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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024013724
(43)【公開日】2024-02-01
(54)【発明の名称】車両
(51)【国際特許分類】
F02D 43/00 20060101AFI20240125BHJP
【ＦＩ】
F02D43/00 301T
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022116041
(22)【出願日】2022-07-21
(71)【出願人】
【識別番号】000005348
【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ
(74)【代理人】
【識別番号】110000936
【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】門田 浩之
【テーマコード（参考）】
3G384
【Ｆターム（参考）】
3G384BA33
3G384DA14
3G384EB07
3G384EB10
3G384ED07
3G384FA44Z
(57)【要約】
【課題】ＮＯｘ吸蔵還元触媒における硫黄成分の吸蔵分布を高精度に推定する。
【解決手段】車両は、エンジンと、前記エンジンに接続された排気流路に設けられるＮＯｘ吸蔵還元触媒と、１つまたは複数のプロセッサ、および、前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリを有する制御装置と、を備え、前記プロセッサは、前記エンジンに供給される燃料の流量および前記エンジンの負荷に基づいて、排気ガスの流れ方向と、前記排気ガスの流れ方向に交差する所定の１方向とに分割された、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の複数の分割領域ごとに、硫黄成分の吸蔵量を推定すること、を含む処理を実行する。
【選択図】図１
【解決手段】車両は、エンジンと、前記エンジンに接続された排気流路に設けられるＮＯｘ吸蔵還元触媒と、１つまたは複数のプロセッサ、および、前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリを有する制御装置と、を備え、前記プロセッサは、前記エンジンに供給される燃料の流量および前記エンジンの負荷に基づいて、排気ガスの流れ方向と、前記排気ガスの流れ方向に交差する所定の１方向とに分割された、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の複数の分割領域ごとに、硫黄成分の吸蔵量を推定すること、を含む処理を実行する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジンと、
前記エンジンに接続された排気流路に設けられるＮＯｘ吸蔵還元触媒と、
１つまたは複数のプロセッサ、および、前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリを有する制御装置と、
を備え、
前記プロセッサは、
前記エンジンに供給される燃料の流量および前記エンジンの負荷に基づいて、排気ガスの流れ方向と、前記排気ガスの流れ方向に交差する所定の１方向とに分割された、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の複数の分割領域ごとに、硫黄成分の吸蔵量を推定すること、
を含む処理を実行する、車両。
前記エンジンに接続された排気流路に設けられるＮＯｘ吸蔵還元触媒と、
１つまたは複数のプロセッサ、および、前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリを有する制御装置と、
を備え、
前記プロセッサは、
前記エンジンに供給される燃料の流量および前記エンジンの負荷に基づいて、排気ガスの流れ方向と、前記排気ガスの流れ方向に交差する所定の１方向とに分割された、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の複数の分割領域ごとに、硫黄成分の吸蔵量を推定すること、
を含む処理を実行する、車両。
【請求項2】
前記プロセッサは、
前記エンジンが高負荷である場合、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の複数の分割領域のうち、前記排気ガスの流れ方向に並んだ複数の分割領域を含む所定の高負荷分割領域の各分割領域の前記吸蔵量の推定値を増加させ、
前記エンジンが低負荷である場合、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の複数の分割領域のうち、前記１方向に並んだ複数の分割領域を含む所定の低負荷分割領域の各分割領域の前記吸蔵量の推定値を増加させる、請求項１に記載の車両。
前記エンジンが高負荷である場合、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の複数の分割領域のうち、前記排気ガスの流れ方向に並んだ複数の分割領域を含む所定の高負荷分割領域の各分割領域の前記吸蔵量の推定値を増加させ、
前記エンジンが低負荷である場合、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の複数の分割領域のうち、前記１方向に並んだ複数の分割領域を含む所定の低負荷分割領域の各分割領域の前記吸蔵量の推定値を増加させる、請求項１に記載の車両。
【請求項3】
前記プロセッサは、
前記エンジンが高負荷である場合、前記高負荷分割領域における各分割領域において、分配率を異ならせて前記吸蔵量の推定値を増加させ、
前記エンジンが低負荷である場合、前記低負荷分割領域における各分割領域において、分配率を異ならせて前記吸蔵量の推定値を増加させる、請求項２に記載の車両。
前記エンジンが高負荷である場合、前記高負荷分割領域における各分割領域において、分配率を異ならせて前記吸蔵量の推定値を増加させ、
前記エンジンが低負荷である場合、前記低負荷分割領域における各分割領域において、分配率を異ならせて前記吸蔵量の推定値を増加させる、請求項２に記載の車両。
【請求項4】
前記プロセッサは、
前記高負荷分割領域の各分割領域の前記吸蔵量の推定値の合計が所定の第１閾値以上である場合、または、前記低負荷分割領域の各分割領域の前記吸蔵量の推定値の合計が所定の第２閾値以上である場合に、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒から硫黄成分を脱離させる硫黄脱離処理を実行する、請求項２または３に記載の車両。
前記高負荷分割領域の各分割領域の前記吸蔵量の推定値の合計が所定の第１閾値以上である場合、または、前記低負荷分割領域の各分割領域の前記吸蔵量の推定値の合計が所定の第２閾値以上である場合に、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒から硫黄成分を脱離させる硫黄脱離処理を実行する、請求項２または３に記載の車両。
【請求項5】
前記プロセッサは、
前記高負荷分割領域の各分割領域の前記吸蔵量の推定値の合計が所定の第１閾値以上である場合に、前記エンジンが高負荷であると、前記エンジンによるリーン燃焼を禁止し、
前記低負荷分割領域の各分割領域の前記吸蔵量の推定値の合計が所定の第２閾値以上である場合に、前記エンジンが低負荷であると、前記エンジンによるリーン燃焼を禁止する、請求項２または３に記載の車両。
前記高負荷分割領域の各分割領域の前記吸蔵量の推定値の合計が所定の第１閾値以上である場合に、前記エンジンが高負荷であると、前記エンジンによるリーン燃焼を禁止し、
前記低負荷分割領域の各分割領域の前記吸蔵量の推定値の合計が所定の第２閾値以上である場合に、前記エンジンが低負荷であると、前記エンジンによるリーン燃焼を禁止する、請求項２または３に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に関する。
【背景技術】
【0002】
エンジンから排出される排気ガスが流通する排気流路には、排気ガスに含まれるＮＯｘ（つまり、窒素酸化物）を浄化するＮＯｘ吸蔵還元触媒が設けられる場合がある。ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、ＬＮＴ（つまり、Ｌｅａｎ ＮＯｘ Ｔｒａｐ）とも呼ばれる。ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、ＮＯｘのみならず、排気ガスに含まれる硫黄成分、例えばＳＯｘ（つまり、硫黄酸化物）も吸蔵してしまう。ＮＯｘ吸蔵還元触媒における硫黄成分の吸蔵量は、車両の運転時間、つまり、エンジンの運転時間が長くなるにつれて増加する。ＮＯｘ吸蔵還元触媒において硫黄成分の吸蔵量が増加すると、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の浄化性能が低下してしまうという問題がある。
【0003】
そこで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒が設けられる車両では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒全体における硫黄成分の吸蔵量が所定の閾値以上になると、ＮＯｘ吸蔵還元触媒から硫黄成分を脱離させる硫黄脱離処理が実行され、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の浄化性能が回復される。硫黄脱離処理は、Ｓパージとも呼ばれる。ＮＯｘ吸蔵還元触媒における硫黄成分の吸蔵量を推定する技術として、例えば、特許文献１には、エンジンの運転状態に基づいて排気ガスに含まれるＳＯｘ量を推定し、推定したＳＯｘ量を逐次積算し、このＳＯｘ量の積算値をＮＯｘ吸蔵還元触媒における硫黄成分の吸蔵量とみなす技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１３－２３１３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒における硫黄成分の吸蔵量は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に接触した排気ガスの総量に依存する。以下、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に接触した排気ガスの総量を「接触総量」という。例えば、接触総量が多い場合、ＮＯｘ吸蔵還元触媒における硫黄成分の吸蔵量は多くなり、接触総量が少ない場合、硫黄成分の吸蔵量は少なくなる。
【0006】
しかし、車両の運転の仕方、排気流路の形状等によって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒において、接触総量が異なる領域が生じる場合がある。この場合、ＮＯｘ吸蔵還元触媒における接触総量が少ない領域は、硫黄成分の吸蔵量が少なく浄化性能を維持しているが、接触総量が多い領域は、硫黄成分の吸蔵量が多く浄化性能が低下してしまうという事態が生じる。
【0007】
このため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒全体における硫黄成分の吸蔵量に基づき硫黄脱離処理の実行タイミングを判断する従来技術では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒における接触総量が多い領域で浄化性能が低下しているにも拘わらず、硫黄脱離処理が実行されなくなってしまうという問題がある。また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒全体における硫黄成分の吸蔵量に基づきリーン燃焼の禁止を開始するタイミングを判断する従来技術では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒における接触総量が少ない領域でまだ浄化性能が維持されているにも拘わらず、リーン燃焼が禁止され、燃費が悪化してしまうという問題がある。
【0008】
そこで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒における硫黄成分の吸蔵分布を高精度に推定する技術の開発が希求されている。
【0009】
本発明は、このような課題に鑑み、ＮＯｘ吸蔵還元触媒における硫黄成分の吸蔵分布を高精度に推定することが可能な車両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】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明の一実施の形態に係る車両は、
エンジンと、
前記エンジンに接続された排気流路に設けられるＮＯｘ吸蔵還元触媒と、
１つまたは複数のプロセッサ、および、前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリを有する制御装置と、
を備え、
前記プロセッサは、
前記エンジンに供給される燃料の流量および前記エンジンの負荷に基づいて、排気ガスの流れ方向と、前記排気ガスの流れ方向に交差する所定の１方向とに分割された、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の複数の分割領域ごとに、硫黄成分の吸蔵量を推定すること、
を含む処理を実行する。
エンジンと、
前記エンジンに接続された排気流路に設けられるＮＯｘ吸蔵還元触媒と、
１つまたは複数のプロセッサ、および、前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリを有する制御装置と、
を備え、
前記プロセッサは、
前記エンジンに供給される燃料の流量および前記エンジンの負荷に基づいて、排気ガスの流れ方向と、前記排気ガスの流れ方向に交差する所定の１方向とに分割された、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の複数の分割領域ごとに、硫黄成分の吸蔵量を推定すること、
を含む処理を実行する。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、ＮＯｘ吸蔵還元触媒における硫黄成分の吸蔵分布を高精度に推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な寸法、材料、数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【0014】
【0015】
図１に示すように、車両１００は、エンジン１１０と、吸気流路１２０と、スロットルバルブ１２２と、排気流路１３０と、三元触媒１４０と、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０と、マフラ１６０と、吸入空気量センサ１７０と、温度センサ１７２と、ＮＯｘセンサ１７４と、制御装置２００と、を含む。
【0016】
エンジン１１０は、車両１００の駆動源として機能する。エンジン１１０は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンである。なお、車両１００は、エンジン１１０に加えてモータを駆動源として備えるハイブリッド車両であってもよい。
【0017】
エンジン１１０の吸気ポートには、吸気マニホールドが連通される。吸気マニホールドの集合部には、吸気流路１２０が連通される。吸気流路１２０は、例えば、配管で構成される。吸気流路１２０には、スロットルバルブ１２２が設けられる。
【0018】
エンジン１１０の排気ポートには排気マニホールドが連通される。排気マニホールドの集合部には、排気流路１３０が連通される。排気流路１３０は、例えば、配管で構成される。エンジン１１０から排気された排気ガスは、排気流路１３０を流れる。以下、排気ガスの流れ方向の上流を単に「上流」という場合がある。また、排気ガスの流れ方向の下流を単に「下流」という場合がある。
【0019】
排気流路１３０には、エンジン１１０から近い順に、三元触媒１４０、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０、マフラ１６０が設けられる。
【0020】
三元触媒１４０は、エンジン１１０から排出された排気ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、ＮＯｘを浄化する。三元触媒１４０は、例えば、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属を含む。
【0021】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０は、排気流路１３０における三元触媒１４０の下流側に設けられる。換言すれば、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０は、排気流路１３０における三元触媒１４０とマフラ１６０との間に設けられる。ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０は、エンジン１１０がリーン燃焼（つまり、理論空燃比より大きい空燃比での燃焼）を行っている場合に、ＮＯｘを吸蔵する。また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０は、エンジン１１０がリッチ燃焼（つまり、理論空燃比より小さい空燃比での燃焼）を行っている場合に、吸蔵したＮＯｘを浄化する。ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０は、例えば、バリウム（Ｂａ）、カリウム（Ｋ）を含む。
【0022】
三元触媒１４０およびＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０によって浄化された排気ガスは、マフラ１６０を通じて排気される。
【0023】
吸入空気量センサ１７０は、吸気流路１２０におけるスロットルバルブ１２２の上流側に設けられる。吸入空気量センサ１７０は、エンジン１１０に流入する吸入空気量を測定する。
【0024】
温度センサ１７２は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に導かれる排気ガスの温度を測定する。温度センサ１７２によって測定された温度は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の温度とみなすことができる。
【0025】
ＮＯｘセンサ１７４は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に導かれる排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度を測定する。
【0026】
制御装置２００は、１つまたは複数のプロセッサ２０２と、プロセッサ２０２に接続される１つまたは複数のメモリ２０４と、を有する。プロセッサ２０２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含む。メモリ２０４は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含む。ＲＯＭは、ＣＰＵが使用するプログラムおよび演算パラメータ等を記憶する記憶素子である。ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される処理に用いられる変数およびパラメータ等のデータを一時記憶する記憶素子である。
【0027】
制御装置２００は、車両１００に設けられる各装置（例えば、エンジン１１０、スロットルバルブ１２２、吸入空気量センサ１７０、温度センサ１７２、ＮＯｘセンサ１７４等）と通信を行う。制御装置２００と各装置との通信は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用いて実現される。
【0028】
図２は、本発明の実施形態に係る制御装置２００の機能構成の一例を示すブロック図である。例えば、図２に示すように、制御装置２００は、エンジン制御部２５０と、吸蔵量推定部２５２と、記憶部２５４とを有する。なお、エンジン制御部２５０、または、吸蔵量推定部２５２により行われる以下で説明する処理を含む各種処理は、プロセッサ２０２によって実行され得る。詳細には、メモリ２０４に記憶されているプログラムをプロセッサ２０２が実行することにより、各種処理が実行される。
【0029】
エンジン制御部２５０は、吸入空気量センサ１７０の測定値に基づき、エンジン１１０における燃料の噴射量を調整して排気ガスの空燃比を制御する。エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の運転モードを、通常燃焼モード、リーン燃焼モード、または、リッチ燃焼モードに設定する。
【0030】
なお、通常燃焼モードは、エンジン１１０の空燃比を理論空燃比とするエンジン１１０の運転モードである。エンジン制御部２５０によって運転モードが通常燃焼モードに設定されると、エンジン１１０において、通常燃焼が行われる。
【0031】
リーン燃焼モードは、エンジン１１０の空燃比を理論空燃比よりも大きい空燃比とするエンジン１１０の運転モードである。エンジン制御部２５０によって運転モードがリーン燃焼モードに設定されると、エンジン１１０において、リーン燃焼が行われる。
【0032】
リッチ燃焼モードは、エンジン１１０の空燃比を理論空燃比よりも小さい空燃比とするエンジン１１０の運転モードである。エンジン制御部２５０によって運転モードがリッチ燃焼モードに設定されると、エンジン１１０において、リッチ燃焼が行われる。
【0033】
また、エンジン制御部２５０は、ＮＯｘセンサ１７４の測定値に基づき、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０におけるＮＯｘの吸蔵量を推定する。そして、ＮＯｘの吸蔵量の推定値が所定値未満である場合、エンジン制御部２５０は、運転モードを、リーン燃焼モードに設定する。リーン燃焼モードに設定されている場合、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０にＮＯｘが吸蔵される。また、エンジン制御部２５０は、ＮＯｘの吸蔵量の推定値が所定値以上である場合、運転モードを所定期間リッチ燃焼モードに設定し、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に吸蔵されたＮＯｘを還元して、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０を浄化する。
【0034】
また、エンジン制御部２５０は、後述する吸蔵量推定部２５２によって推定される硫黄成分の吸蔵量に基づいて、エンジン１１０を制御する。エンジン制御部２５０による、硫黄成分の吸蔵量に基づく制御については、後に詳述する。
【0035】
吸蔵量推定部２５２は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における硫黄成分の吸蔵量を推定する。本実施形態において、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０に供給される燃料の流量およびエンジン１１０の負荷に基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に設定される複数の分割領域Ｄごとに、硫黄成分の吸蔵量を推定する。なお、複数の分割領域Ｄは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に設定される仮想の領域である。また、エンジン１１０の回転数が所定回転数未満であり、かつ、トルクが所定値未満である場合、エンジン１１０が低負荷であるとし、エンジン１１０の回転数が所定回転数以上である、または、トルクが所定値以上である場合、エンジン１１０が高負荷であるとする。
【0036】
排気ガスに含まれる硫黄成分は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に接触することによって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に吸蔵される。ここで、排気流路１３０の形状および排気流路１３０におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の配置によって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０において、排気ガスの当たり方（接触総量、排気ガスの接触頻度）が異なる領域が生じる場合がある。つまり、排気流路１３０の形状および排気流路１３０におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の配置によって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０において、硫黄成分の吸蔵量が異なる領域が生じる場合がある。
【0037】
図３は、排気ガスの流量と、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における排気ガスの接触領域との関係を説明する第１の図である。図４は、排気ガスの流量と、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における排気ガスの接触領域との関係を説明する第２の図である。図３、図４中、白抜きの矢印は、排気ガスの流れ方向を示す。
【0038】
例えば、図３、図４に示すように、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の近傍の排気流路１３０が、小径部１３２、拡径部１３４、および、大径部１３６を含むとする。小径部１３２、拡径部１３４、および、大径部１３６における図３、図４中、上側の部分は、同一直線上に位置する。小径部１３２は、軸方向に亘って実質的に等しい管径（つまり、流路断面積）を有する。大径部１３６は、小径部１３２の下流側に位置する。大径部１３６の管径は、小径部１３２の管径よりも大きい。大径部１３６は、軸方向に亘って実質的に等しい管径を有する。小径部１３２の中心軸は、大径部１３６の中心軸より、図３、図４中、上側に位置する。拡径部１３４は、小径部１３２と大径部１３６とを接続する。拡径部１３４は、上流側から下流側に向かうに従って漸増する管径を有する。また、拡径部１３４における、図３、図４中、下側の部分は、下流に向かうにつれて下側に傾斜する。また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０は、大径部１３６に設けられるとする。
【0039】
このように、排気流路１３０に拡径部１３４が設けられる場合、排気ガスの流れが拡径部１３４の内壁から剥離する。
【0040】
図３に示すように、排気ガスの流量が相対的に大きい場合、剥離点Ｐは、相対的に上流側に位置する。剥離点Ｐの下流側では、渦流Ｗが生じ、排気ガスが滞留する。したがって、拡径部１３４の下流側にＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０が設けられる場合、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０において排気ガスが滞留する領域が生じる。
【0041】
この場合、拡径部１３４における排気ガスが剥離しない領域の下流側に位置するＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の領域Ａ（図３中、上側の領域）には、新たな排気ガスが導かれる。一方、拡径部１３４における排気ガスが剥離する領域の下流側に位置するＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の領域Ｂ（図３中、下側の領域）には、新たな排気ガスが導かれにくくなる。
【0042】
そうすると、領域Ａにおける排気ガスの接触総量は多くなり、領域Ｂにおける排気ガスの接触総量は少なくなる。したがって、領域Ａにおいて硫黄成分の吸蔵量が増加し、領域Ｂにおいて硫黄成分の吸蔵量がほとんど増加しないという事態が生じる。
【0043】
また、図４に示されるように、排気ガスの流量が相対的に小さい場合、剥離点Ｐは、相対的に下流側に位置する。したがって、排気ガスの流量が小さくなるほど、新たな排気ガスが導かれる領域Ａが大きくなり、新たな排気ガスが導かれにくい領域Ｂが小さくなる。
【0044】
また、上記したように、排気ガスに含まれる硫黄成分は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に接触することによって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に吸蔵される。このため、硫黄成分は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０において、上流側から下流側に向かって徐々に吸蔵される。したがって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の上流側における硫黄成分の吸蔵量は、下流側よりも多くなる。
【0045】
このように、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０では、硫黄成分の吸蔵量に偏りが生じることになる。そこで、本実施形態の吸蔵量推定部２５２は、リーン燃焼モードにおいて、エンジン１１０に供給される燃料の流量およびエンジン１１０の負荷に基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に設定される複数の分割領域Ｄごとに、硫黄成分の吸蔵量を推定する。
【0046】
図５は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に設定される分割領域Ｄを説明する図である。図６は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０を上流側から見た場合の分割領域Ｄを説明する図である。なお、図５中、白抜きの矢印は、排気ガスの流れ方向を示す。
【0047】
図５、図６に示すように、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０を、排気ガスの流れ方向と、排気ガスの流れ方向に交差する所定の１方向とに分割することによって形成される各領域が分割領域Ｄに設定される。本実施形態において、排気ガスの流れ方向と、排気ガスの流れ方向に直交する１方向とに分割されて、複数の分割領域Ｄが設定される。つまり、複数の分割領域Ｄは、排気ガスの流れ方向に並列し、また、排気ガスの流れ方向に直交する方向に並列する。本実施形態において、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０には、４つの分割領域Ｄ１、分割領域Ｄ２、分割領域Ｄ３、および、分割領域Ｄ４が設定される。分割領域Ｄ１および分割領域Ｄ２と、分割領域Ｄ３および分割領域Ｄ４とは、排気ガスの流れ方向に並列する。また、分割領域Ｄ１および分割領域Ｄ３と、分割領域Ｄ２および分割領域Ｄ４とは、排気ガスの流れ方向に直交する方向に並列する。
【0048】
吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０に供給される燃料の流量およびエンジン１１０の負荷に基づいて、複数の分割領域Ｄごとに、硫黄成分の吸蔵量を推定する。
【0049】
本実施形態において、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０が高負荷である場合、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に設定された複数の分割領域Ｄのうち、所定の高負荷分割領域ＨＤに含まれる各分割領域Ｄの硫黄成分の吸蔵量の推定値を増加させる。高負荷分割領域ＨＤは、排気ガスの流れ方向に並んだ分割領域Ｄ１、Ｄ３を含む。
【0050】
上記したように、排気ガスの流量が相対的に大きい場合、つまり、エンジン１１０が高負荷である場合、新たな排気ガスは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における、図３、図５に示す上側の方が下側よりも多く導かれる。また、排気ガスの流量が相対的に大きい場合、流速も大きくなる。そうすると、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における排気ガスの接触時間が短くなり、硫黄成分は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の上流側から下流側に亘って広く吸蔵される。したがって、エンジン１１０が高負荷である場合、高負荷分割領域ＨＤ（分割領域Ｄ１および分割領域Ｄ３）に硫黄成分が吸蔵される。
【0051】
このため、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０が高負荷である場合、分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値を増加させる。
【0052】
また、本実施形態において、吸蔵量推定部２５２は、分割領域Ｄ１、Ｄ３において、分配率を異ならせて、吸蔵量の推定値を増加させる。上記したように、硫黄成分は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０において、上流側から下流側に向かって徐々に吸蔵されるため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の上流側における硫黄成分の吸蔵量は、下流側よりも多くなる。したがって、吸蔵量推定部２５２は、上流側に位置する分割領域Ｄ１の吸蔵量の推定値を、下流側に位置する分割領域Ｄ３の吸蔵量の推定値よりも増加させる。
【0053】
また、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０が低負荷である場合、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に設定された複数の分割領域Ｄのうち、所定の低負荷分割領域ＬＤに含まれる各分割領域Ｄの硫黄成分の吸蔵量の推定値を増加させる。低負荷分割領域ＬＤは、排気ガスの流れ方向に直交する１方向に並んだ分割領域Ｄ１、Ｄ２を含む。
【0054】
上記したように、排気ガスの流量が相対的に小さい場合、つまり、エンジン１１０が低負荷である場合、新たな排気ガスは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における、排気ガスの流れ方向と直交する方向に全体的に導かれる（図４参照）。また、排気ガスの流量が相対的に小さい場合、流速も小さくなる。そうすると、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における排気ガスの接触時間が長くなり、硫黄成分は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の上流側において下流側よりも多く吸蔵される。したがって、エンジン１１０が低負荷である場合、低負荷分割領域ＬＤ（分割領域Ｄ１および分割領域Ｄ２）に硫黄成分が吸蔵される。
【0055】
このため、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０が低負荷である場合、分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値を増加させる。
【0056】
また、本実施形態において、吸蔵量推定部２５２は、分割領域Ｄ１、Ｄ２において、分配率を異ならせて、吸蔵量の推定値を増加させる。排気ガスの接触総量は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０において、小径部１３２の中心軸側の方が、大径部１３６の中心軸側よりも多い。このため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０において、小径部１３２の中心軸側における硫黄成分の吸蔵量は、大径部１３６の中心軸側よりも多くなる。したがって、吸蔵量推定部２５２は、小径部１３２の中心軸側に位置する分割領域Ｄ１の吸蔵量の推定値を、大径部１３６の中心軸側に位置する分割領域Ｄ２の吸蔵量の推定値よりも増加させる。
【0057】
図２に戻って説明すると、エンジン制御部２５０は、吸蔵量推定部２５２によって推定された硫黄成分の吸蔵量に基づき、硫黄脱離処理を実行する。硫黄脱離処理は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０から硫黄成分を脱離させる処理である。
【0058】
［吸蔵量推定方法］
続いて、吸蔵量推定部２５２によるＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における硫黄成分の吸蔵量推定方法について説明する。図７は、本発明の実施形態に係る吸蔵量推定方法の処理の流れを示すフローチャートである。図７に示すように、吸蔵量推定方法は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０と、エンジン負荷判定処理Ｓ１１２と、高負荷積算処理Ｓ１１４と、低負荷積算処理Ｓ１１６とを含む。また、本実施形態において、所定の時間間隔毎に生じる割込によって吸蔵量推定方法の各処理が繰り返し遂行される。
続いて、吸蔵量推定部２５２によるＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における硫黄成分の吸蔵量推定方法について説明する。図７は、本発明の実施形態に係る吸蔵量推定方法の処理の流れを示すフローチャートである。図７に示すように、吸蔵量推定方法は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０と、エンジン負荷判定処理Ｓ１１２と、高負荷積算処理Ｓ１１４と、低負荷積算処理Ｓ１１６とを含む。また、本実施形態において、所定の時間間隔毎に生じる割込によって吸蔵量推定方法の各処理が繰り返し遂行される。
【0059】
［硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０］
吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０に供給される燃料の流量に基づき、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に供給される硫黄成分の量を推定する。
吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０に供給される燃料の流量に基づき、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０に供給される硫黄成分の量を推定する。
【0060】
［エンジン負荷判定処理Ｓ１１２］
吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０の回転数およびトルクに基づき、エンジン１１０が高負荷であるか否かを判定する。その結果、高負荷であると判定した場合（Ｓ１１２におけるＹＥＳ）、吸蔵量推定部２５２は、高負荷積算処理Ｓ１１４に処理を移す。一方、高負荷ではない、つまり、低負荷であると判定した場合（Ｓ１１２におけるＮＯ）、吸蔵量推定部２５２は、低負荷積算処理Ｓ１１６に処理を移す。
吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０の回転数およびトルクに基づき、エンジン１１０が高負荷であるか否かを判定する。その結果、高負荷であると判定した場合（Ｓ１１２におけるＹＥＳ）、吸蔵量推定部２５２は、高負荷積算処理Ｓ１１４に処理を移す。一方、高負荷ではない、つまり、低負荷であると判定した場合（Ｓ１１２におけるＮＯ）、吸蔵量推定部２５２は、低負荷積算処理Ｓ１１６に処理を移す。
【0061】
［高負荷積算処理Ｓ１１４］
吸蔵量推定部２５２は、高負荷分割領域ＨＤの分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値として、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量を積算する。なお、吸蔵量推定部２５２は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量を、分割領域Ｄ１と分割領域Ｄ３とに分配する。本実施形態において、吸蔵量推定部２５２は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量に係数αを乗算した値を分割領域Ｄ１の推定値として積算する。また、吸蔵量推定部２５２は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量に（１－係数α）を乗算した値を分割領域Ｄ３の推定値として積算する。なお、係数αは、０．５超の値であり、シミュレーション、実験等によって予め設定される。
吸蔵量推定部２５２は、高負荷分割領域ＨＤの分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値として、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量を積算する。なお、吸蔵量推定部２５２は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量を、分割領域Ｄ１と分割領域Ｄ３とに分配する。本実施形態において、吸蔵量推定部２５２は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量に係数αを乗算した値を分割領域Ｄ１の推定値として積算する。また、吸蔵量推定部２５２は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量に（１－係数α）を乗算した値を分割領域Ｄ３の推定値として積算する。なお、係数αは、０．５超の値であり、シミュレーション、実験等によって予め設定される。
【0062】
［低負荷積算処理Ｓ１１６］
吸蔵量推定部２５２は、低負荷分割領域ＬＤの分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値として、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量を積算する。なお、吸蔵量推定部２５２は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量を、分割領域Ｄ１と分割領域Ｄ２とに分配する。本実施形態において、吸蔵量推定部２５２は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量に係数βを乗算した値を分割領域Ｄ１の推定値として積算する。また、吸蔵量推定部２５２は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量に（１－係数β）を乗算した値を分割領域Ｄ２の推定値として積算する。なお、係数βは、０．５超の値であり、シミュレーション、実験等によって予め設定される。
吸蔵量推定部２５２は、低負荷分割領域ＬＤの分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値として、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量を積算する。なお、吸蔵量推定部２５２は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量を、分割領域Ｄ１と分割領域Ｄ２とに分配する。本実施形態において、吸蔵量推定部２５２は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量に係数βを乗算した値を分割領域Ｄ１の推定値として積算する。また、吸蔵量推定部２５２は、硫黄成分供給量推定処理Ｓ１１０において推定された硫黄成分の量に（１－係数β）を乗算した値を分割領域Ｄ２の推定値として積算する。なお、係数βは、０．５超の値であり、シミュレーション、実験等によって予め設定される。
【0063】
［硫黄脱離処理実行方法］
続いて、エンジン制御部２５０による硫黄脱離処理実行方法について説明する。図８は、本発明の実施形態に係る硫黄脱離処理実行方法の処理の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、硫黄脱離処理実行方法は、閾値判定処理Ｓ２１０と、硫黄脱離処理Ｓ２１２と、リセット処理Ｓ２１４とを含む。また、本実施形態において、所定の時間間隔毎に生じる割込によって硫黄脱離処理実行方法の各処理が繰り返し遂行される。
続いて、エンジン制御部２５０による硫黄脱離処理実行方法について説明する。図８は、本発明の実施形態に係る硫黄脱離処理実行方法の処理の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、硫黄脱離処理実行方法は、閾値判定処理Ｓ２１０と、硫黄脱離処理Ｓ２１２と、リセット処理Ｓ２１４とを含む。また、本実施形態において、所定の時間間隔毎に生じる割込によって硫黄脱離処理実行方法の各処理が繰り返し遂行される。
【0064】
［閾値判定処理Ｓ２１０］
エンジン制御部２５０は、高負荷分割領域ＨＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値の合計が所定の第１閾値以上であるか、または、低負荷分割領域ＬＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値の合計が所定の第２閾値以上であるか否かを判定する。なお、第１閾値および第２閾値は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の浄化性能に基づいて決定される。また、第１閾値と第２閾値とは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
エンジン制御部２５０は、高負荷分割領域ＨＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値の合計が所定の第１閾値以上であるか、または、低負荷分割領域ＬＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値の合計が所定の第２閾値以上であるか否かを判定する。なお、第１閾値および第２閾値は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の浄化性能に基づいて決定される。また、第１閾値と第２閾値とは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【0065】
高負荷分割領域ＨＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値の合計が第１閾値以上である、または、低負荷分割領域ＬＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値の合計が第２閾値以上である場合（Ｓ２１０におけるＹＥＳ）、エンジン制御部２５０は、硫黄脱離処理Ｓ２１２に処理を移す。一方、高負荷分割領域ＨＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値の合計が第１閾値以上ではなく、かつ、低負荷分割領域ＬＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値の合計が第２閾値以上ではない、つまり、高負荷分割領域ＨＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値の合計が第１閾値未満であり、かつ、低負荷分割領域ＬＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値の合計が第２閾値未満である場合（Ｓ２１０におけるＮＯ）、エンジン制御部２５０は、当該硫黄脱離実行判定処理を終了する。
【0066】
［硫黄脱離処理Ｓ２１２］
エンジン制御部２５０は、硫黄脱離処理を実行する。例えば、エンジン制御部２５０は、メイン噴射後（例えば、排気行程中）に燃料を噴射するポスト噴射を行うことによって、運転モードをリッチ燃焼モードに設定する。そして、エンジン制御部２５０は、リッチ燃焼モードに設定され、温度センサ１７２の測定値が所定値以上となる期間が所定期間経過したら、リーン燃焼モードに運転モードを設定する。
エンジン制御部２５０は、硫黄脱離処理を実行する。例えば、エンジン制御部２５０は、メイン噴射後（例えば、排気行程中）に燃料を噴射するポスト噴射を行うことによって、運転モードをリッチ燃焼モードに設定する。そして、エンジン制御部２５０は、リッチ燃焼モードに設定され、温度センサ１７２の測定値が所定値以上となる期間が所定期間経過したら、リーン燃焼モードに運転モードを設定する。
【0067】
［リセット処理Ｓ２１４］
硫黄脱離処理Ｓ２１２が実行されたら、吸蔵量推定部２５２は、複数の分割領域Ｄの吸蔵量の推定値をリセットする。
硫黄脱離処理Ｓ２１２が実行されたら、吸蔵量推定部２５２は、複数の分割領域Ｄの吸蔵量の推定値をリセットする。
【0068】
以上説明したように、本実施形態に係る車両１００は、エンジン１１０に供給される燃料の流量およびエンジン１１０の負荷に基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の複数の分割領域Ｄごとに、硫黄成分の吸蔵量を推定する。これにより、車両１００は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における硫黄成分の吸蔵量の分布を高精度に推定することが可能となる。
【0069】
また、上記したように、エンジン１１０の負荷によって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における硫黄成分が吸蔵される領域が異なる。そこで、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０の負荷に応じて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における複数の分割領域Ｄのうち、硫黄成分の吸蔵量を推定する分割領域Ｄ、つまり、硫黄成分の吸蔵量の推定値を積算する分割領域Ｄを異ならせる。
【0070】
具体的に説明すると、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０が高負荷である場合、分割領域Ｄのうち、高負荷の際に硫黄成分が吸蔵されやすい高負荷分割領域ＨＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値を増加させる。また、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０が低負荷である場合、分割領域Ｄのうち、低負荷の際に硫黄成分が吸蔵されやすい低負荷分割領域ＬＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値を増加させる。
【0071】
これにより、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０の負荷に応じて変動し得るＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における硫黄成分の吸蔵分布を高精度に推定することができる。
【0072】
また、上記したように、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０が高負荷である場合に、燃料の流量に基づく硫黄成分の推定量を、高負荷分割領域ＨＤにおける各分割領域Ｄ１、Ｄ３において、分配率を異ならせて増加させる。同様に、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０が低負荷である場合に、燃料の流量に基づく硫黄成分の推定量を、低負荷分割領域ＬＤにおける各分割領域Ｄ１、Ｄ２において、分配率を異ならせて増加させる。
【0073】
これにより、硫黄成分がより吸蔵されやすい分割領域Ｄに、硫黄成分の推定量を多く分配することができ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０における硫黄成分の吸蔵分布をより高精度に推定することが可能となる。
【0074】
また、上記したように、エンジン制御部２５０は、高負荷分割領域ＨＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値の合計が第１閾値以上である、または、低負荷分割領域ＬＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値の合計が第２閾値以上である場合に、硫黄脱離処理を実行する。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０全体における硫黄成分の吸蔵量に基づいて硫黄脱離処理の実行タイミングを判断する従来技術と比較して、エンジン制御部２５０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０の浄化性能の低下によるＮＯｘの流出を確実に防止することができる。
【0075】
［変形例］
上記実施形態において、エンジン制御部２５０が、吸蔵量推定部２５２によって推定された硫黄成分の吸蔵量に基づき、硫黄脱離処理を実行する場合を例に挙げた。しかし、エンジン制御部２５０は、吸蔵量推定部２５２によって推定された硫黄成分の吸蔵量に基づき、リーン燃焼を禁止してもよい。
上記実施形態において、エンジン制御部２５０が、吸蔵量推定部２５２によって推定された硫黄成分の吸蔵量に基づき、硫黄脱離処理を実行する場合を例に挙げた。しかし、エンジン制御部２５０は、吸蔵量推定部２５２によって推定された硫黄成分の吸蔵量に基づき、リーン燃焼を禁止してもよい。
【0076】
［リーン燃焼実行可否判定方法］
図９は、本発明の変形例に係るリーン燃焼実行可否判定方法の処理の流れを示すフローチャートである。図９に示すように、リーン燃焼実行可否判定方法は、第１判定処理Ｓ３１０と、高負荷リーン燃焼禁止処理Ｓ３１２と、高負荷リーン燃焼許可処理Ｓ３１４と、第２判定処理Ｓ３１６と、低負荷リーン燃焼禁止処理Ｓ３１８と、低負荷リーン燃焼許可処理Ｓ３２０とを含む。また、変形例において、所定の時間間隔毎に生じる割込によってリーン燃焼実行可否判定方法の各処理が繰り返し遂行される。
図９は、本発明の変形例に係るリーン燃焼実行可否判定方法の処理の流れを示すフローチャートである。図９に示すように、リーン燃焼実行可否判定方法は、第１判定処理Ｓ３１０と、高負荷リーン燃焼禁止処理Ｓ３１２と、高負荷リーン燃焼許可処理Ｓ３１４と、第２判定処理Ｓ３１６と、低負荷リーン燃焼禁止処理Ｓ３１８と、低負荷リーン燃焼許可処理Ｓ３２０とを含む。また、変形例において、所定の時間間隔毎に生じる割込によってリーン燃焼実行可否判定方法の各処理が繰り返し遂行される。
【0077】
［第１判定処理Ｓ３１０］
エンジン制御部２５０は、高負荷分割領域ＨＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値の合計が第１閾値以上であるか否かを判定する。その結果、第１閾値以上であると判定した場合（Ｓ３１０におけるＹＥＳ）、エンジン制御部２５０は、高負荷リーン燃焼禁止処理Ｓ３１２に処理を移す。一方、第１閾値以上ではない、つまり、第１閾値未満であると判定した場合（Ｓ３１０におけるＮＯ）、エンジン制御部２５０は、高負荷リーン燃焼許可処理Ｓ３１４に処理を移す。
エンジン制御部２５０は、高負荷分割領域ＨＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値の合計が第１閾値以上であるか否かを判定する。その結果、第１閾値以上であると判定した場合（Ｓ３１０におけるＹＥＳ）、エンジン制御部２５０は、高負荷リーン燃焼禁止処理Ｓ３１２に処理を移す。一方、第１閾値以上ではない、つまり、第１閾値未満であると判定した場合（Ｓ３１０におけるＮＯ）、エンジン制御部２５０は、高負荷リーン燃焼許可処理Ｓ３１４に処理を移す。
【0078】
［高負荷リーン燃焼禁止処理Ｓ３１２］
エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が高負荷である場合に、リーン燃焼を禁止する。つまり、エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が高負荷である場合、通常燃焼モードに運転モードを設定する。
エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が高負荷である場合に、リーン燃焼を禁止する。つまり、エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が高負荷である場合、通常燃焼モードに運転モードを設定する。
【0079】
［高負荷リーン燃焼許可処理Ｓ３１４］
エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が高負荷である場合に、リーン燃焼を許可する。つまり、エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が高負荷である場合に、リーン燃焼モードに運転モードを設定する。
エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が高負荷である場合に、リーン燃焼を許可する。つまり、エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が高負荷である場合に、リーン燃焼モードに運転モードを設定する。
【0080】
［第２判定処理Ｓ３１６］
エンジン制御部２５０は、低負荷分割領域ＬＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値の合計が第２閾値以上であるか否かを判定する。その結果、第２閾値以上であると判定した場合（Ｓ３１６におけるＹＥＳ）、エンジン制御部２５０は、低負荷リーン燃焼禁止処理Ｓ３１８に処理を移す。一方、第２閾値以上ではない、つまり、第２閾値未満であると判定した場合（Ｓ３１６におけるＮＯ）、エンジン制御部２５０は、低負荷リーン燃焼許可処理Ｓ３２０に処理を移す。
エンジン制御部２５０は、低負荷分割領域ＬＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値の合計が第２閾値以上であるか否かを判定する。その結果、第２閾値以上であると判定した場合（Ｓ３１６におけるＹＥＳ）、エンジン制御部２５０は、低負荷リーン燃焼禁止処理Ｓ３１８に処理を移す。一方、第２閾値以上ではない、つまり、第２閾値未満であると判定した場合（Ｓ３１６におけるＮＯ）、エンジン制御部２５０は、低負荷リーン燃焼許可処理Ｓ３２０に処理を移す。
【0081】
［低負荷リーン燃焼禁止処理Ｓ３１８］
エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が低負荷である場合に、リーン燃焼を禁止する。つまり、エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が低負荷である場合、通常燃焼モードに運転モードを設定する。
エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が低負荷である場合に、リーン燃焼を禁止する。つまり、エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が低負荷である場合、通常燃焼モードに運転モードを設定する。
【0082】
［低負荷リーン燃焼許可処理Ｓ３２０］
エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が低負荷である場合に、リーン燃焼を許可する。つまり、エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が低負荷である場合に、リーン燃焼モードに運転モードを設定する。
エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が低負荷である場合に、リーン燃焼を許可する。つまり、エンジン制御部２５０は、エンジン１１０の負荷が低負荷である場合に、リーン燃焼モードに運転モードを設定する。
【0083】
以上説明したように、変形例において、エンジン制御部２５０は、エンジン１１０が高負荷であり、高負荷分割領域ＨＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値の合計が第１閾値以上である場合に、リーン燃焼を禁止する。また、エンジン制御部２５０は、エンジン１１０が低負荷であり、低負荷分割領域ＬＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値の合計が第２閾値以上である場合に、リーン燃焼を禁止する。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒全体における硫黄成分の吸蔵量に基づいてリーン燃焼の禁止を開始するタイミングを判断する従来技術と比較して、エンジン制御部２５０は、リーン燃焼させることができる期間を延長することができる。これにより、車両１００は、燃費を向上させることが可能となる。
【0084】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0085】
例えば、上記実施形態において、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０を、排気ガスの流れ方向と、排気ガスの流れ方向に直交する１方向に分割することによって形成される各領域を分割領域Ｄに設定する場合を例に挙げた。しかし、排気流路１３０の形状に応じて、分割領域Ｄの設定は適宜行われるとよい。少なくとも、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０を、排気ガスの流れ方向と、排気ガスの流れ方向に交差する所定の１方向とに分割することによって形成される各領域を分割領域Ｄに設定すればよい。
【0086】
また、上記実施形態において、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１５０が、排気ガスの流れ方向に２分割され、排気ガスの流れ方向に直交する１方向に２分割されて、分割領域Ｄ１、分割領域Ｄ２、分割領域Ｄ３、分割領域Ｄ４が設定される場合を例に挙げた。しかし、分割領域Ｄの数に限定はない。また、排気ガスの流れ方向の分割数、および、排気ガスの流れ方向に交差する１方向の分割数は、同一であってもよいし、異なってもよい。
【0087】
また、上記実施形態において、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０が高負荷である場合に、高負荷分割領域ＨＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ３の吸蔵量の推定値を増加させ、エンジン１１０が低負荷である場合に、低負荷分割領域ＬＤの各分割領域Ｄ１、Ｄ２の吸蔵量の推定値を増加させる場合を例に挙げた。しかし、吸蔵量推定部２５２は、エンジン１１０の負荷に拘わらず、複数の分割領域Ｄそれぞれにおいて、硫黄成分の推定量を積算してもよい。なお、この際、吸蔵量推定部２５２は、複数の分割領域Ｄそれぞれにおいて、硫黄成分の推定量を、分配率を異ならせて積算するとよい。
【0088】
また、上記実施形態において、高負荷分割領域ＨＤとして、排気ガスの流れ方向に並んだ分割領域Ｄ１および分割領域Ｄ３を含む場合を例に挙げた。しかし、高負荷分割領域ＨＤは、排気流路１３０の形状に応じて、適宜設定されればよい。例えば、エンジン１１０が高負荷である際、分割領域Ｄ１、分割領域Ｄ２、および、分割領域Ｄ３に排気ガスが多く導かれる場合、高負荷分割領域ＨＤとして、分割領域Ｄ１、分割領域Ｄ２、および、分割領域Ｄ３が設定されるとよい。
【0089】
同様に、上記実施形態において、低負荷分割領域ＬＤとして、排気ガスの流れ方向と交差する１方向に並んだ分割領域Ｄ１および分割領域Ｄ２を含む場合を例に挙げた。しかし、低負荷分割領域ＬＤは、排気流路１３０の形状に応じて、適宜設定されればよい。例えば、エンジン１１０が低負荷である際、分割領域Ｄ１に排気ガスが多く導かれる場合、低負荷分割領域として、分割領域Ｄ１が設定されるとよい。
【符号の説明】
【0090】
１００ 車両
１１０ エンジン
１３０ 排気流路
１５０ ＮＯｘ吸蔵還元触媒
２００ 制御装置
２０２ プロセッサ
２０４ メモリ
２５０ エンジン制御部
２５２ 吸蔵量推定部
１１０ エンジン
１３０ 排気流路
１５０ ＮＯｘ吸蔵還元触媒
２００ 制御装置
２０２ プロセッサ
２０４ メモリ
２５０ エンジン制御部
２５２ 吸蔵量推定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】