JP2004092445A - 排気ガス浄化システムの制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】排気ガス中のＮＯｘの浄化にＮＯｘ吸蔵還元型触媒を用いる排気ガス浄化システムにおいて、燃費の悪化を抑制しながら、硫黄被毒の影響を排除して、効率よくＮＯｘを浄化できる排気ガス浄化システムの制御方法を提供する。
【解決手段】触媒金属とＮＯｘ吸蔵物質を有するＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０をエンジン１０の排気通路３に設けた排気ガス浄化システム１の制御方法であって、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０が硫黄パージ温度以上に昇温された時に、排気ガスの空燃比を理論空燃比若しくは該理論空燃比よりも少し低い値に制御する緩リッチ制御を行って、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０の硫黄被毒に対する回復処理を行う。
【選択図】　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を還元して浄化するＮＯｘ吸蔵還元型触媒を備えた排気ガス浄化装置の制御方法に関し、より詳細には、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の硫黄被毒による劣化状態を回復する排気ガス浄化装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンや一部のガソリンエンジン等の内燃機関や様々な燃焼装置の排気ガス中からＮＯｘを還元除去するためのＮＯｘ触媒について種々の研究や提案がなされている。
【０００３】
その一つに、特開２０００−２７４２７９号公報等に記載されているような、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を機関の排気通路に配置した内燃機関の排気浄化装置がある。この排気浄化装置では、流入する排気ガスの空燃比がリーンである時にＮＯｘをＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸収させ、ＮＯｘ吸収能力が飽和に近くなると、排気ガスの空燃比を理論空燃比やリッチにして、流入する排気ガスの酸素濃度を低下させることにより吸収したＮＯｘを放出させて、この放出されたＮＯｘを併設した貴金属触媒により還元させる再生操作を行っている。
【０００４】
このＮＯｘ吸蔵還元型触媒では、触媒担体上に白金（Ｐｔ）等の貴金属触媒とバリウム（Ｂａ）等のアルカリ土類金属等で形成されるＮＯｘ吸蔵物質（ＮＯｘ吸収材）を担持しており、高酸素濃度雰囲気下では、排気ガス中のＮＯは白金の触媒作用により酸化されてＮＯ２　となり、ＮＯ３　 −　の形で触媒内に拡散しＮＯｘ吸蔵物質で硝酸塩の形で吸収される。
【０００５】
そして、空燃比がリッチになり酸素濃度が低下するとＮＯ３　 −　がＮＯ２　の形でＮＯｘ吸蔵物質から放出され、排気ガス中に含まれている未燃ＨＣやＣＯやＨ２　等の還元剤により白金の触媒作用を受けて、ＮＯ２　はＮ２　に還元される。この還元作用により、大気中にＮＯｘが放出されるのを阻止することができる。
【０００６】
しかし、このＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、ディーゼルエンジンの燃料に含まれている硫黄分（サルファ）がＮＯｘ吸蔵物質に蓄積し硫酸塩として安定化することにより、ＮＯｘ吸蔵量が減少するという硫黄被毒の問題がある。
【０００７】
この硫黄被毒による劣化が進展すると、排気ガスの空燃比がリーン状態で酸素濃度が高い雰囲気であっても、ＮＯｘを吸収する能力が低下しているためＮＯｘの浄化率が低下する。また、すぐにＮＯｘ吸収能力が限界に近くまで低下するため、リッチ燃焼による再生処理を頻繁に行う必要が生じるので、燃費の悪化が生じる。
【０００８】
そのため、リーン状態からリッチ状態に切り替えて、高酸素濃度雰囲気下で吸収したＮＯｘを低酸素濃度雰囲気下で放出させて、ＮＯｘ吸蔵物質のＮＯｘ吸収能力を回復する再生処理の他に、この硫黄被毒による劣化の進捗状態を監視し、劣化がある程度進捗した段階で、硫黄分を除去する硫黄パージによる触媒劣化回復処理を行う必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この硫黄パージは、触媒温度を６００℃〜７００℃程度の高温にすると共に、還元雰囲気にすることが必要であり、ＮＯｘ吸蔵物質のＮＯｘ吸収能力を回復する再生処理時の排気ガスの温度やリッチ状態とは別の硫黄パージ用の排気ガスの温度やリッチ状態が必要になる。
【００１０】
また、硫黄パージのためには、排気ガス温度を６００℃以上に昇温させる必要があるが、通常のリーン状態の運転から、吸気絞りやポスト噴射等の排気ガス昇温制御を行って、触媒温度を６００℃〜７００℃程度の硫黄パージ温度にするには、多くの燃料が必要になり、燃費が悪化するので、効率よく硫黄パージするためには、このリッチ状態を硫黄パージに最適な状態にすることが特に重要となる。
【００１１】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、排気ガス中のＮＯｘの浄化にＮＯｘ吸蔵還元型触媒を用いる排気ガス浄化システムにおいて、燃費の悪化を抑制しながら、硫黄被毒の影響を排除して、効率よくＮＯｘを浄化できる排気ガス浄化システムの制御方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するための排気ガス浄化システムの制御方法は、触媒金属とＮＯｘ吸蔵物質を有するＮＯｘ吸蔵還元型触媒をエンジンの排気通路に設けた排気ガス浄化システムの制御方法であって、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が硫黄パージ温度以上に昇温された時に、排気ガスの空燃比を理論空燃比若しくは該理論空燃比よりも少し低い値に制御する緩リッチ制御を行って、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の硫黄被毒に対する回復処理を行うことを特徴として構成される。
【００１３】
この触媒金属は、白金等の酸化還元の触媒作用を有するもので形成することができ、ＮＯｘ吸蔵物質は、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、バリウム（Ｂａ），カルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類金属、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）等の希土類等のいずれか一つまたは組合せで形成することができる。
【００１４】
なお、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が、ＨＣやＣＯを低温で吸蔵し、高温で放出するゼオライト等で形成される還元剤吸蔵物質等を備えて構成されていてもよい。
【００１５】
また、この排気ガス中の空燃比状態がリッチとなる運転とは、必ずしもシリンダボア内でリッチ燃焼する必要はなく、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に流入する排気ガス中における空気量と燃料量との比が理論空燃比に近いか理論空燃比より燃料量が多いリッチの状態の運転になればよい。
【００１６】
この構成によれば、排気ガスの空燃比を理論空燃比若しくはこの理論空燃比よりも少し低い値に制御するので、即ち、空気過剰率で１．０若しくは１．０よりも少し低い値に制御するので、温度低下を防ぎ、効率よく硫黄パージを行うことができる。
【００１７】
また、上記の排気ガス浄化システムの制御方法において、前記緩リッチ制御が排気ガスの空気過剰率を０．９５〜１．０とする制御にすることにより、硫黄パージのために最適な環境を実現できる。なお、ＮＯｘ吸収能力を回復するための再生制御における排気ガスの空気過剰率は、通常は触媒入口で０．８〜０．９５程度であり、緩リッチ制御では、再生用のリッチ制御よりも、酸素濃度が高くなるように制御される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る排気ガス浄化システムの制御方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
〔排気ガス浄化システム〕
本発明に係る排気ガス浄化システムは、図１と図２に示すように、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒（又は当触媒を担持したＤＰＦ）３０を備えた排気ガス浄化システム１であり、この排気ガス浄化システム１では、エンジン１０の吸気通路２に上流側から空気清浄器２１、ターボチャージャ５のコンプレッサー５ａ、インタークーラ２２、スロットル弁（吸気絞り弁）２３が配設され、排気通路３の上流側から上流側排気ガス温度センサ５２、ターボチャージャ５のタービン５ｂ、上流側空燃比センサ（又は酸素濃度センサ）５３、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０、下流側排気ガス温度センサ５４、下流側空燃比（又は酸素濃度センサ）センサ５５、消音器３１が配設される。更に、ＥＧＲクーラ４１とＥＧＲバルブ４２を備えたＥＧＲ通路４が、排気マニホールド１２からスロットル弁２３の下流側の吸気通路２に接続されている。
【００２０】
そして、エンジン１０の燃料噴射を行うコモンレール噴射システム６及びエンジン全体を制御するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）と呼ばれる電子制御装置（電子制御ボックス）７が設けられる。
【００２１】
また、ターボチャージャ５には、可変容量型ターボ（ＶＧＳ）、ウエストゲート付きターボ、通常のターボのいずれを使用してもよく、可変容量型ターボ（ＶＧＳ）又はウエストゲート付きターボを使用する場合は、可変ノズルとウエストゲートも電子制御装置７により制御される。
【００２２】
この排気ガス浄化システム１においては、空気Ａは空気清浄器２１を通過してターボチャージャ５のコンプレッサー５ａで過給され、インタークーラ２２で冷却された後、スロットル弁２３を通過し、エンジン１０の吸気マニホールド１１からシリンダ内に供給される。この吸気の流量は電子制御装置７で制御されるスロットル弁２３により調整される。
【００２３】
また、排気ガスＧは、排気マニホールド１２を出てターボチャージャ５のタービン５ｂを駆動した後、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０を通過して浄化された排気ガスＧｃとなり、消音器３１（図１）を通過した後にテールパイプ３２（図１）より排出される。
【００２４】
そして、排気ガスＧの一部であるＥＧＲガスＧｅは、ＥＧＲクーラ４１で冷却された後、ＥＧＲバルブ４２を通過して、吸気通路２に入り、再循環する。このＥＧＲガスＧｅはＥＧＲバルブ４２により、ＯＮ／ＯＦＦとガス流量の調整が行われる。
【００２５】
次に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０について説明する。
【００２６】
図３に、このＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０の壁面構造を示す。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０は、γアルミナ等の担持体３１で形成されたモノリスハニカム３０Ｍで形成され、このモノリスハニカム３０Ｍのセル３０Ｓ内の表面に触媒金属３２、ＮＯｘ吸蔵物質３３を担持させている。
【００２７】
この触媒金属３２は、活性開始温度より高い温度域で酸化活性を持つ白金（Ｐｔ）等で形成される。この活性開始温度は白金では、約１５０℃〜２００℃となる。
【００２８】
また、ＮＯｘ吸蔵物質３３は、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、バリウム（Ｂａ），カルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類金属、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）等の希土類等で形成され、ガス中の酸素濃度が高い時にはＮＯｘを吸蔵し、ガス中の酸素濃度が低い時にはＮＯｘを放出する。
【００２９】
〔制御手段〕
そして、この排気ガス浄化システム１における再生制御方法は、図４に示すような各手段からなる制御手段によって行われ、この制御手段Ｃ１は、通常制御運転手段Ｃ１０、硫黄パージ開始判定手段Ｃ２０、再生制御開始判定手段Ｃ３０、硫黄パージ制御運転手段Ｃ４０、及び、再生制御運転手段Ｃ５０等を有して構成される。
【００３０】
この通常制御運転手段Ｃ１０は、通常の希薄燃焼運転を行うための制御手段であり、硫黄パージ開始判定手段Ｃ２０は、硫黄パージ運転を行うか否かを判定する手段であり、硫黄被毒が限界に達した場合に、硫黄パージ運転を開始すると判定する。また、再生制御開始判定手段Ｃ３０は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０のＮＯｘ吸収能力が飽和に達し再生制御開始の状態になっているか否かを判定する手段である。
【００３１】
そして、硫黄パージ制御運転手段Ｃ４０は、硫黄被毒されたＮＯｘ吸蔵物質から硫黄をパージする手段であり、昇温制御運転手段Ｃ４１と緩リッチ制御運転手段Ｃ４２を有して構成される。
【００３２】
また、再生制御運転手段Ｃ５０は、リッチ燃焼により触媒の再生を行う手段であり、空気過剰率λが触媒入口で、０．８〜０．９５の酸素濃度がゼロに近い排気ガスを発生させて、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０からＮＯｘを放出させると共に、放出されたＮＯｘを還元浄化して、ＮＯｘ吸収能力を回復し、触媒を再生する手段である。
【００３３】
〔制御方法〕
そして、この排気ガス浄化システム１の制御方法は、図５〜図７に例示するような運転制御フローに従って行われる。
【００３４】
この図５の運転制御フローは、エンジン１０の運転中にエンジンの他の制御フローと並行して実行されるものとして示すものであり、エンジンのキーがＯＦＦされエンジンの運転が停止されると、実行途中で割り込みが生じ、この運転制御フローの実行が中断され終了される。このエンジンのキーＯＦＦによる運転制御フローの中断及び運転制御の終了の部分を点線で図示している。
【００３５】
この制御フローの概要を説明すると、ステップＳ１０で通常制御運転手段Ｃ１０により通常の希薄燃焼（リーン燃焼）運転を行い、ステップＳ２０で硫黄パージ開始判定手段Ｃ２０によりＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０の硫黄パージ制御運転が必要か否かを判定し、必要との判定時には、ステップＳ４０で硫黄パージ制御運転手段Ｃ４０により硫黄パージ制御運転を行って触媒の硫黄被毒による劣化を回復する硫黄パージを行い、その後ステップＳ１０に戻る。
【００３６】
また、ステップＳ２０で硫黄パージ制御運転が不必要と判定された場合には、ステップＳ３０で再生制御開始判定手段Ｃ３０によりＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０を再生する再生制御運転が必要か否かを判定し、必要との判定時には、ステップＳ５０で再生制御運転手段Ｃ５０により再生制御運転を行って触媒を再生し、その後ステップＳ１０に戻る。このステップＳ３０で再生制御運転が不必要と判定された場合には、ステップＳ１０に戻る。
【００３７】
以下、図５〜図７に示す運転制御フローについてより詳細に説明する。
【００３８】
この運転制御フローがスタートすると、ステップＳ１のデータの読み込みで前回のエンジン運転でＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０に累積したＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘＳ　及び硫黄蓄積量ＳＯｘＳ　をメモリーから読み込む。
【００３９】
そして、ステップＳ１０で、通常制御運転を行い、ステップＳ２０に行く。
【００４０】
このステップＳ１０の通常制御運転においては、通常制御運転手段Ｃ１０の希薄燃焼制御運転手段Ｃ１１により、希薄燃焼運転（リーン制御運転）が所定の時間（例えば、触媒再生制御を行うか否かを判定する時間間隔に相当する時間）の間行われる。
【００４１】
そして、この通常制御運転は、通常の希薄空燃比の排気ガスを出す希薄燃焼運転（ガソリンエンジンは希薄燃焼運転、ディーゼルエンジンは通常の燃焼運転）であり、排出される排気ガス成分や排気温度は通常のディーゼルエンジンの排気ガスとなる。そのため、排気ガス中の酸素濃度が高いので、排気ガス中のＮＯｘはＮＯｘ吸蔵物質３３に吸蔵される。
【００４２】
この通常制御運転と同時に、ＮＯｘ吸蔵量算出手段Ｃ１２により、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０に吸蔵されたＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘＳ　が算出される。このＮＯｘ吸蔵量の算出は、事前の計測結果等からエンジンの運転状態とＮＯｘ排出量の関係をマップデータで表現し、予め制御装置に記憶されたＮＯｘ排出マップによって行われる。または、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０の前後にＮＯｘセンサ（図示しない）を設け、入口側ＮＯｘセンサと出口側ＮＯｘセンサの計測値からＮＯｘ吸蔵量を算出したり、ＮＯｘ吸収能力がどの程度飽和に近付いているかを評価したりしてもよい。
【００４３】
また、硫黄蓄積量算出手段Ｃ１３により、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０に蓄積された硫黄蓄積量ＳＯｘＳ　の算出が行われる。この硫黄蓄積量ＳＯｘＳ　の算出は、所定の時間の間の通常運転制御運転による硫黄の堆積量を、燃料消費量及び燃料中の硫黄濃度から算出し、この堆積量を今までの硫黄累積量ＳＯｘＳ　に加えて、新しい硫黄累積量ＳＯｘＳ　とすること等により行う。
【００４４】
ステップＳ２０では、硫黄パージ制御運転の開始時期であるか否かを判定する。この判定は、負荷と回転条件、排気温度、水温等から総合的に判断されるが、主として次のような判定で行う。
【００４５】
この判定は、硫黄蓄積量ＳＯｘＳ　が予め設定した飽和状態となる硫黄蓄積限界値ＳＯｘＭＡＸ　に達しているか、否かにより行う。つまり、これ以上硫黄被毒が進捗するとＮＯｘ浄化性能の劣化が問題となったり、触媒再生のための再生処理運転の頻度が多くなって燃費の悪化が問題となったりする状態に至った場合であり、強制的に硫黄パージを行って、触媒の劣化回復を行う。
【００４６】
このステップＳ２０で、硫黄パージ制御運転の開始時期であると判断された時は、ステップＳ４０の硫黄パージ制御運転を行い、開始時期ではないと判断されたときは、ステップＳ３０に行く。
【００４７】
このステップＳ４０の硫黄パージ制御運転では、図６に示す昇温制御運転、緩リッチ制御運転、緩リーン制御運転、硫黄パージ制御終了処理を行う。
【００４８】
そして、このステップＳ４１の昇温制御運転は、触媒を昇温して最適な硫黄脱離環境とするための制御であり、吸気絞りと共に、燃料噴射制御においてメイン噴射を遅角させたり、ポスト噴射を行ったりして、排気ガス中にＨＣやＣＯ等の還元剤を供給し、触媒による酸化反応で発生する熱を利用するなどして昇温を行う。この昇温制御を触媒温度が硫黄離脱可能温度以上になるまで行い、次のステップＳ４２の緩リッチ制御運転に移行する。
【００４９】
このステップＳ４２の緩リッチ制御運転は、ポスト噴射量を増量し、ＥＧＲや吸気絞りを行って、排気ガスの空燃比を理論空燃比若しくはこの理論空燃比よりも少し低い値にして最適な硫黄脱離環境を維持するための制御であり、図８に示すように、触媒の下流側における空気過剰率λが三元触媒が機能する範囲の空気過剰率になるように制御した時に最適な硫黄脱離環境が得られることが試験結果により判っているので、特に、空気過剰率λが０．９５〜１．０になるように制御する。
【００５０】
硫黄パージにおいて、空気過剰率λを０．９５より小さくして深いリッチにすると、酸素濃度が略ゼロに低下するため、還元剤の酸化反応に必要な酸素が不足し、ＨＣ，ＣＯの酸化される量が減るため、酸化反応で発生する熱の減少により触媒温度が低下して硫黄パージを十分に行うことができなくなり、また、還元剤が使用されずにそのまま外気に排出されてしまうことになる。
【００５１】
逆に、吸気量が増加して空気過剰率λが１．０より大きくなると、排気ガス温度が低下すると共に、増加した排気ガスによって奪われる触媒の熱量が増加し、触媒が冷却されるので、触媒温度が低下し、硫黄パージを十分に行うことができなくなる。
【００５２】
この緩リッチ制御運転では、昇温に必要な多量のＨＣやＣＯ等の還元剤をＥＧＲとポスト噴射により供給すると共に、スロットル弁操作による吸気量絞りとＥＧＲ量の調整により、排気ガスにおける空燃比を三元触媒機能領域にする。そして、この還元剤の酸化反応で消費しきる量の酸素を供給することで、触媒の大部分をリッチな雰囲気にして、高温リッチの最適な硫黄脱離環境にし硫黄を脱離する。
【００５３】
この硫黄パージ用の緩リッチ制御運転を、事前に計算された緩リッチ運転時間を経過するまで継続し、硫黄脱離を十分に行う。この緩リッチ運転時間は、予め計算された硫黄蓄積量と、硫黄パージ運転開始時の排気ガス量と排気温度から予め入力された硫黄脱離量マップデータと照合して得られる単位時間当たりの硫黄脱離量を元に算出される。
【００５４】
ただし、緩リッチ制御運転の途中で、触媒温度が触媒劣化が発生する上限値を超えたり、エンジン負荷がスモークレスリッチ運転可能範囲を外れたり、触媒温度が低下し、硫黄脱離可能温度範囲以下となったりした場合には、この緩リッチ制御運転を中止し、ステップＳ４３の緩リーン制御運転とステップＳ４４の硫黄パージ終了処理を行う。
【００５５】
なお、計算した緩リッチ運転時間で運転終了する代りに、硫黄パージで吐出される硫黄の吐出量を、排気ガス量と排気温度から予め入力した硫黄吐出量マップデータと照合して算出し、硫黄累積量ＳＯｘＳ　から減算して、ゼロ以下になるまで、硫黄パージ運転制御を繰り返してもよい。
【００５６】
そして、ステップＳ４２の硫黄パージ用の緩リッチ制御運転が終了したら、ステップＳ４３の硫黄パージ制御終了処理に行く。
【００５７】
このステップＳ４３の硫黄パージ制御終了処理では、リーン継続時間ＴｌｅａｎＳ　、硫黄累積量ＳＯｘＳ　等のリセットを行い、ステップＳ１０に戻る。
【００５８】
そして、ステップＳ２０で硫黄パージ制御が不要と判断された場合には、ステップＳ３０に行き、再生制御が必要か否かを判定する。この判定は、ＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘＳ　が予め設定したＮＯｘ吸蔵限界値ＮＯｘＭＡＸ　に達しているか否か、あるいは、通常制御運転の時間（リーン継続時間）ＴｌｅａｎＳ　がリーン運転限界時間ＴｌｅａｎＭＡＸ　に達しているか、否かにより行う。
【００５９】
このステップＳ３０で再生制御運転が必要でないと判定された場合は、ステップＳ１０に戻り、再生制御運転が必要であると判定された場合は、ステップＳ５０の再生制御運転に行く。
【００６０】
このステップＳ５０の再生制御運転では、リッチ運転時間の計算、リッチ制御運転、再生終了処理を行う。
【００６１】
ステップＳ５１のリッチ運転時間の計算では、リッチ運転時間ＴｒｉｃｈをＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘＳ　と、リッチ制御運転時のエンジンの回転数と負荷から算出する。なお、エンジンが加速状態にある場合には、触媒温度と回転数から計算したリッチ頻度係数を乗じて補正する。また、ＥＧＲ弁４２とスロットル弁２３の駆動を考慮してリッチ制御運転の早期開始時間と終了遅延時間を計算し、実質的なリッチ運転時間ＴｒｉｃｈＭＡＸ　を算出する。
【００６２】
このステップＳ５２のリッチ制御運転は、マップデータを参照しながら、また、λセンサ５２の出力値をフィードバックしながら、ＥＧＲ弁４２の開度、スロットル弁２３開度、燃料噴射量、燃料噴射時期、燃料噴射パターン等を調整制御して、触媒温度を触媒が活性化する所定の温度範囲に維持し、しかも、空気過剰率λが触媒入口で０．８〜０．９５のリッチ状態（過濃燃焼状態）を維持するように制御して行われる。
【００６３】
そして、このリッチ状態の酸素濃度がゼロで、ＨＣ濃度とＣＯ濃度が高い排気ガスが流入すると、高温のＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０から吸蔵されていたＮＯ２　が放出されて、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０が再生される同時に、この放出されたＮＯ２　が排気ガス中のＨＣ，ＣＯによって還元され、Ｎ２　、Ｈ２　ＯとＣＯ２　となり浄化される。また、排気ガス中のＨＣ，ＣＯもＮＯ２　の還元剤として消費されるので外に排出されない。
【００６４】
このリッチ制御運転は、運転時間ＴｒｉｃｈＳ　をカウントし、ステップＳ５１で算出されたリッチ運転時間ＴｒｉｃｈＭＡＸ　を経過したら終了し、次のステップＳ５３の再生終了処理で、ＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘＳ　、リーン運転継続時間ＴｌｅａｎＳ　、リッチ運転継続時間ＴｒｉｃｈＳ　等をリセットしてゼロとする。
【００６５】
このステップＳ５１〜ステップＳ５３の一連の操作で、ステップＳ５０の再生制御運転を完了し、ステップＳ１０に戻る。
【００６６】
そして、エンジンキーがＯＦＦされるまでこの制御フローのステップＳ１０〜Ｓ５０が繰り返し実行され、エンジンキーＯＦＦ等の終了指令の割り込みにより、ステップＳ６０の制御フロー終了処理で、今回のエンジン運転でＮＯｘ吸蔵還元型触媒３０に累積しているＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘＳ　及び硫黄蓄積量ＳＯｘＳ　やリーン運転継続時間ＴｌｅａｎＳ　等をメモリーに書込した後、この制御フローが停止（ストップ）され終了（エンド）する。
【００６７】
上記の構成の排気ガス浄化システム１０の制御方法によれば、硫黄パージが必要になった時に、昇温制御運転即ち吸気絞り等を行って排気温度を上昇させ、この排気ガス昇温により触媒温度が硫黄パージ温度以上に昇温させると共に、リッチ制御運転により緩いリッチ条件、即ち、空気過剰率λが０．９５〜１．０の範囲となるようにすることによって硫黄パージに最適な温度及び低酸素濃度状態にして、触媒温度の低下を防止しながら、効率良く、硫黄パージを行うことができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る排気ガス浄化システムの制御方法によれば、硫黄パージが必要になった時に、昇温制御運転によって吸気絞りを行って排気温度を上昇させ、この排気ガス昇温により触媒温度が硫黄脱離可能温度になった時に、緩リッチ制御運転を行って、排気ガスの空燃比を理論空燃比若しくはこの理論空燃比よりも少し低い値、好ましくは空気過剰率で０．９５〜１．０に制御するので、最適な低酸素濃度雰囲気下で効率よく硫黄パージを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの構成を示す図である。
【図２】図１の排気ガス浄化システムのエンジンシステム部分の構成を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態のＮＯｘ吸蔵還元型触媒の構造を示す図で、（ａ）はモノリスハニカム構造を示し、（ｂ）はセル構造を示し、（ｃ）は触媒担持構造を示す。
【図４】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの制御手段の構成を示す図である。
【図５】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化方法を示す運転制御フローのフローチャート図である。
【図６】図５の硫黄パージ制御運転のより詳細なフローチャート図である。
【図７】図５の再生制御運転のより詳細なフローチャート図である。
【図８】空気過剰率λと触媒温度及び最適な硫黄脱離環境を示す図である。
【符号の説明】
１　　排気ガス浄化システム
２　　吸気通路
３　　排気通路
４　　ＥＧＲ通路
６　　コモンレール噴射システム
７　　電子制御装置（電子制御ボックス）
１０　　エンジン
２３　　スロットル弁（吸気絞り弁）
３０　　ＮＯｘ吸蔵還元型触媒
３２　　触媒金属
３３　　ＮＯｘ吸蔵物質
４２　　ＥＧＲ弁
５２　　空気過剰率（λ）センサ
Ａ　　空気
Ｇ　　排気ガス
Ｇｃ　浄化された排気ガス

Claims (2)

  1. 触媒金属とＮＯｘ吸蔵物質を有するＮＯｘ吸蔵還元型触媒をエンジンの排気通路に設けた排気ガス浄化システムの制御方法であって、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が硫黄パージ温度以上に昇温された時に、排気ガスの空燃比を理論空燃比若しくは該理論空燃比よりも少し低い値に制御する緩リッチ制御を行って、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の硫黄被毒に対する回復処理を行うことを特徴とする排気ガス浄化システムの制御方法。
  2. 前記緩リッチ制御が排気ガスの空気過剰率を０．９５〜１．０とする制御であることを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化システムの制御方法。
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