補正制御される。
【０１２６】
このようにして、希薄燃焼手段は、硫黄成分に関する情報（Ｓ被毒劣化の度合い）に基づいて、希薄燃焼運転が継続される範囲で内燃機関の目標空燃比を変更する。
【０１２７】
また、このようにして、希薄燃焼手段は、ＮＯｘ抑制手段がＮＯｘの発生を抑制するように内燃機関を制御している場合に、トルク変動に基づいて、トルク変動を抑制するように、希薄燃焼運転が継続される範囲で内燃機関の目標空燃比を変更する。
【０１２８】
Ｓ１０５及びＳ１０６に相当する制御を行うことによって、世界各地の国や地域の状況により燃料中の硫黄濃度が大きく変化する状況に対応して、希薄燃焼を継続でき、トルク変動を抑制できるので、ドライバビリティの向上又は維持を達成することが可能という効果を奏する。又は、目標空燃比をよりリッチ側に変更した希薄燃焼運転を行うのでＳ被毒劣化の発生を少なくすることができる。
【０１２９】
Ｓ１０４、Ｓ１０５及びＳ１０６を通して説明する。Ｓ被毒劣化の度合いに基づいてＮＯｘ抑制目標量ＮＯｘ抑制目標量が決まり、図３（ａ）を基にしてＮＯｘの発生量を抑制する目標量が決まる。点火時期が決まると、算出されたトルク変動から空燃比補正量を決める。このように空燃比補正制御を行って、点火時期遅角制御を行うことで生じるトルク変動の増加を抑制することができる。このようにして、ＮＯｘ抑制目標量から最適な点火時期を決定し、該点火時期遅角量を基に最適な空燃比補正量を決定し、結果目標空燃比を決定する。
【０１３０】
Ｓ１０５において、トルク変動がＴｈ未満のときは、エンジンの燃焼状態が良好と判定し、Ｓ１０８に進み、Ｓ１０８では通常の空燃比制御を行う。
【０１３１】
Ｓ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０５及びＳ１０８に相当する制御を行うことによって、世界各地の国や地域の状況により燃料中の硫黄濃度が大きく変化する状況に対応して、点火時期遅角制御と目標空燃比の制御とを適切に行うことができるので、希薄燃焼運転を継続でき燃費の向上を達成することが可能という効果を奏する。
【０１３２】
こうして、Ｓ１０５、Ｓ１０６及びＳ１０８のように制御が行われることで、「２−３．トルク変動を抑制する制御」で説明したリミット制御が行われ、トルク変動がトルク変動上限値（Ｔｈ）を超えないように希薄燃焼時の空燃比を補正するよう制御が行われる。
【０１３３】
図１０（ｂ）のγは、希薄燃焼運転を継続することが限界となるＳ被毒劣化の度合いである。Ｓ被毒劣化の度合いがγを超えた場合、Ｓ１０６においてＥＣＵ１２は燃費の向上を目的とした希薄燃焼運転を行うことを禁止する。この場合、ＥＣＵ１２は、希薄燃焼を中止し、目標空燃比を理論空燃比又は理論空燃比と比してリッチな空燃比となるよう制御する（リッチスパイクを行う）。本実施例の内燃機関の制御装置は、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量が該第二の所定値（γ）以上である場合には希薄燃焼を中止する希薄燃焼中止手段を更に備える。希薄燃焼中止手段はＥＣＵ１２によって実現される。
【０１３４】
言い換えると、本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量が第二の所定値（γ）以上である場合には目標空燃比を理論空燃比又はリッチ空燃比とするリッチ制御手段と、内燃機関中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量が該第二の所定値（γ）以上である場合には希薄燃焼を中止する希薄燃焼中止手段とを備えることを特徴とする。
【０１３５】
目標空燃比をリッチ空燃比となるよう制御すること（リッチスパイク）で、ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳ被毒劣化を防止することができる。上述したように、目標空燃比がリッチ空燃比であり、かつ触媒の温度がＴＥo以上あるときには、図６（ｂ）に示すように、硫酸塩（ＢａＳＯ4）は還元されてＳＯ2となり、ＳＯ2はＢａ層から離脱していく。
【０１３６】
このように制御することで排気エミッションの向上が達成できるという効果を奏する。
【０１３７】
ただし、Ｓ被毒劣化の度合いがγを超えた場合も点火時期遅角は継続してもよい。こうすると、ＮＯｘの発生量を抑制できるという効果を奏する。
【０１３８】
γは、理論空燃比で運転せざるを得ないＳ被毒劣化の度合いである。言い換えると、希薄燃焼を継続しつつ、空燃比を制御することでトルク変動を抑制することが可能となる上限のＳ被毒劣化の度合いである。
【０１３９】
「内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいてＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御する」とは、図９に記載のフローチャートにおいて、硫黄成分に関する情報に基づいて判定を行うＳ１０３を含み、同時に、Ｓ被毒劣化の度合いに基づいて点火時期遅角量（点火時期）及び目標空燃比を決定することを含む。
【０１４０】
ＮＯｘ抑制手段は、Ｓ１０２、Ｓ１０３及びＳ１０４に記載の内容の制御を行う手段を含む。
【０１４１】
希薄燃焼手段は、Ｓ１０５及びＳ１０６に記載の内容の制御を行う手段を含む。
【実施例２】
【０１４２】
実施例１では、燃料中の硫黄成分濃度を検出し、この検出値をもってＳ１０３の判定を行った。しかし、「３−５. 硫黄成分に関する情報の検出」で説明した方法で硫黄成分量（Ｓ被毒劣化の度合いを含む）を検出してもよい。フローチャートは図９に記載のフローチャートと共通なので図及び説明を一部省略する。ＥＣＵ１２はこのフローチャートを所定のクランク角毎に実行する。Ｓ１０３において硫黄成分量を基に、所定値（α´）より大きいか否かの判定を行う。
【実施例３】
【０１４３】
上記各実施例では、燃料中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量を検出して、この検出値に基づいてＳ１０３に記載の判定を行い、Ｓ被毒劣化の度合いに基づいて点火時期遅角量を決定する（Ｓ１０４）。
【０１４４】
しかし、本発明はこれに限定されるものではなく内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいて点火時期遅角量を決定すればよい。
【０１４５】
言い換えると、点火時期遅角量の決定（Ｓ１０４）は、必ずしもＳ被毒劣化の度合いに基づかなくてもよく、より簡単に、燃料中又は排気ガス中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量に基づいて決定してもよい。
【０１４６】
Ｓ１０３の判定を行うための燃料中又は排気ガス中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量の検出値と、Ｓ１０４に記載の制御を行うための燃料中又は排気ガス中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量の検出値は同じものを使ってもよい。
【０１４７】
Ｓ１０３及びＳ１０４で使用する検出値が同じ場合には、βはα以上である場合がある（α≦β）。
【０１４８】
フローチャートは図９に記載のフローチャートと共通なので図及び説明を一部省略する。ＥＣＵ１２はこのフローチャートを所定のクランク角毎に実行する。Ｓ１０３で燃料中又は排気ガス中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量の検出値（単に硫黄検出値を称する）を基に判定を行い、該硫黄検出値に基づいてＳ１０４の制御を行う。
【実施例４】
【０１４９】
上記各実施例では、内燃機関から排出されるＮＯｘの発生量を抑制する制御として、点火時期遅角制御を行うこととした。しかし、本発明のＮＯｘの発生量を抑制する制御はこれに限定されるものではない。
【０１５０】
本実施例は、ＮＯｘの抑制をＥＧＲガスの増量でおこなうようにしたものである。
【０１５１】
図１１が本実施例の制御のフローチャートである。ＥＣＵ１２はこのフローチャートを所定のクランク角毎に実行する。実施例１のフローチャートである図９のＳ１０４以外は共通する。共通するステップは、ステップ番号を同じにして、説明を省略する。ステップＳ２０４では、運転状態（エンジン回転数Ｎ、吸入空気量Ｑ、吸気管圧Ｐｍ及び点火遅角量等）に対するベースＥＧＲ率（ＢＥＧＲ）を算出する。マップから運転状態（エンジン回転数Ｎ、吸入空気量Ｑ、吸気管圧Ｐｍ及び点火遅角量等）と硫黄成分に関する情報とに基づいてＥＧＲ増量率を算出する。算出結果に基づいて、ＥＧＲガスの増量が行われる。硫黄成分に関する情報は、上記各実施例の通りにして検出する。
【０１５２】
Ｓ１０６では、ＥＧＲガスの増量が行われたこと起因するトルク変動の変化を抑制するように目標空燃比の変更（空燃比補正）が行われる。
【０１５３】
「内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいてＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御する」とは、図１１に記載のフローチャートにおいてＳ１０３の判定のことを含む。同時に、硫黄成分に関する情報に基づいてＥＧＲ増量率（Ｓ２０４に相当する）及び目標空燃比を決定することを含む。
【０１５４】
なお、ＮＯｘを抑制することは、エンジン４のシリンダ４６の温度を下げることができれば可能である。このため、本実施例の別の様態として、水噴射や冷却水の流量を増やすことで、シリンダ４６の温度を下げ、もってＮＯｘの発生量を抑制することも可能である。
【実施例５】
【０１５５】
上記各実施例では硫黄成分濃度や硫黄成分量を検出するようにし、該検出結果をもとに、Ｓ１０３において判定を行うステップをもつフローチャートを示したが、別の実施例として、このＳ１０３のステップがない実施例について説明する。
【０１５６】
Ｓ１０３の判定ステップの代わりに、高硫黄運転ボタン（不図示）を設置して、運転者又は操作者が高硫黄運転ボタンを切り替え、高硫黄運転モードか否かを切り替えることができるようにしてもよい。該高硫黄運転ボタンをＯＮにした高硫黄運転モードでは、図１２に記載のフローチャートをＥＣＵ１２が実行する。ＥＣＵ１２はこのフローチャートを所定のクランク角毎に実行する。このフローチャートでは上記各実施例にあるようなＳ１０３に相当する判定ステップがない。
【０１５７】
例えば、常に硫黄成分濃度が高い燃料が給油される国や地域においては、該高硫黄運転ボタンをＯＮにして、図１２のように制御を行う。図１２では、上記各実施例と同じく希薄燃焼運転を行っているときには、常に点火時期遅角制御を行う。言い換えると、運転者又は操作者が世界各地の国や地域の状況や特性によって燃料中の硫黄成分濃度又は硫黄成分量について多いことがあらかじめ推定することが可能な場合には、ＥＣＵ１２ではなく運転者又は操作者が、Ｓ１０３の判定ステップを代行して、該高硫黄運転ボタンをＯＮとして高硫黄運転モードとする。
【０１５８】
運転者又は操作者が高硫黄成分濃度の燃料が使われるか否かを推定するようにして内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいて点火時期遅角制御（Ｓ１０４）を実行してもよい。「内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいて」には運転者又は操作者が硫黄成分に関する推定を行い、高硫黄運転モードか否かを切り替えることを含む。
【０１５９】
より好ましくは、硫黄成分濃度又は量を検出して図１０を基に硫黄成分濃度又は量に基づいて点火時期遅角量及び目標空燃比を決定する。そこで、高硫黄運転ボタンをＯＮのときに実行される図１２に記載のフローチャートにおいて、硫黄成分に関する情報に基づいて点火時期遅角量及び目標空燃比を決定する（Ｓ１０４又はＳ１０６に相当する）ようにして、内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいてＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御する。
【０１６０】
「内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいて」には、上記各実施例と同じく硫黄成分に関する情報に基づいて点火時期遅角量（Ｓ１０４に相当する）及び目標空燃比を決定することを含む。
【実施例６】
【０１６１】
上記実施例では、希薄燃焼手段が、内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいてＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御する例として、内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいて、関数又はマップを用いてＮＯｘの発生量の抑制する制御をしている（点火時期遅角量を決定する）。
【０１６２】
しかし、本発明は、内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいて、関数又はマップを用いてＮＯｘの発生量の抑制する制御（点火時期遅角制御）を行うことに限定されるものではない。
【０１６３】
本実施例では、希薄燃焼手段は、ＮＯｘセンサ６３の検出値が所定値以下になるように、点火時期についてフィードバック制御を行って決定する。ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０下流に排出されるＮＯｘの量を直接的に検出して、検出値（ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０下流のＮＯｘ量）を少なくするようにフィードバック制御を行うので、本実施例は排気エミッション向上の観点からより好適である。
【０１６４】
フローチャートは図９に記載のフローチャートと共通なので図及び説明を一部省略する。ＥＣＵ１２はこのフローチャートを所定のクランク角毎に実行する。Ｓ１０４において、上記の通り、ＮＯｘセンサ６３の検出値（ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０下流のＮＯｘ量）に基づきフィードバック制御を行う
【０１６５】
また、上記各実施例では、「硫黄成分に関する情報」、「内燃機関の燃料中の硫黄成分」、「内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいてＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御する」方法、及び「ＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御する」量の決定方法（具体的に言えば、硫黄濃度に基づいて点火時期遅角量を決定する実施例１、ＮＯｘセンサ６３検出値で点火時期をフィードバック制御する実施例７など）について、各々複数通りの例を示し、説明した。本発明は、上記各実施例に限られるものではなく、技術的に可能な範囲で上記説明した技術を各々組み合わせて実施してもよい。
【０１６６】
なお、本実施例では直接噴射システムで希薄燃焼運転を行う内燃機関を示したが、希薄燃焼は直接噴射システムの内燃機関に限定されるものではない。吸気管４０に燃料を噴射するエンジン（ポート噴射システム）においても、希薄燃焼は行うことができる。このため、このようなポート噴射システムにおいて希薄燃焼運転中に、内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいてＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御するＮＯｘ抑制手段を備える装置であればよい。
【０１６７】
なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではない。希薄燃焼手段による内燃機関の希薄燃焼運転中に、内燃機関中の硫黄成分に関する情報に基づいてＮＯｘの発生量を抑制するように内燃機関を制御するＮＯｘ抑制手段を備える装置であればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】内燃機関の全体構成を示す模式的な図である。
【図２】点火時期がθ0及びθ1の場合について、空燃比に対してＮＯｘ発生量、トルク変動、燃費率を示した図である。
【図３】同じ目標空燃比の場合について、点火時期とＮＯｘ発生量及びトルク変動との関係を示した図である。
【図４】点火時期遅角量がθ1の場合について、トルク変動に対しする最適空燃比補正量を示した図である。
【図５】経年変化とともに、熱劣化及びＳ被毒劣化でＮＯｘ浄化性能が低下することを示した図である。
【図６】ＮＯｘ吸蔵還元触媒５０のＳＯｘ吸収及び分解のメカニズムを説明した図である。
【図７】目標空燃比とＮＯｘ吸蔵還元触媒５０に吸蔵されたＮＯｘ吸蔵量及びＳ被毒の度合いを示した図である。
【図８】ＳＯｘ吸収量及び放出量等を示す図である。
【図９】実施例１に記載のフローチャートを示した図である。
【図１０】Ｓ被毒劣化の度合いと点火時期遅角量及び目標空燃比との関係を示した図である。
【図１１】実施例４に記載のフローチャートを示した図である。
【図１２】実施例５に記載のフローチャートを示した図である。
【符号の説明】
【０１６９】
４ エンジン
１１ 燃料配管
１２ ＥＣＵ（電子制御装置）
１３ 筒内インジェクタ（燃料噴射装置）
１７ 燃料ポンプ
１８ 燃料タンク
２０ ＥＧＲパイプ
２１ ＥＧＲガス取入口
２２ ＥＧＲガス取出口
２３ ＥＧＲ制御弁
４００ エンジン本体
４０ 吸気管
４１ 排気管
４１１ 第１排気管
４１２ 第２排気管
４２ 点火プラグ
４３ 燃焼室
４４ ピストン
４４１ ピストン冠面
４５ 電子スロットル
４６ シリンダ
４７ 吸気弁
４８ 排気弁
４９ スロットルモータ
５０ ＮＯｘ吸蔵還元触媒
５１ Ａ／Ｆセンサ
５２ クランクシャフトポジションセンサ
５３ エアクリーナ
５４ スロットルポジションセンサ
５５ サージタンク
５６ エアフロセンサ
５７ 冷却水温度センサ
５８ 吸気温度センサ
６０ 排気温度センサ
６１ 酸素センサ
６２ ノックセンサ
６３ ＮＯｘセンサ
【図１】
2009047068.tif 000003
【図２】
2009047068.tif 000004
【図３】
2009047068.tif 000005
【図４】
2009047068.tif 000006
【図５】
2009047068.tif 000007
【図６】
2009047068.tif 000008
【図７】
2009047068.tif 000009
【図８】
2009047068.tif 000010
【図９】
2009047068.tif 000011
【図１０】
2009047068.tif 000012
【図１１】
2009047068.tif 000013
【図１２】
2009047068.tif 000014