JP4291650B2 - 排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の運転に伴って排出される排気を浄化する排気浄化装置に関し、特に排気浄化触媒に吸蔵された硫黄酸化物を還元して排気浄化触媒から放出させるようにした排気浄化装置に関するものである。

内燃機関、特に希薄燃焼を行う内燃機関から排出される排気中の窒素酸化物ＮＯｘを浄化すべく、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持された触媒コンバータを排気通路に設けることが行われている。ＮＯｘ触媒は、周囲の雰囲気が高酸素濃度状態である場合には排気中の窒素酸化物ＮＯｘを吸蔵し、周囲の雰囲気が低酸素濃度状態であり、かつ還元成分である未燃燃料成分（炭化水素ＨＣ）が存在している場合等には、吸蔵した窒素酸化物ＮＯｘを還元することにより排気を浄化する。

ところで、内燃機関の燃料や潤滑油には硫黄が含まれており、燃焼に際してはその酸化物である硫黄酸化物ＳＯｘが生成される。この硫黄酸化物ＳＯｘは前述した窒素酸化物ＮＯｘと同様にＮＯｘ触媒に吸蔵される。硫黄酸化物ＳＯｘは化学的に安定な物質であるため、排気の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側にしてもＮＯｘ触媒から放出されにくい。そして、硫黄酸化物ＳＯｘの吸蔵量が増加した状態（ＳＯｘ被毒）になると、その吸蔵量分だけ窒素酸化物ＮＯｘの吸蔵量が減少し、ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ吸蔵能力、ひいてはＮＯｘ浄化能力が低下する。

そこで、ＮＯｘ触媒に吸蔵された硫黄酸化物ＳＯｘを離脱（放出）させる被毒回復処理が行われる。被毒回復処理に際しては、例えば、排気行程等で燃料を噴射（アフター噴射）する、排気通路に設けた排気燃料添加弁から燃料を添加する等の方法により排気に燃料が供給され、触媒コンバータの温度（触媒温度）が、ＮＯｘ触媒に吸蔵されている硫黄酸化物ＳＯｘを放出可能な温度（６００℃程度）にまで上昇させられる。さらに、排気燃料添加弁から燃料が間欠的に排気に添加されることにより、排気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の値となるように調整される。この添加された燃料の一部がＮＯｘ触媒内において酸素と反応（酸化）することでＮＯｘ触媒の触媒温度が６００℃以上に保持される。また、添加された燃料の残りがＮＯｘ触媒に供給されることで、その燃料中の炭化水素ＨＣが被毒回復処理に必要な還元剤として供給される。この還元剤によって硫黄酸化物ＳＯｘが還元されてＮＯｘ触媒から放出される。従って、こうした被毒回復処理を定期的に行うことにより、硫黄酸化物ＳＯｘによるＮＯｘ浄化能力の低下を抑制することができる。

なお、関連する技術として、例えば特許文献１には、排気への燃料添加により触媒温度を上昇させることが記載されている。
特開２００３−１４８１３２号公報

前述した被毒回復処理によると、ＮＯｘ触媒を６００℃程度の高温下におき、さらに排気空燃比をリッチにすることで、硫黄酸化物ＳＯｘがＮＯｘ触媒から放出される。ところが、例えば低回転・低負荷時等、特定のエンジン運転領域では排気の量が少なく、これに伴い排気温が低く排気中の酸素の量も少ない。そのため、アウター噴射、燃料添加等により排気に燃料を供給しても、燃料の酸化に伴う発熱量が少なく、触媒温度を６００℃程度まで上昇及び保持し、ＮＯｘ触媒から硫黄酸化物ＳＯｘを放出させることが困難である。その結果、排気に供給した燃料が無駄となり、その分燃費の悪化を招くおそれがある。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気への燃料の無駄な供給を防止し、燃費の悪化を抑制することのできる排気浄化装置を提供することにある。

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に記載の発明では、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、前記排気通路を通じて排気に燃料を供給することにより、前記排気浄化触媒の触媒温度を硫黄酸化物が放出され得る温度にするとともに、前記排気浄化触媒に吸蔵された硫黄酸化物を還元して放出させる放出制御手段とを備える排気浄化装置において、前記排気浄化触媒における前記硫黄酸化物の吸蔵量の変化に基づいて同硫黄酸化物の放出が停滞しているかどうかを判定する放出停滞判定手段と、前記放出停滞判定手段により放出が停滞していると判定されると、前記放出制御手段による燃料の供給を中断する中断手段とを備えている。

上記の構成によれば、排気浄化装置において、放出制御手段によって排気通路を通じて排気に燃料が供給されると、基本的には排気浄化触媒の触媒温度が硫黄酸化物を放出し得る温度まで上昇する。また、供給された燃料により、排気浄化触媒に吸蔵された硫黄酸化物が還元されて排気浄化触媒から放出される。この放出により、排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量が減少する。

しかし、内燃機関の運転状態によっては、放出制御手段により排気へ燃料が供給されても硫黄酸化物の放出が進まず、排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量があまり減少しない現象が起こり得る。この場合、排気への燃料供給を続けても硫黄酸化物を放出させることができない可能性がある。この点、請求項１に記載の発明では、放出停滞判定手段により、排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量の変化に基づいて、硫黄酸化物の放出が停滞しているかどうかが判定される。放出が停滞していると判定された場合には、放出制御手段による燃料の供給が中断手段によって中断される。この中断により、無駄な燃料の供給を少なくして燃費の悪化を抑制することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記内燃機関は車両に搭載されており、前記放出停滞判定手段は少なくとも前記車両の走行速度が渋滞判定用の所定値以下であることを条件に前記判定を行うものであるとする。

車両の走行速度が低いときには、車両が渋滞した道路を走行して、内燃機関が低回転・低負荷状態で運転されている可能性がある。この状態では内燃機関から排出される排気の量が少ない。これに伴い排気温が低く、排気中に含まれる酸素の量も少ない。燃料の燃焼に関わる酸素が少なく排気に燃料が供給されても燃料の酸化に伴う発熱量が少ない。このため、排気浄化触媒の触媒温度を硫黄酸化物が放出され得る温度まで上昇及び保持して、排気浄化触媒から硫黄酸化物を放出させることが困難となり、硫黄酸化物の放出の停滞を招く。

この点、請求項２に記載の発明では、少なくとも車両の走行速度が渋滞判定用の所定値以下であることを条件に、硫黄酸化物の放出が停滞しているかどうかの判定が行われる。このように、走行速度が渋滞判定用の所定値以下であることを放出停滞の判定を行うための条件に加えて、同判定の機会を制限することで、排気浄化装置が、排気への燃料供給を行っても硫黄酸化物を放出させることのできない状態であるかどうかをより精度よく把握することが可能となる。その結果、放出制御手段による燃料供給の中断が不要に行われるのを抑制することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記放出停滞判定手段は、前記停滞判定用の所定条件が満たされると、そのときの前記排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量に基づき判定値を設定し、その設定後の前記排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量と前記判定値とを比較し、その比較結果に基づき、硫黄酸化物の放出が停滞しているかどうかを判定するものであるとする。

硫黄酸化物の放出が停滞すると、時間が経過しても排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量があまり変化（減少）しなくなる。この点、請求項３に記載の発明では、停滞判定用の所定条件が満たされると、そのときの硫黄酸化物の吸蔵量に基づき判定値が設定される。そして、設定後の吸蔵量と判定値とが比較され、その比較結果に基づき硫黄酸化物の放出が停滞しているかどうかが判定される。このように、放出が停滞しているかどうかの判定に吸蔵量の時間変化が考慮されているため判定精度を高めることが可能となる。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記判定値は、前記停滞判定用の所定条件が満たされたときの排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量から所定値を減算した値であるとする。

判定値が設定された後に硫黄酸化物が放出されると、その放出後の排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量は、判定値設定時の吸蔵量よりも少なくなるはずである。放出が適正になされれば、放出後の吸蔵量は判定値設定時の吸蔵量からある値（放出される量）を減算した値と同程度になるはずである。

この点、請求項４に記載の発明では、停滞判定用の所定条件が満たされたときの排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量から所定値を減算した値が判定値として用いられる。従って、適切な値を所定値として用いれば判定値を適切な値に設定することができ、その判定値と吸蔵量との比較によって放出が停滞しているかどうかを精度よく判定することが可能となる。

請求項５に記載の発明では、請求項３又は４に記載の発明において、前記停滞判定用の所定条件は、前記放出制御手段による放出制御中であって前記車両の走行速度が前記渋滞判定用の所定値以下になった直後であることを含んでいるとする。

硫黄酸化物の放出制御が行われているときには排気に燃料が供給される。この状況下で、渋滞している道路での走行に移行すると、前述したように内燃機関から排出される排気の量が少なくなり、これに伴い排気温が低下し、排気中に含まれる酸素の量が少なくなる。従って、燃料の燃焼に伴う発熱量が少ないため触媒温度が十分に高くならず、排気浄化触媒からの硫黄酸化物の放出が停滞する可能性がある。この可能性は、渋滞している道路での走行に移行した時点で生ずる。

この点、請求項５に記載の発明では、放出制御手段による放出制御中に車両の走行速度が渋滞判定用の所定値以下になった直後に停滞判定用の所定条件が満たされる。そして、このときの排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量に基づいて判定値が設定される。このように、硫黄酸化物の放出が停滞する可能性が生じた時点の硫黄酸化物の吸蔵量が判定値の設定に用いられるため、判定値の精度を高めることが可能である。

請求項６に記載の発明では、請求項３〜５のいずれか１つに記載の発明において、前記停滞判定用の所定条件は、前記車両の走行速度が渋滞判定用の所定値以下であって前記放出制御手段による放出制御が開始されたときであることを含んでいるとする。

車両が渋滞している道路で走行しているときには、前述したように内燃機関から排出される排気の量が少なく、これに伴い排気温が低く、排気中に含まれる酸素の量が少なくなっている。このような状況下で硫黄酸化物の放出制御が行われると排気に燃料が供給されるが、燃料の燃焼に関わる酸素の量が少なくその燃焼に伴う発熱量が少ないため触媒温度が十分に高くならず、排気浄化触媒からの硫黄酸化物の放出が停滞する可能性がある。この可能性は硫黄酸化物の放出制御が開始された時点で生ずる。

この点、請求項６に記載の発明では、車両の走行速度が渋滞判定用の所定値以下であって放出制御手段による放出制御が開始されたときに停滞判定用の所定条件が満たされる。そして、このときの排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量に基づいて判定値が設定される。このように、硫黄酸化物の放出が停滞する可能性が生じた時点の硫黄酸化物の吸蔵量が判定値の設定に用いられるため、判定値の精度を高めることが可能となる。

請求項７に記載の発明では、請求項２〜６のいずれか１つに記載の発明において、前記放出停滞判定手段は、前記放出制御手段による放出制御中に前記車両の走行速度が前記渋滞判定用の所定値以下であって、硫黄酸化物の吸蔵量が前記判定値よりも多い状態が所定時間にわたって継続すると前記硫黄酸化物の放出が停滞していると判定するものとする。

硫黄酸化物の放出制御中には排気に燃料が供給される。この状況下で、車両が渋滞している道路を走行すると、前述したように内燃機関から排出される排気の量が少なくなり、これに伴い排気温が低下し、排気中に含まれる酸素の量が少なくなる。従って、燃料の燃焼に伴う発熱量が少ないため触媒温度が十分に高くならず、排気浄化触媒からの硫黄酸化物の放出が停滞しやすくなる。従って、こうした状況が続く場合には、硫黄酸化物の放出が停滞している可能性が高い。

従って、請求項７に記載の発明によるように、放出制御手段による放出制御中に走行速度が渋滞判定用の所定値以下であって、硫黄酸化物の吸蔵量が判定値よりも多い状態が所定時間にわたって継続した場合に、硫黄酸化物の放出が停滞していると判定することで、放出が停滞している旨を精度よく判定することができる。

請求項８に記載の発明では、請求項２〜７のいずれか１つに記載の発明において、前記中断手段による放出制御の中断は前記車両の走行速度が非渋滞判定用の所定値以上となったときに解除されるとする。

車両の走行速度が高くなると、内燃機関から排出される排気の量が多くなり、これに伴い排気温が高くなり、また排気中に含まれる酸素の量も多くなる。燃料の燃焼に関わる酸素が多くなって、排気に供給された燃料の酸化に伴う発熱量が多くなる。このため、排気浄化触媒の触媒温度を硫黄酸化物が放出され得る温度まで上昇及び保持して、排気浄化触媒から硫黄酸化物を放出させることが可能となる。

従って、請求項８に記載の発明によるように、車両の走行速度が非渋滞判定用の所定値以上となった場合に、中断手段による放出制御の中断を解除することで、硫黄酸化物の放出が可能であるにも拘らず放出制御が中断され続けるのを防止することができる。このように適切な時期に放出制御の中断を解除して、過剰に中断が行われるのを抑制することができる。

請求項９に記載の発明では、請求項１〜８のいずれか１つに記載の発明において、前記排気浄化触媒は、排気中の微粒子物質を捕捉するとともに捕捉した微粒子物質を燃焼除去する機能を有しており、前記中断手段による放出制御の中断は、前記排気浄化触媒に堆積した微粒子物質を燃焼除去するための要求がなされたときに解除されるとする。

上記の構成によれば、排気浄化触媒に堆積した微粒子物質を燃焼除去するための要求がなされると、中断手段による放出制御の中断が解除されて、微粒子物質の燃焼除去が可能となる。このように、放出制御の中断が行われているときであっても、微粒子物質の燃焼除去要求がなされると、放出制御の中断を強制的に終了させて微粒子物質を燃焼除去させることで、燃費の悪化抑制よりも排気浄化触媒の再生を優先させることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図を参照して詳細に説明する。
図１は、車両に搭載されたディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１０及びその排気浄化装置１１の構成を示している。エンジン１０は、大きくは吸気通路１２、燃焼室１３、及び排気通路１４を備えて構成されている。吸気通路１２の最上流部には、同吸気通路１２に吸入された空気を浄化するエアクリーナ１５が設けられている。エンジン１０においては、エアクリーナ１５から吸気下流側に向けて順に、吸気通路１２内の空気の流量を検出するエアフロメータ１６、ターボチャージャ１７のコンプレッサ１７Ａ、インタークーラ１８、及び吸気絞り弁１９が配設されている。そして、吸気通路１２は、吸気絞り弁１９の吸気下流側に設けられた吸気マニホールド２０において分岐されており、この分岐部分を通じて、エンジン１０の各気筒の燃焼室１３に接続されている。

各気筒の燃焼室１３には、同燃焼室１３内での燃焼に供される燃料を噴射する燃料噴射弁２１がそれぞれ設けられている。各燃料噴射弁２１には、燃料供給路２２を通じて燃料タンク２３から燃料が供給される。燃料供給路２２には、燃料タンク２３から燃料を吸引して加圧吐出する燃料ポンプ２４、及びその吐出された高圧燃料を蓄圧する高圧燃料配管であるコモンレール２５が設けられている。そして、各気筒の燃料噴射弁２１はコモンレール２５にそれぞれ接続されている。

一方、排気通路１４には、各気筒から排出された排気を集合させるための排気マニホールド２６、及びターボチャージャ１７のタービン１７Ｂが設けられている。
さらに、エンジン１０には、排気の一部を吸気中に再循環させる排気再循環（以下、「ＥＧＲ」と記載する）装置が採用されている。ＥＧＲ装置は、吸気通路１２と排気通路１４とを連通させるＥＧＲ通路２７を備えて構成されている。ＥＧＲ通路２７の上流側は、排気通路１４の排気マニホールド２６とタービン１７Ｂとの間に接続されている。ＥＧＲ通路２７の途中には、その上流側から順に、再循環される排気を浄化するＥＧＲクーラ触媒２８、再循環される排気を冷却するＥＧＲクーラ２９、再循環される排気の流量を調整するＥＧＲ弁３０が配設されている。そしてＥＧＲ通路２７の下流側は、吸気通路１２の吸気絞り弁１９と吸気マニホールド２０との間に接続されている。

こうしたエンジン１０では、吸気通路１２に吸入された空気が、エアクリーナ１５で浄化された後、ターボチャージャ１７のコンプレッサ１７Ａに導入される。コンプレッサ１７Ａでは、導入された空気が圧縮され、インタークーラ１８に吐出される。圧縮によって高温となった空気は、インタークーラ１８にて冷却された後、吸気絞り弁１９及び吸気マニホールド２０を介して各気筒の燃焼室１３に分配供給される。こうした吸気通路１２内の空気の流量は吸気絞り弁１９の開度制御を通じて調整される。またその空気の流量、すなわち吸入空気量はエアフロメータ１６により検出される。

空気の導入された燃焼室１３では、各気筒の圧縮行程において燃料噴射弁２１から燃料が噴射される。そして、吸気通路１２を通じて導入された空気と燃料噴射弁２１から噴射された燃料との混合気が燃焼室１３内で燃焼される。

各気筒の燃焼室１３での燃焼により生じた排気は、排気マニホールド２６を通じてターボチャージャ１７のタービン１７Ｂに導入される。この導入された排気の流勢によってタービン１７Ｂが駆動されると、吸気通路１２に設けられたコンプレッサ１７Ａが連動して駆動され、上記空気の圧縮が行われる。

一方、上記燃焼により生じた排気の一部はＥＧＲ通路２７に導入される。ＥＧＲ通路２７に導入された排気は、ＥＧＲクーラ触媒２８で浄化され、ＥＧＲクーラ２９で冷却された後、吸気通路１２における吸気絞り弁１９の吸気下流側の空気中に再循環される。こうして再循環される排気の流量は、ＥＧＲ弁３０の開度制御を通じて調整される。

上記のようにしてエンジン１０が構成されている。次に、このエンジン１０から排出される排気を浄化するための排気浄化装置１１について説明する。排気浄化装置１１は、排気燃料添加弁３１を備えるほか、排気浄化触媒として３つの触媒コンバータ（第１触媒コンバータ３２、第２触媒コンバータ３３、及び第３触媒コンバータ３４）を備えて構成されている。

第１触媒コンバータ３２はタービン１７Ｂの排気下流側に配設されている。第１触媒コンバータ３２には吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されており、排気中の窒素酸化物ＮＯｘを吸蔵するとともに、還元剤となる未燃燃料成分の供給によりその吸蔵した窒素酸化物ＮＯｘを還元して浄化する。第２触媒コンバータ３３は第１触媒コンバータ３２の排気下流側に配設されている。第２触媒コンバータ３３は、排気中のガス成分の通過を許容し、同排気中の微粒子物質ＰＭの通過を阻止する多孔質材によって形成されており、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されている。第３触媒コンバータ３４は第２触媒コンバータ３３の排気下流側に配設されている。第３触媒コンバータ３４には、排気中の炭化水素ＨＣ及び一酸化炭素ＣＯの酸化を通じて排気の浄化を行う酸化触媒が担持されている。

排気燃料添加弁３１は排気マニホールド２６の排気集合部に配設されている。また、排気燃料添加弁３１は、燃料通路３５を通じて前記燃料ポンプ２４に接続されており、同燃料ポンプ２４から供された燃料を還元剤として排気中に噴射して添加する。この添加された燃料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３２及び第２触媒コンバータ３３に吸蔵されている窒素酸化物ＮＯｘを還元浄化する。さらに、第２触媒コンバータ３３では微粒子物質ＰＭの浄化も同時に実行する。

なお、排気通路１４において第１触媒コンバータ３２と第２触媒コンバータ３３との間の空間には、同空間を通過する排気の温度、すなわち第２触媒コンバータ３３に流入する前の排気の温度（入排気温）を検出する排気温センサ３６が配設されている。また、排気通路１４において第２触媒コンバータ３３よりも下流の空間には、同空間を通過する排気の温度、すなわち第２触媒コンバータ３３を通過した直後の排気の温度（出排気温）を検出する排気温センサ３７が配設されている。また排気通路１４には、第２触媒コンバータ３３の排気上流側と排気下流側の差圧を検出する差圧センサ３８が配設されている。差圧センサ３８によって検出される差圧は、第２触媒コンバータ３３の内部の目詰まりを検出するために用いられる。さらに、排気通路１４の第１触媒コンバータ３２の排気上流側、及び第２触媒コンバータ３３と第３触媒コンバータ３４との間には、排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ３９，４０がそれぞれ配設されている。

以上説明したエンジン１０及び排気浄化装置１１の制御は電子制御装置４１によって行われる。電子制御装置４１は、エンジン１０の制御に係る各種処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータが記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの処理結果等が記憶されるＲＡＭ、電力供給が停止された後にも各種データを記憶保持するバックアップＲＡＭ、外部との情報のやり取りを行うための入・出力ポート等を備えて構成されている。

電子制御装置４１の入力ポートには、上述した各センサに加え、エンジン回転速度を検出するＮＥセンサ４２、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ４３、コモンレール２５の内圧を検出するコモンレールセンサ４４、吸気絞り弁１９の開度を検出する絞り弁センサ４５、車両の走行速度（車速ＳＰＤ）を検出する車速センサ４６等が接続されている。また電子制御装置４１の出力ポートには、上記吸気絞り弁１９や燃料噴射弁２１、燃料ポンプ２４、排気燃料添加弁３１、ＥＧＲ弁３０等が接続されている。そして電子制御装置４１は、上記各センサの検出結果に基づき、それら出力ポートに接続された機器類を制御することで、排気の浄化に係る制御を含めたエンジン１０の各種運転制御を実施する。

電子制御装置４１は、排気の浄化に係る制御の１つとして触媒コンバータ３２〜３４に対する制御（触媒制御）を実行する。この触媒制御には、触媒再生制御モード、硫黄被毒（以下「Ｓ被毒」と記載する）回復制御モード、ＮＯｘ還元制御モード、及び通常制御モードという４つの触媒制御モードが設定されており、電子制御装置４１は触媒コンバータ３２〜３４の状態に応じた触媒制御モードを選択して実行する。

触媒再生制御モードとは、特に第２触媒コンバータ３３内に堆積している微粒子物質ＰＭを燃焼させて二酸化炭素ＣＯ2 と水Ｈ2 Ｏにして排出する制御を行うモードであり、排気燃料添加弁３１からの燃料添加を継続的に繰り返して触媒温度（触媒床温）を高温化（６００〜７００℃）するモードである。

Ｓ被毒回復制御モードとは、第１触媒コンバータ３２及び第２触媒コンバータ３３内のＮＯｘ吸蔵還元触媒が硫黄酸化物ＳＯｘによって被毒されて窒素酸化物ＮＯｘの吸蔵能力が低下した場合に硫黄酸化物ＳＯｘを放出させる制御（Ｓ被毒回復制御）を行うモードであり、このモードでは昇温制御及びＳ放出制御が行われる。昇温制御では、まずエンジン１０の通常の噴射（パイロット噴射、メイン噴射）に加え、膨張行程、排気行程等に燃料噴射弁２１から燃料を噴射させるアフター噴射が行われる。この噴射により、排気温の上昇と排気中の炭化水素ＨＣの増量とが行われ、両触媒コンバータ３２，３３の触媒温度が、排気燃料添加弁３１による燃料添加が可能な温度（３００℃以上）まで上昇する。そして、触媒温度が同温度まで上昇した後に、排気燃料添加弁３１から燃料が噴射（添加）されることにより、両触媒コンバータ３２，３３の触媒温度が上昇して硫黄酸化物ＳＯｘが放出され得る温度（６００℃以上）になる。

Ｓ放出制御では、所定時間（１０秒程度）にわたる排気燃料添加弁３１からの燃料添加と、所定時間（１０秒程度）にわたる添加停止とが繰り返し行われ、排気の空燃比が理論空燃比よりもリッチにされる。また、燃料添加により両触媒コンバータ３２，３３に炭化水素ＨＣが供給され、この炭化水素ＨＣが両触媒コンバータ３２，３３内において酸素と反応して両触媒コンバータ３２，３３の触媒温度が６００℃以上に保持される。これとともに両触媒コンバータ３２，３３内の酸素濃度が低下して、硫黄酸化物ＳＯｘが両触媒コンバータ３２，３３から脱離（放出）される。

こうしたＳ被毒回復制御を定期的に行うことにより、硫黄酸化物ＳＯｘによるＮＯｘ浄化能力の低下が抑えられる。なお、燃料添加が間欠的に行われるのは次の理由による。排気の空燃比が理論空燃比に対しリッチになると両触媒コンバータ３２，３３から放出された硫黄酸化物ＳＯｘ（ＳＯ2 ）が還元されて硫化水素Ｈ2 Ｓとして排出される。この硫化水素Ｈ2 Ｓの排出量は、Ｓ放出制御時において、排気の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に制御している時間が長い場合や、排気の空燃比が理論空燃比に対して過剰にリッチである場合に増加する。一方、排気の空燃比が理論空燃比に近づくほど硫化水素Ｈ2 Ｓは排出されにくくなるが、反面、硫黄酸化物ＳＯｘの放出量も減少する。加えて、硫黄酸化物ＳＯｘの放出のために長い時間燃料が添加されると、その添加により触媒温度が過剰に上昇するおそれがある。そのため、上記のように燃料添加を間欠的に行うことで、硫黄酸化物ＳＯｘの放出を確保しつつ、硫化水素Ｈ2 Ｓの排出と触媒温度の過昇温の抑制とを図るようにしている。なお、電子制御装置４１がＳ被毒回復制御モードを選択して、対応するＳ被毒回復制御を行う処理は放出制御手段に相当する。

ＮＯｘ還元制御モードとは、第１触媒コンバータ３２及び第２触媒コンバータ３３内のＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物ＮＯｘを、窒素Ｎ2 、二酸化炭素ＣＯ2 及び水Ｈ2 Ｏに還元して放出するモードである。このモードでは、排気燃料添加弁３１からの比較的時間をおいた間欠的な燃料添加により、触媒温度が比較的低温（例えば２５０〜５００℃）となる。これ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排気燃料添加弁３１からの還元剤添加はなされない。

ところで、前述したＳ被毒回復制御によると、触媒温度が６００℃程度まで上昇すれば硫黄酸化物ＳＯｘが両触媒コンバータ３２，３３から放出される。ところが、エンジン１０の運転状態によっては、例えば、車両が渋滞している道路を走行しているときには、エンジン１０に吸入される空気の量が少なくて燃焼室１３内の温度が低く、これに伴い入排気温も低くなっている。このような運転状態の下では、昇温制御やＳ放出制御を行って排気に燃料を供給しても、その燃料の燃焼に関わる酸素の量が少ないため、燃焼に伴い発生する熱量が少ない。従って、触媒温度を６００℃程度まで上昇させて硫黄酸化物ＳＯｘを放出させることが困難である。そして、触媒温度が６００℃程度に至らず硫黄酸化物ＳＯｘが放出されなければ、結果として添加した燃料が無駄となり、その分燃費悪化を招く。そこで、本実施形態では、Ｓ放出制御中に硫黄酸化物ＳＯｘの放出が停滞している場合にそのＳ放出制御を中断するようにしている。

次に、上記のように構成された本実施形態の作用及び効果について説明する。図２のフローチャートは、電子制御装置４１によって行われる各種制御のうち、前述した触媒制御モードを設定するためのルーチンを示しており、エンジン１０の出力軸であるクランク軸が所定角度回転する毎に（一定クランク角毎に）実行される。

電子制御装置４１はまずステップ１００において触媒再生制御実行条件が成立しているかどうかを判定する。触媒再生制御実行条件は、「触媒再生要求フラグがＯＮであること」、及び「触媒温度、入排気温、出排気温等の温度に関する条件（触媒再生温度条件）が満たされていること」の２つの条件からなり、両方の条件が満たされた場合にのみ、触媒再生制御実行条件が満たされる。触媒再生要求フラグは、第２触媒コンバータ３３に対する微粒子物質ＰＭの堆積量が「０」のときに「ＯＦＦ」に設定され（図９のタイミングｔ２，ｔ７参照）、同堆積量が所定値ｐｍ１以上になると「ＯＮ」に切替えられる（図９のタイミングｔ１６参照）。微粒子物質ＰＭの堆積量は、例えばエンジン負荷と同堆積量との関係を予め規定したマップを参照して求められる。そして、触媒再生制御実行条件が満たされていると、ステップ１１０へ移行して触媒再生制御モードを触媒制御モードとして設定する。

一方、前記ステップ１００の判定条件が満たされていない（触媒再生制御実行条件不成立）と、次にステップ１２０において、Ｓ被毒回復制御実行条件が成立しているかどうかを判定する。Ｓ被毒回復制御実行条件は以下の７つ条件からなる。

（ｉ）Ｓ被毒回復要求フラグがＯＮであること。同Ｓ被毒回復要求フラグは硫黄酸化物ＳＯｘの被毒量（Ｓ被毒量）が所定値Ｓ１（例えば１．４ｇ）以上になるとＯＮに設定され（図９のタイミングｔ１参照）、所定値（例えば０．６ｇ）を下回るとＯＦＦに設定される。

（ii）触媒温度、入排気温、出排気温等の温度に関する条件（Ｓ被毒回復温度条件）が満たされていること。
（iii ）大気圧が一定値以上であること。

（iv）水温が一定値以上であること。
（ｖ）Ｓ被毒回復中断フラグがＯＦＦであること。これについては後述する。
（vi）アイドル放置時間が一定値以下であること。

（ｖii）酸素センサ３９，４０が活性状態であること。
上記の（ｉ）〜（ｖii）の条件が全て満たされた場合にのみＳ被毒回復制御実行条件が満たされる。そして、Ｓ被毒回復制御実行条件が成立していると、ステップ１３０へ移行してＳ被毒回復制御モードを触媒制御モードとして設定する。

これに対し、前記ステップ１２０の判定条件が満たされていない（Ｓ被毒回復制御実行条件不成立）と、次にステップ１４０において、ＮＯｘ還元制御実行条件が成立しているかどうかを判定する。ＮＯｘ還元制御実行条件は、触媒温度、出排気温等の温度に関する条件（ＮＯｘ還元温度条件）が満たされていることである。そして、ＮＯｘ還元制御実行条件が満たされていると、ステップ１５０においてＮＯｘ還元制御モードを触媒制御モードとして設定し、満たされていないと、ステップ１６０において通常制御モードを触媒制御モードとして設定する。

前記ステップ１１０，１３０，１５０，１６０においていずれかの制御モードを設定すると、触媒制御モード設定ルーチンを終了する。そして、図示しない別のルーチンにおいて、設定された制御モードに応じた触媒制御が行われる。

なお、Ｓ被毒回復制御実行条件の１つに「Ｓ被毒回復中断フラグがＯＦＦであること」が加えられ、上記触媒制御モード設定ルーチン中、同フラグがＯＮの場合に同実行条件が満たされずＳ被毒回復制御が行われない（中断される）処理は、中断手段に相当する。

次に、図３は前述したＳ被毒回復制御実行条件中のＳ被毒回復中断フラグを設定するためのルーチンを示している。このルーチンでは、電子制御装置４１は、Ｓ放出停滞車速フラグを設定する処理（ステップ２００）、Ｓ放出停滞判定値を算出する処理（ステップ３００）、条件成立時間カウンタの処理（ステップ４００）、Ｓ被毒回復中断フラグをＯＮに設定する処理（ステップ５００）、及び同フラグをＯＦＦに設定する処理（ステップ６００）を順に行う。なお、上記Ｓ被毒回復中断フラグ設定ルーチンにおける一連の処理は放出停滞判定手段に相当する。次に、これらの処理の詳細について、図４〜図８を参照して説明する。

図４はＳ放出停滞車速フラグを設定する処理（ステップ２００）の詳細を示している。ここで、Ｓ放出停滞車速フラグは、車両が渋滞している道路を走行しているかどうか、ひいてはＳ放出が停滞する状況であるかどうかを判定する際の指標となるものであり、車速ＳＰＤに基づき設定される。

Ｓ放出停滞車速フラグの設定に際し、電子制御装置４１は、まずステップ２１０において、車速センサ４６による車速ＳＰＤが渋滞判定用の所定値Ｖ１（例えば３０ｋｍ／ｈ）よりも大きいかどうかを判定する。この判定条件が満たされているとステップ２２０でＳ放出停滞車速フラグをＯＮに設定し、満たされていないとステップ２３０でＳ放出停滞車速フラグをＯＦＦに設定する。そして、ステップ２２０又は２３０の処理を経た後、次のＳ放出停滞判定値を算出する処理（ステップ３００）へ移行する。

図５は、Ｓ放出停滞判定値を算出する処理の詳細を示している。Ｓ放出停滞判定値はＳ被毒量に関する値であり、Ｓ放出制御が行われているにも拘らずＳ被毒量がさほど減少していない、すなわちＳ放出が停滞しているかどうかを判定する際の指標となるものである。

このＳ放出停滞判定値の算出に際しては、電子制御装置４１はステップ３１０〜３４０においてＳ放出停滞判定値の算出に適した状況であるかどうかを判定する。ステップ３１０では、触媒制御モードとしてＳ被毒回復制御モードが設定されているかどうかを判定する。この判定条件が満たされていると、ステップ３２０において、今回の制御周期でＳ放出停滞車速フラグがＯＦＦ（ＳＰＤ≦Ｖ１）であるかどうかを判定する。この判定条件が満たされていると、次に、ステップ３３０において、前回の制御周期でＳ放出停滞車速フラグがＯＮ（ＳＰＤ＞Ｖ１）であったかどうかを判定する。この判定条件が満たされていると、すなわち、Ｓ被毒回復制御モード中に、Ｓ放出停滞車速フラグがＯＮからＯＦＦに切替えられると、Ｓ放出停滞判定値の算出に適した状況であるとしてステップ３５０へ移行する。

また、前記ステップ３３０の判定条件が満たされていないと、ステップ３４０において、前回制御周期で触媒制御モードとしてＳ被毒回復制御モード以外のモードが設定されたかどうかを判定する。この判定条件が満たされていると、すなわち、Ｓ放出停滞車速フラグＯＦＦ（ＳＰＤ≦Ｖ１）中にＳ被毒回復制御モードに切替えられると、この場合もまたＳ放出停滞判定値の算出に適した状況であるとしてステップ３５０へ移行する。

前記ステップ３３０又は３４０から移行したステップ３５０では、そのときのＳ被毒量から所定値ΔＳを減算し、その減算結果をＳ放出停滞判定値として設定する。
一方、前記ステップ３１０，３２０，３４０の判定条件が満たされない場合には、ステップ３６０〜３８０において前記Ｓ放出停滞判定値とそのときどきのＳ被毒量とに基づき、Ｓ放出停滞フラグを設定する。ステップ３６０では、Ｓ放出停滞判定値がそのときのＳ被毒量以上であるかどうかを判定する。この判定条件が満たされているとステップ３７０でＳ放出停滞フラグをＯＦＦに設定し、満たされていないとステップ３８０で同Ｓ放出停滞フラグをＯＮに設定する。このように、Ｓ放出停滞判定値の算出時以外に、Ｓ放出停滞判定値とＳ被毒量との比較結果に基づきＳ放出停滞フラグが設定される。そして、前記ステップ３５０，３７０又は３８０の処理を経た後、次の条件成立時間カウンタの処理（ステップ４００）へ移行する。

なお、前述したステップ３５０でのＳ放出停滞判定値の算出処理において、所定値ΔＳを過剰に小さな値に設定すると、Ｓ被毒量の減少度合が小さくてもＳ被毒量がＳ放出停滞判定値以下となってＳ放出停滞フラグがＯＦＦに設定される。その結果、Ｓ放出制御が中断されにくくなって、燃費悪化を抑制する効果が得られにくくなる。反面、所定値ΔＳを過剰に大きな値に設定すると、Ｓ被毒量の減少度合が大きくてもＳ被毒量がＳ放出停滞判定値よりも大きくなってＳ放出停滞フラグがＯＮに設定される。その結果、Ｓ放出制御の中断が過剰に行われて、Ｓ放出による被毒回復効果が得られにくくなる。従って、所定値ΔＳは燃費悪化に至らず、また被毒回復効果が損なわれないことを考慮して設定されることが好ましい。本実施形態では、これらの点を考慮して所定値ΔＳを一定の値（例えば０．０３ｇ）に設定している。

図６は条件成立時間カウンタの処理（ステップ４００）の詳細を示している。ここで、条件成立時間カウンタは、Ｓ放出制御を中断する条件が成立している時間を計測するためのものである。電子制御装置４１は、Ｓ被毒回復制御モードであるかどうか（ステップ４１０）、Ｓ放出停滞車速フラグがＯＦＦであるかどうか（ステップ４２０）、Ｓ放出停滞フラグがＯＮであるかどうか（ステップ４３０）をそれぞれ判定する。そして、これらのステップ４１０〜４３０の判定条件が全て満たされていると、ステップ４４０において条件成立時間カウンタを「１」カウントアップする。一方、ステップ４１０〜４３０の判定条件のいずれか１つでも満たされていないと、ステップ４５０において条件成立時間カウンタをクリアする。そして、前記ステップ４４０又は４５０の処理を経た後、次のＳ被毒回復中断フラグをＯＮに設定する処理（ステップ５００）へ移行する。

図７はこの処理の詳細を示している。電子制御装置４１は、Ｓ被毒回復制御モードであるかどうか（ステップ５１０）、車速ＳＰＤが所定値Ｖ１（ここでは３０ｋｍ／ｈ）以下であるかどうか（ステップ５２０）、及び条件成立時間カウンタが所定値Ｃ１（例えば３分に相当する値）以上であるかどうか（ステップ５３０）をそれぞれ判定する。そして、これらのステップ５１０〜５３０の判定条件が全て満たされている場合には、ステップ５４０においてＳ被毒回復中断フラグをＯＮに設定し、次のＳ被毒回復中断フラグをＯＦＦに設定する処理（ステップ６００）へ移行する。これに対し、ステップ５１０〜５３０の判定条件のいずれか１つでも満たされていないと、Ｓ被毒回復中断フラグに対しては何ら操作をせず、この場合にはそのまま次のＳ被毒回復中断フラグをＯＦＦに設定する処理（ステップ６００）へ移行する。

図８は、このＯＦＦに設定する処理の詳細を示している。電子制御装置４１はまずステップ６１０において、Ｓ被毒回復中断フラグがＯＮであるかどうかを判定する。この判定条件が満たされていると、次にステップ６２０において、車速ＳＰＤが非渋滞判定用の所定値Ｖ２（例えば６０ｋｍ／ｈ）以上であるかどうかを判定する。この判定条件が満たされていると、渋滞していない道路を走行していてＳ放出制御が停滞しないと考えられることから、ステップ６４０においてＳ被毒回復中断フラグをＯＦＦに設定する。

これに対し、前記ステップ６２０の判定条件が満たされていないと、ステップ６３０において触媒再生要求がなされているかどうか（触媒再生要求フラグがＯＮであるかどうか）を判定する。この判定条件が満たされている場合には、堆積した微粒子物質ＰＭを燃焼除去させることを目的として、Ｓ放出制御の中断よりも触媒再生制御を優先させて行うために、ステップ６４０においてＳ被毒回復中断フラグをＯＦＦに設定する。このように、車速ＳＰＤが所定値Ｖ２以上になるか、又は触媒再生制御モードである場合にはＳ被毒回復中断フラグをＯＦＦに設定する。そして、ステップ６４０の処理を経た後、Ｓ被毒回復中断フラグをＯＦＦに設定する処理を終える。また、ステップ６１０又は６３０の判定条件が満たされていない場合には、Ｓ被毒回復中断フラグに対し何ら操作を行うことなく、そのままＳ被毒回復中断フラグをＯＦＦに設定する処理を終える。

なお、Ｓ被毒回復制御の中断中にＳ被毒回復中断フラグがＯＦＦに設定されると、前述したＳ被毒回復制御実行条件が満たされるため、Ｓ被毒回復制御モードが設定されてＳ被毒回復制御の中断が解除される。

図９は、前述した触媒制御モード設定ルーチン及びＳ被毒回復中断フラグ設定ルーチンの各処理が行われた場合のフラグ、カウンタ等の変化の態様を示している。
タイミングｔ１において、Ｓ被毒量が所定値Ｓ１を越えると、Ｓ被毒回復要求フラグがＯＦＦからＯＮに切替えられ、この切替えにより触媒再生制御モードが触媒制御モードとして設定される。この設定に応じて触媒再生制御が行われることにより両触媒コンバータ３２，３３に堆積した微粒子物質ＰＭが燃焼除去されて微粒子物質ＰＭの堆積量が増加から減少に転じる。両触媒コンバータ３２，３３におけるＳ被毒量は増加してゆく。

この減少により、タイミングｔ２において微粒子物質ＰＭの堆積量が「０」になると、触媒再生制御実行条件が成立しなくなり（ステップ１００：ＮＯ）、Ｓ被毒回復制御実行条件の成立によりＳ被毒回復制御モードが設定される。この設定に応じてＳ被毒回復制御が開始される。Ｖ１≧ＳＰＤの状況が続いているものの触媒再生制御モードからＳ被毒回復制御モードに切替った直後であることから、図５では、ステップ３１０→３２０→３３０→３４０→３５０の順に処理が行われて、Ｓ放出停滞判定値が算出される。

タイミングｔ２を過ぎると、条件成立時間カウンタのカウント動作が開始される。また、前記Ｓ被毒回復制御によりＳ被毒量が増加から減少に転じる。一方、触媒再生制御の停止により、微粒子物質ＰＭの堆積量が減少から増加に転じる。

タイミングｔ３で車速ＳＰＤが所定値Ｖ１を越えると、図６のステップ４２０→４５０の処理により条件成立時間カウンタがクリアされる。
その後、タイミングｔ４において、車速ＳＰＤが所定値Ｖ１以下になると、図５のステップ３１０→３２０→３３０→３５０の処理によりＳ放出停滞判定値が算出される。

タイミングｔ４を過ぎると条件成立時間カウンタのカウント動作が開始される。Ｓ被毒回復制御が行われているにも拘わらず、Ｓ被毒量がＳ放出停滞判定値以上である状況が継続し、前記カウント動作の開始から所定時間が経過しても（タイミングｔ５でカウント値が所定値Ｃ１になっても）なおＳ被毒量がＳ放出停滞判定値以上であると、図７においてステップ５１０→５２０→５３０→５４０の順に処理が行われる。Ｓ被毒回復中断フラグがＯＦＦからＯＮに切替えられる。この切替えによりＳ被毒回復制御実行条件が成立しなくなり、Ｓ被毒回復制御が中断される。また、触媒制御モードとして、Ｓ被毒回復制御モードとは異なるモードであるＮＯｘ還元制御モード又は通常制御モード（ここでは、ＮＯｘ還元制御モード）が設定され、その制御モードに応じた触媒制御（ＮＯｘ還元制御）が行われる。

その後、タイミングｔ６において、車速ＳＰＤが所定値Ｖ２以上になると、図８ではステップ６１０→６２０→６４０の順に処理が行われてＳ被毒回復中断フラグがＯＮからＯＦＦに切替えられる。この切替えによりＳ被毒回復制御実行条件が成立し、Ｓ被毒回復制御モードの設定が可能となる。ただし、この場合には、微粒子物質ＰＭがある程度の量堆積していることから、すぐにはＳ被毒回復制御モードには移行せず、まず触媒再生制御モードが設定される。この設定により微粒子物質ＰＭが燃焼除去されてその堆積量が増加から減少に転じる。

この減少により、タイミングｔ７で微粒子物質ＰＭの堆積量が「０」となって触媒再生制御実行条件が満たされなくなるとともにＳ被毒回復制御実行条件が成立すると、Ｓ被毒回復制御モードが設定されてＳ被毒回復制御が開始される。この開始によりＳ被毒量が増加から減少に転じ、ＰＭ堆積量が増加し始める。

なお、タイミングｔ７〜ｔ１５の期間には、前述したタイミングｔ２〜ｔ５の期間と同様の作用が行われる。例えば、Ｓ被毒回復制御中のタイミングｔ８（ｔ１２）で車速ＳＰＤが所定値Ｖ１以下になると、Ｓ放出停滞判定値が算出される。タイミングｔ８（ｔ１２）を過ぎると、条件成立時間カウンタのカウント動作が開始される。しかし、カウント値が所定値Ｃ１になる前のタイミングｔ９（ｔ１３）でＳ被毒量がＳ放出停滞判定値よりも少なくなると、条件成立時間カウンタがクリアされる。そして、Ｓ被毒量が増加してタイミングｔ１０（ｔ１４）でＳ放出停滞判定値を越えると、条件成立時間カウンタのカウント動作が再び開始される。カウント値が所定値Ｃ１になる前のタイミングｔ１１で車速ＳＰＤが所定値Ｖ１を上回ると条件成立時間カウンタがクリアされる。また、カウント値が所定値Ｃ１になる前のタイミングｔ１５でＳ被毒量がＳ放出停滞判定値よりも少なくなると、条件成立時間カウンタがクリアされる。

ところで、前述したタイミングｔ６では、車速ＳＰＤが非渋滞判定用の所定値Ｖ２以上になったことをもってＳ被毒回復中断フラグをＯＦＦに切替えたが、タイミングｔ１６でも同様にＯＦＦに切替えられる。この場合には、微粒子物質ＰＭの堆積量が所定値ｐｍ１以上となって、触媒再生要求フラグがＯＮとなって触媒再生制御モードが設定されたことをもってＳ被毒回復中断フラグがＯＦＦに切替えられる。そして、この切替えに応じて触媒再生制御が行われ、ＰＭ堆積量が増加から減少に転じる。

以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）エンジン１０の運転状態によっては、排気へ燃料が供給されても硫黄酸化物ＳＯｘの放出が進まず、両触媒コンバータ３２，３３における硫黄酸化物ＳＯｘの吸蔵量（Ｓ被毒量）があまり減少しない現象が起こり得る。この場合、排気への燃料供給を続けても硫黄酸化物ＳＯｘを放出させることができない可能性がある。この点、本実施形態では、両触媒コンバータ３２，３３におけるＳ被毒量の変化に基づいて、硫黄酸化物ＳＯｘの放出が停滞しているかどうかの判定を行い、放出が停滞していると判定した場合には、排気への燃料供給を中断するようにしている。そのために、Ｓ放出停滞フラグがＯＦＦであることをＳ被毒回復制御実行条件の１つに加え、同Ｓ放出停滞フラグがＯＮであるときにはＳ被毒回復制御を中断するようにしている。この中断により、無駄な燃料の供給を少なくして燃費の悪化を抑制することができる。

（２）車速が低いときには、車両が渋滞した道路を走行して、エンジン１０が低回転・低負荷状態で運転されている可能性がある。この状態ではエンジン１０から排出される排気の量が少なく、これに伴い排気温が低く、排気中に含まれる酸素の量も少ない。燃料の燃焼に関わる酸素が少なく排気に燃料が供給されても燃料の酸化に伴う発熱量が少ない。このため、両触媒コンバータ３２，３３の触媒温度を硫黄酸化物ＳＯｘが放出され得る温度まで上昇及び保持して、両触媒コンバータ３２，３３から硫黄酸化物ＳＯｘを放出させることが困難となり、上述した硫黄酸化物ＳＯｘの放出の停滞を招く。

この点、本実施形態では、少なくとも車速ＳＰＤが渋滞判定用の所定値Ｖ１以下であること（ステップ５２０）を条件に、硫黄酸化物ＳＯｘの放出が停滞しているかどうかを判定するようにしている。このように、車速ＳＰＤが渋滞判定用の所定値Ｖ１以下であることを、放出停滞の判定を行うための条件に加えて、同判定の機会を制限することで、排気浄化装置１１が、排気への燃料供給を行っても硫黄酸化物ＳＯｘを放出させることのできない状態であるかどうかをより精度よく把握することができる。その結果、排気への燃料供給の中断が不要に行われるのを抑制することができる。

（３）硫黄酸化物ＳＯｘの放出が停滞すると、時間が経過しても両触媒コンバータ３２，３３におけるＳ被毒量があまり変化（減少）しなくなる。この点、本実施形態では、停滞判定用の所定条件が満たされると、そのときのＳ被毒量に基づきＳ放出停滞判定値を設定する（ステップ３１０〜３５０）。そして、設定後のＳ被毒量とＳ放出停滞判定値とを比較し、その比較結果に基づいて硫黄酸化物ＳＯｘの放出が停滞しているかどうかを判定するようにしている（ステップ３６０〜３８０）。このように、放出が停滞しているかどうかの判定にＳ被毒量の時間変化を考慮しているため判定精度を高めることができる。

（４）Ｓ放出停滞判定値を設定した後に硫黄酸化物ＳＯｘが放出されると、その放出後の両触媒コンバータ３２，３３におけるＳ被毒量は、Ｓ放出停滞判定値設定時のＳ被毒量よりも少なくなるはずである。放出が適正になされれば、放出後のＳ被毒量はＳ放出停滞判定値設定時のＳ被毒量からある値（放出される量）を減算した値と同程度になるはずである。

この点、本実施形態では、停滞判定用の所定条件が満たされたときの両触媒コンバータ３２，３３におけるＳ被毒量から所定値ΔＳを減算した値をＳ放出停滞判定値として用いるようにしている（ステップ３５０）。従って、適切な値を所定値ΔＳとして用いることで、Ｓ放出停滞判定値を適切な値に設定することができ、そのＳ放出停滞判定値とＳ被毒量とを比較することで放出が停滞しているかどうかを精度よく判定することができる。

（５）硫黄酸化物ＳＯｘの放出制御中には排気に燃料が供給される。この状況下で、渋滞している道路での走行に移行すると、エンジン１０から排出される排気の量が少なくなる。これに伴い排気温が低下し、排気中に含まれる酸素の量が少なくなる。従って、燃料の燃焼に伴う発熱量が少ないため触媒温度が十分に高くならず、両触媒コンバータ３２，３３からの硫黄酸化物ＳＯｘの放出が停滞する可能性がある。この可能性は、渋滞している道路での走行に移行した時点で生ずる。

この点、本実施形態では、硫黄酸化物ＳＯｘの放出制御中に車速ＳＰＤが渋滞判定用の所定値Ｖ１以下になった直後であることを停滞判定用の所定条件（ステップ３１０〜３３０）とし、この所定条件が満たされたときの両触媒コンバータ３２，３３におけるＳ被毒量に基づいてＳ放出停滞判定値を設定するようにしている。このように、硫黄酸化物ＳＯｘの放出が停滞する可能性が生じた時点のＳ被毒量をＳ放出停滞判定値の設定に用いるため、Ｓ放出停滞判定値の精度を高めることができる。

（６）上記（５）に関連するが、車両が渋滞している道路で走行しているときには、エンジン１０から排出される排気の量が少なく、これに伴い排気温が低く、排気中に含まれる酸素の量が少なくなっている。このような状況下で硫黄酸化物ＳＯｘの放出制御が行われると排気に燃料が供給されるが、燃料の燃焼に伴う発熱量が少ないため触媒温度が十分に高くならず、両触媒コンバータ３２，３３からの硫黄酸化物ＳＯｘの放出が停滞する可能性がある。この可能性は硫黄酸化物ＳＯｘの放出制御が開始された時点で生ずる。

この点、本実施形態では、車速ＳＰＤが渋滞判定用の所定値Ｖ１以下であって硫黄酸化物ＳＯｘの放出制御が開始されたときであることを停滞判定用の所定条件（ステップ３１０〜３４０）とし、この所定条件が満たされたときの両触媒コンバータ３２，３３におけるＳ被毒量に基づいてＳ放出停滞判定値を設定するようにしている。このように、硫黄酸化物ＳＯｘの放出が停滞する可能性が生じた時点のＳ被毒量をＳ放出停滞判定値の設定に用いるため、設定の精度を高めることができる。

（７）硫黄酸化物ＳＯｘの放出制御中には排気に燃料が供給される。この状況下で、車両が渋滞している道路を走行すると、エンジン１０から排出される排気の量が少なくなり、これに伴い排気温が低下し、排気中に含まれる酸素の量が少なくなる。従って、燃料の燃焼に伴う発熱量が少ないため触媒温度が十分に高くならず、触媒コンバータ３２，３３からの硫黄酸化物ＳＯｘの放出が停滞しやすくなる。こうした状況が続く場合には、硫黄酸化物ＳＯｘの放出が停滞している可能性が高い。

この点、本実施形態では、硫黄酸化物ＳＯｘの放出制御中に車速ＳＰＤが渋滞判定用の所定値Ｖ１以下であって、Ｓ被毒量がＳ放出停滞判定値よりも多い状態が所定時間にわたって継続している場合、硫黄酸化物ＳＯｘの放出が停滞していると判定するようにしている（ステップ５１０〜５４０）。このような判定を行うことで、放出が停滞している旨の判定精度を高めることができる。

（８）車速ＳＰＤが高くなると、エンジン１０から排出される排気の量が多くなり、これに伴い排気温が高くなり、また排気中に含まれる酸素の量も多くなり、燃料の燃焼に関わる酸素が多くなって、排気に供給された燃料の酸化に伴う発熱量が多くなる。両触媒コンバータ３２，３３の触媒温度を硫黄酸化物ＳＯｘが放出され得る温度まで上昇及び保持して、両触媒コンバータ３２，３３から硫黄酸化物ＳＯｘを放出させることが可能となる。

この点、本実施形態では車速ＳＰＤが非渋滞判定用の所定値Ｖ２以上となった場合に、硫黄酸化物ＳＯｘの放出制御の中断を解除するようにしている（ステップ６２０，６４０）。この中断解除により硫黄酸化物ＳＯｘの放出が可能であるにも拘らず放出制御が中断され続けるのを防止することができる。このように適切な時期に放出制御の中断を解除して、過剰に中断が行われるのを抑制することができる。

（９）硫黄酸化物ＳＯｘの放出制御の中断が行われているときであっても、微粒子物質ＰＭの再生要求がなされる（触媒再生要求フラグがＯＮに切替えられる）と、その放出制御の中断を強制的に終了させて微粒子物質ＰＭを燃焼除去させるようにしている（ステップ６１０，６３０，６４０）。このため、燃費の悪化抑制よりも触媒コンバータの再生を優先させることができる。

なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・前記実施形態において、触媒再生制御モードが設定されること（ステップ６３０）を、Ｓ被毒回復中断フラグをＯＦＦさせる条件から外してもよい。

・停滞判定用の所定条件が満たされた時点を基準とし、その時点から所定時間が経過するまでの期間におけるＳ被毒量の減少度合を求め、その減少度合が所定値よりも小さい場合にＳ放出が停滞していると判定するようにしてもよい。

・停滞判定用の所定条件を前記実施形態とは異なる内容に変更してもよい。例えば、（ａ）Ｓ被毒回復制御中であって車速ＳＰＤが渋滞判定用の所定値Ｖ１以下になった直後であること、（ｂ）車速ＳＰＤが渋滞判定用の所定値Ｖ１以下であってＳ被毒回復制御が開始されること、の一方を前記所定条件から外してもよい。

・本発明は車両以外に搭載された内燃機関の排気浄化装置にも適用することができる。

本発明の排気浄化装置の一実施形態についてその構成を示す略図。 触媒制御モードを設定する手順を示すフローチャート。 Ｓ被毒回復中断フラグを設定する手順を示すフローチャート。 Ｓ放出停滞車速フラグを設定する手順を示すフローチャート。 Ｓ放出停滞判定値を算出する手順を示すフローチャート。 条件成立時間カウンタを処理する手順を示すフローチャート。 Ｓ被毒回復中断フラグをＯＮに設定する手順を示すフローチャート。 Ｓ被毒回復中断フラグをＯＦＦに設定する手順を示すフローチャート。 排気浄化装置の作用を説明するタイミングチャート。

符号の説明

１０…ディーゼルエンジン（内燃機関）、１１…排気浄化装置、１４…排気通路、３２…第１触媒コンバータ（排気浄化触媒）、３３…第２触媒コンバータ（排気浄化触媒）、４１…電子制御装置（放出制御手段、放出停滞判定手段、中断手段）、ＰＭ…微粒子物質、ＳＯｘ…硫黄酸化物、ＳＰＤ…車速、ΔＳ…所定値、Ｖ１…渋滞判定用の所定値、Ｖ２…非渋滞判定用の所定値。

Claims (9)

1. 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
   前記排気通路を通じて排気に燃料を供給することにより、前記排気浄化触媒の触媒温度を硫黄酸化物が放出され得る温度にするとともに、前記排気浄化触媒に吸蔵された硫黄酸化物を還元して放出させる放出制御手段と
   を備える排気浄化装置において、
   前記排気浄化触媒における前記硫黄酸化物の吸蔵量の変化に基づいて同硫黄酸化物の放出が停滞しているかどうかを判定する放出停滞判定手段と、
   前記放出停滞判定手段により放出が停滞していると判定されると、前記放出制御手段による燃料の供給を中断する中断手段と
   を備えることを特徴とする排気浄化装置。
2. 前記内燃機関は車両に搭載されており、前記放出停滞判定手段は少なくとも前記車両の走行速度が渋滞判定用の所定値以下であることを条件に前記判定を行うものである請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 前記放出停滞判定手段は、前記停滞判定用の所定条件が満たされると、そのときの前記排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量に基づき判定値を設定し、その設定後の前記排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量と前記判定値とを比較し、その比較結果に基づき、硫黄酸化物の放出が停滞しているかどうかを判定するものである請求項２に記載の排気浄化装置。
4. 前記判定値は、前記停滞判定用の所定条件が満たされたときの排気浄化触媒における硫黄酸化物の吸蔵量から所定値を減算した値である請求項３に記載の排気浄化装置。
5. 前記停滞判定用の所定条件は、前記放出制御手段による放出制御中であって前記車両の走行速度が前記渋滞判定用の所定値以下になった直後であることを含む請求項３又は４に記載の排気浄化装置。
6. 前記停滞判定用の所定条件は、前記車両の走行速度が渋滞判定用の所定値以下であって前記放出制御手段による放出制御が開始されたときであることを含む請求項３〜５のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
7. 前記放出停滞判定手段は、前記放出制御手段による放出制御中に前記車両の走行速度が前記渋滞判定用の所定値以下であって、硫黄酸化物の吸蔵量が前記判定値よりも多い状態が所定時間にわたって継続すると前記硫黄酸化物の放出が停滞していると判定する請求項２〜６のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
8. 前記中断手段による放出制御の中断は前記車両の走行速度が非渋滞判定用の所定値以上となったときに解除される請求項２〜７のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
9. 前記排気浄化触媒は、排気中の微粒子物質を捕捉するとともに捕捉した微粒子物質を燃焼除去する機能を有しており、前記中断手段による放出制御の中断は、前記排気浄化触媒に堆積した微粒子物質を燃焼除去するための要求がなされたときに解除される請求項１〜８のいずれか１つに記載の排気浄化装置。

Images