JP2016145532A - 内燃機関の排気ガス浄化システム、内燃機関及び内燃機関の排気ガス浄化方法 - Google Patents

内燃機関の排気ガス浄化システム、内燃機関及び内燃機関の排気ガス浄化方法 Download PDF

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Abstract

【課題】内燃機関の排気通路に、上流側の酸化触媒装置と下流側のリーンＮＯｘトラップ触媒装置を備えた内燃機関の排気ガス浄化システムで、各触媒装置の排気ガス浄化能力を回復するための排気ガスの昇温制御において、各触媒装置の昇温不足、昇温時のオーバーシュート、触媒の熱劣化・溶損を回避できて、再生処理を確実に行える内燃機関の排気ガス浄化システム、内燃機関及び内燃機関の排気ガス浄化方法を提供する。
【解決手段】排気ガス浄化システム２０の浄化能力の回復のための再生制御で排気ガスＧａの昇温制御を行う際に、この昇温制御におけるフィードバック制御の制御量である制御温度Ｔｃの測定位置を、排気通路１５を通過する排気ガスＧａの空気過剰率λ若しくは酸素濃度Ｃｏによって変更する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の排気ガス浄化装置に備えた各触媒装置を再生処理する際に、各触媒装置の昇温不足、昇温時のオーバーシュート、触媒の熱劣化、触媒の溶損を回避できて、再生処理を確実に行うことができる内燃機関の排気ガス浄化システム、内燃機関及び内燃機関の排気ガス浄化方法に関する。
一般に、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガスに含まれる、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、微粒子状物質（ＰＭ）、及び、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の浄化対象成分を浄化するために、酸化触媒装置（ＤＯＣ）、微粒子捕集装置（ＣＳＦ、ＳＣＲＦ等）、選択還元型触媒装置（ＳＣＲ）、リーンＮＯｘトラップ触媒装置（ＬＮＴ）等の各触媒装置を有する排気ガス浄化装置を備えた排気ガス浄化システムが使用されている。
この排気ガス浄化システムでは、リーンＮＯｘトラップ触媒装置に貯蔵されたＮＯｘの放出及び還元（ＮＯｘ再生）、微粒子捕集装置に捕集した微粒子状物質の燃焼除去（ＰＭ再生）、酸化触媒装置やリーンＮＯｘトラップ触媒装置等の各種触媒装置に蓄積した硫黄成分の除去（硫黄パージ）等の目的で、排気ガスの昇温制御を定期的に行っている。
この排気ガスの昇温制御の際に、従来技術では、各触媒装置の内いずれかの触媒装置の近傍に設けた排気ガス温度センサによる検出温度や、何等かの方法で求めたいずれかの触媒装置の推定温度を、昇温制御における排気ガスの目標温度に対するフィードバック制御の制御値である制御温度としており、幾つかの触媒装置がある場合には、通常は、応答性の観点から、昇温のために供給した未燃の炭化水素（ＨＣ）の燃焼による熱発生量が最も大きい触媒装置に関係する温度を、固定的にこの制御温度として用いている。
これに関連して、例えば、選択還元型触媒と、選択還元型触媒より排ガス上流側に配置され、酸化触媒層が形成され更に排ガス中のパティキュレートを捕集可能なパティキュレートフィルタと、パティキュレートフィルタに向けて炭化水素系液体を噴射可能な液体噴射ノズルと、液体噴射ノズルに液体を供給する液体供給手段とを備えて、パティキュレートフィルタに関係する排ガスの温度を温度センサで検出して、この温度センサの検出出力に基づいて液体供給手段を制御しているエンジンの排ガスを浄化する排ガス浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、複数の触媒装置や触媒層を部位ごとに塗り分けるゾーンコート等によっては、エンジンの運転条件により、排気通路で最も熱発生量の大きい個所（触媒装置）が異なる場合がある。例えば、酸化触媒装置−リーンＮＯｘトラップ触媒装置―微粒子捕集装置で構成されるシステムの場合では、排気ガス中の空気過剰率λが高く酸素濃度が高い場合は、上流側の酸化触媒装置で殆どの炭化水素が燃焼して熱が発生する。そのため、下流側のリーンＮＯｘトラップ触媒装置や微粒子捕集装置では、炭化水素の燃焼熱の発生ではなく、酸化触媒装置により昇温した排気ガスからの伝熱により各触媒装置内の温度が上昇することになる。
一方、硫黄パージ（Ｓパージ：サルファパージ）制御や、ＮＯｘ再生のリッチ燃焼等、排気ガス中の空気過剰率が低く酸素濃度が低い場合は、リーンＮＯｘトラップ触媒装置に吸着した酸素やＮＯｘ還元で発生する酸素を使って炭化水素の燃焼が起こるために、酸化触媒装置よりもリーンＮＯｘトラップ触媒装置の方が炭化水素の燃焼熱の発生量が大きくなることがある。
この様に、複数の触媒装置を組み合わせた排気ガス浄化システムの場合には、エンジンの運転条件により、燃料熱の発生量が最も大きくなる個所が変化することがあるので、従来技術のように、昇温制御時の制御温度を、炭化水素の燃焼による熱発生量が最も大きい触媒装置等の特定の触媒装置に関係する温度に固定してしまうと、エンジンの運転条件によっては、この触媒装置とは別の触媒装置において、昇温不良、昇温時のオーバーシュート、溶損等を生じる可能性がある。
特開２０１３−１７４２０３号公報
本発明者は、試験的に、エンジンの運転状態が変化したときにおける、排気通路で最も熱発生量の大きく、昇温の度合いが高い触媒装置の変化と排気ガスの酸素濃度との間に、相関があることを突き止めた。例えば、排気ガス中の空気過剰率が高く酸素濃度が高い、ＰＭ再生処理時やエンジンの高負荷時では、酸化触媒装置の熱発生量が大きくなり、一方、排気ガス中の空気過剰率が低く酸素濃度が低い、硫黄パージ制御時やエンジンの低負荷時では、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の熱発生量が大きい、という現象があることが分かった。
このことから、昇温制御時に、触媒装置における、昇温不良、昇温時のオーバーシュート、溶損等が生じるのを防止するため、エンジンの運転条件に対応してより最適な昇温制御を行うには、フィードバック制御における制御温度の位置、言い換えれば、目標温度にするべき制御温度に関係する触媒装置を、排気ガスの酸素濃度を考慮して選択及び変更すること、つまり、排気ガスの酸素濃度に基づいて、制御温度に関係する触媒装置、言い換えれば、制御温度を測定する位置を変更することが好ましいとの知見を得た。
より具体的には、空気過剰率若しくは酸素濃度が高い時には前段酸化触媒装置の温度に関係する制御温度を採用し、空気過剰率若しくは酸素濃度が低い時にはリーンＮＯｘトラップ触媒装置の温度に関係する制御温度を採用すればよく、また、制御温度の切り替えに伴う制御の急激な変化を回避するためには、前段酸化触媒装置の温度に関係する計測温度と、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の温度に関係する計測温度にそれぞれに重み（目標温度比率）を付けて、この重みを空気過剰率若しくは酸素濃度に従って徐々に変化させながら、これらの重み付平均で制御温度を算出して、この制御温度が目標温度になるようにフィードバック制御で昇温制御を行えばよいとの知見を得た。
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の排気通路に、上流側に酸化触媒装置、下流側にリーンＮＯｘトラップ触媒装置を有する内燃機関の排気ガス浄化システムで、各触媒装置の排気ガス浄化能力を回復するために行う排気ガスの昇温制御において、各触媒装置の昇温不足、昇温時のオーバーシュート、触媒の熱劣化、触媒の溶損を回避できて、再生処理を確実に行うことができる内燃機関の排気ガス浄化システム、内燃機関及び内燃機関の排気ガス浄化方法を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に、上流側に酸化触媒装置、下流側にリーンＮＯｘトラップ触媒装置を備えた内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、該排気ガス浄化システムを制御する制御装置が、該排気ガス浄化システムの浄化能力の回復のための再生制御で排気ガスの昇温制御を行う際に、この昇温制御におけるフィードバック制御の制御量である制御温度の測定位置を、前記排気通路を通過する排気ガスの空気過剰率若しくは酸素濃度によって変更する制御を行うように構成される。
この構成によれば、排気ガス浄化装置に備えた各触媒装置を再生処理するために行う排気ガスの昇温制御のときに、この昇温制御におけるフィードバック制御の制御量である制御温度、即ち、目標温度にすべき制御温度の測定位置を、排気ガスの酸素濃度を考慮して変更及び設定することで、より詳細には、制御温度を、排気ガス浄化システムでそのときに最も熱発生量の大きく最も昇温する触媒装置に関係する温度にすることで、排気ガスの昇温制御を最適化することができるので、各触媒装置の昇温不足、昇温時のオーバーシュート、触媒の熱劣化、触媒の溶損を回避できて、再生処理を確実に行うことができる。
また、上記の内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、前記酸化触媒装置の温度に関係する第１温度を計測する第１温度センサと、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置の温度に関係する第２温度を計測する第２温度センサを備えるとともに、前記制御装置が、該排気ガス浄化システムの浄化能力の回復のために再生制御で排気ガスの昇温制御を行う際に、前記制御温度を、前記排気通路を通過する排気ガスの空気過剰率若しくは酸素濃度が予め設定した上限閾値より高いときには、前記第１温度とし、前記排気通路を通過する排気ガスの空気過剰率若しくは酸素濃度が予め設定した下限閾値より低いときには、前記第２温度とする制御を行うように構成されると、次のような効果を奏することができる。
つまり、リーンＮＯｘトラップ触媒装置より酸化触媒装置の熱発生量の方が大きいときには、排気ガスの空気過剰率及び酸素濃度が予め設定した上限閾値より高くなるので、酸化触媒装置に関係する第１温度を制御温度とすることで、酸化触媒装置の温度で昇温制御でき、また、酸化触媒装置よりリーンＮＯｘトラップ触媒装置の熱発生量の方が大きいときには、排気ガスの空気過剰率及び酸素濃度が予め設定した下限閾値より低くなるので、リーンＮＯｘトラップ触媒装置に関係する第２温度を制御温度とすることで、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の温度で昇温制御できるので、比較的簡単な制御で、排気ガスの昇温制御を最適化することができる。
また、上記の内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、前記制御装置が、該排気ガス浄化システムの浄化能力の回復のために再生制御で排気ガスの昇温制御を行う際に、前記排気通路を通過する排気ガスの空気過剰率若しくは酸素濃度が前記上限閾値以下でかつ前記下限閾値以上のときには、前記排気通路を通過する排気ガスの空気過剰率若しくは酸素濃度によって変化させて重み係数を設定すると共に、前記制御温度を前記重み係数を用いた前記第１温度と前記第２温度との重み付平均値とする制御を行うように構成されると、空気過剰率若しくは酸素濃度の変化に対して制御温度の切り替えによる急激な変化を回避しながら昇温制御を行うことができる。
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、上記の内燃機関の排気ガス浄化システムを備えて構成され、上記の内燃機関の排気ガス浄化システムと同様の作用効果を奏することができる。
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の排気ガス浄化方法は、内燃機関の排気通路に、上流側に酸化触媒装置、下流側にリーンＮＯｘトラップ触媒装置を備えた内燃機関の排気ガス浄化システムを備えた内燃機関の排気ガス浄化方法において、前記排気ガス浄化システムの浄化能力の回復のための再生制御で排気ガスの昇温制御を行う際に、この昇温制御におけるフィードバック制御の制御量である制御温度の測定位置を、前記排気通路を通過する排気ガスの空気過剰率若しくは酸素濃度によって変更することを特徴とする方法であり、上記の内燃機関の排気ガス浄化システムと同様の作用効果を奏することができる。
本発明の内燃機関の排気ガス浄化システム、内燃機関及び内燃機関の排気ガス浄化方法によれば、排気ガス浄化装置に備えた各触媒装置を再生処理するために行う排気ガスの昇温制御のときに、この昇温制御におけるフィードバック制御の制御量である制御温度、即ち、目標温度にすべき制御温度の測定位置を、排気ガスの酸素濃度を考慮して変更及び設定することで、より詳細には、制御温度を、排気ガス浄化システムでそのときに最も熱発生量の大きく最も昇温する触媒装置に関係する温度にすることで、排気ガスの昇温制御を最適化することができるので、各触媒装置の昇温不足、昇温時のオーバーシュート、触媒の熱劣化、触媒の溶損を回避できて、再生処理を確実に行うことができる。
本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システムを備えた内燃機関の構成を模式的に示す図である。 第２温度に対する第１温度の重み比率である重み係数と排気ガスの空気過剰率との関係を模式的に示す図である。
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システム、内燃機関及び内燃機関の排気ガス浄化方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係る実施の形態の内燃機関は、本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システムを備えて構成され、後述する内燃機関の排気ガス浄化システムが奏する作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
最初に、図１を参照しながら、本発明に係る実施の形態の内燃機関（以下エンジン）１０と内燃機関の排気ガス浄化システム２０について説明する。このエンジン１０には、気筒（シリンダ）１０ａに面して燃料噴射装置１１と吸気弁１２と排気弁１３が設けられ、更に、吸気弁１２に連通する吸気通路１４と、排気弁１３に連通する排気通路１５と、ＥＧＲ通路１６が設けられている。
この吸気通路１４には、上流側より順に、エアクリーナ１７、ターボチャージャ（ターボ式過給器）１８のコンプレッサ１８ｂ、インタークーラ１９ａ、インテークスロットルバルブ１９ｂが設けられ、また、排気通路１５には、上流側より順に、ターボチャージャ１８のタービン１８ａ、排気ガス浄化装置２１が設けられている。また、ＥＧＲ通路１６は、コンプレッサ１８ｂより下流の吸気通路１４とタービン１８ａより上流の排気通路１５を接続して設けられ、このＥＧＲ通路１６には、上流側より順に、ＥＧＲクーラ１６ａ、ＥＧＲバルブ１６ｂが設けられている。
そして、大気から導入される新気Ａは、必要に応じて、ＥＧＲ通路１６から吸気通路１４に流入する排気ガス（ＥＧＲガス）Ｇｅを伴って、吸気弁１２経由で気筒（シリンダ）１０ａに送られる。また、気筒１０ａで発生した排気ガスＧは、排気弁１３経由で排気通路１５に流出し、その一部はＥＧＲ通路１６にＥＧＲガスＧｅとして流れ、残りの排気ガスＧａ（＝Ｇ−Ｇｅ）は、タービン１８ａを経由して、排気ガス浄化装置２１に流入して、浄化された後、浄化された排気ガスＧｃとしてマフラー（図示しない）、テールパイプ（図示しない）を経由して大気中へ放出される。
また、排気ガス浄化システム２０の排気ガス浄化装置２１は、この図１の構成では、酸化触媒装置（ＤＯＣ）２２、微粒子捕集装置（ＣＳＦ）２３、リーンＮＯｘトラップ触媒装置（ＬＮＴ）２４及び後段酸化触媒装置（ＤＯＣ）２５等の触媒装置を備えて構成される。なお、微粒子捕集装置２３とリーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の配設順序を逆にして、すなわち、酸化触媒装置２２、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４、微粒子捕集装置２３、後段酸化触媒装置２５の順に、各触媒装置を排気ガス浄化装置２０に備える場合もある。
また、酸化触媒装置２２の上流側の排気通路１５には、未燃燃料を排気通路１５内に噴射する燃料噴射装置２６が配設され、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に対するＮＯｘ再生制御、酸化触媒装置２２とリーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に対する硫黄パージ制御、微粒子捕集装置２３に対するＰＭ再生制御等の排気ガスの昇温制御の際に、排気通路１５内に未燃燃料を噴射する。この噴射により、未燃燃料である炭化水素を酸化触媒装置２２等で酸化して、この酸化熱により排気ガスＧａを昇温する。この排気ガスＧａの昇温や各触媒装置２２、２３、２４での炭化水素の燃焼による昇温により、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４を吸蔵ＮＯｘの放出及び還元の温度域まで昇温させたり、微粒子捕集装置２３をＰＭ燃焼可能な温度域まで昇温させたり、あるいは、酸化触媒装置２２とリーンＮＯｘトラップ触媒装置２４を脱硫可能な温度域まで昇温させたりする。これにより、各触媒装置２２、２３、２４の排気ガス浄化能力を回復する。
また、酸化触媒装置２２の上流側（入口側）の排気通路１５には、酸化触媒装置２２に流入する排気ガスＧａの温度ＴDOCを検出する第１温度センサ３１が配置され、また、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の上流側の排気通路１５には、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に流入する排気ガスＧａの温度ＴLNTを検出する第２温度センサ３２が配置され、また、酸化触媒装置２２と微粒子捕集装置２３の間の排気通路１５には、酸化触媒装置２２から流出して微粒子捕集装置２３に流入する排気ガスＧａの温度ＴCSFを検出する第３温度センサ３３が配置される。
さらに、排気ガスＧａの空気過剰率λ若しくは酸素濃度Ｃｏを計測するλセンサ３４若しくは酸素濃度センサ（図示しない）が排気ガス浄化装置２０の下流側に配置される。このλセンサ若しくは酸素濃度センサは、排気ガス浄化装置２０の上流側に配置しても、また、排気マニホールドに配置してもよい。
ここでは、第１温度センサ３１で検出する温度ＴDOCを酸化触媒装置２２に関係する第１温度Ｔ１とし、第２温度センサ３２で検出する温度ＴLNTをリーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に関係する第２温度Ｔ２とし、第３温度センサ３３で検出する温度ＴCSFを微粒子捕集装置２３に関係する第３温度Ｔ３とする。
なお、酸化触媒装置２２の前後の温度センサで検出した温度の平均値を第１温度Ｔ１としてもよいし、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の前後の温度センサで検出した温度の平均値を第２温度Ｔ２としてもよいし、また、微粒子捕集装置２３の前後の温度センサで検出した温度の平均値を第３温度としてもよい。更には、各触媒装置２２、２３、２４の上流側の排気ガス温度の代わりにそれぞれの下流側の排気ガス温度を用いてもよい。
また、本発明の内燃機関の排気ガス浄化システム２０を制御する制御装置４０を設ける。この制御装置４０は、通常は、エンジン１０全般の運転状態を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）に組み込んで構成するが、独立して設けてもよい。
そして、本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システム２０では、この排気ガス浄化システム２０を制御する制御装置４０は、排気ガス浄化システム２０の浄化能力の回復のための再生制御で排気ガスＧａの昇温制御を行う際に、この昇温制御におけるフィードバック制御の制御量である制御温度Ｔｃの測定位置を、排気通路１５を通過する排気ガスＧの空気過剰率λ若しくは酸素濃度Ｃｏによって変更する制御を行う。
この構成によれば、排気ガス浄化装置２０に備えた各触媒装置２２〜２５の浄化能力を回復する再生処理のための排気ガスＧａの昇温制御時に、制御温度Ｔｃが各再生処理に応じて設定される目標温度Ｔｍになるように、燃料噴射装置２６で噴射される未燃燃料（炭化水素）の量が調整される。この制御温度Ｔｃの測定位置を、排気ガスＧａの空気過剰率λ若しくは酸素濃度Ｃｏに応じて変更する。より詳細には、排気通路１５内でそのときに最も熱発生量の大きく、最も昇温する触媒装置（２２、２３、２４のいずれか）の温度（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３のいずれか）を一番よく反映する測定温度に変更する。
つまり、制御装置４０が、排気ガス浄化システム２０の浄化能力の回復のために再生制御で排気ガスＧａの昇温制御を行う際に、制御温度Ｔｃを、排気通路１５を通過する排気ガスＧａの空気過剰率λ若しくは酸素濃度Ｃｏが予め設定した上限閾値Ａ１より高いときには、第１温度Ｔ１とし、空気過剰率λ若しくは酸素濃度Ｃｏが予め設定した下限閾値Ａ２より低いときには、第２温度Ｔ２とする制御を行う。なお、この上限閾値Ａ１と下限閾値Ａ２は、予め実験等により設定しておき、制御装置４０に記憶させておく。また、制御を単純化するときには、この上限閾値Ａ１と下限閾値Ａ２を同じにしてもよいが、この場合は、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２が略等しくなるような値とすることが好ましい。
これにより、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４より酸化触媒装置２２の熱発生量の方が大きいときには、排気ガスＧａの空気過剰率λ及び酸素濃度Ｃｏが上限閾値Ａ１より高いので、酸化触媒装置２２に関係する第１温度Ｔ１を制御温度Ｔｃとすることで、酸化触媒装置２２の第１温度Ｔ１で昇温制御でき、また、酸化触媒装置２２よりリーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の熱発生量の方が大きいときには、排気ガスＧａの空気過剰率λ及び酸素濃度Ｃｏが予め設定した下限閾値Ａ２より低いので、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に関係する第２温度Ｔ２を制御温度Ｔｃとすることで、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の第２温度Ｔ２で昇温制御できるので、比較的簡単な制御で、排気ガスＧａの昇温制御を最適化することができる。
また、制御装置４０が、排気ガス浄化システム２０の浄化能力の回復のために再生制御で排気ガスＧａの昇温制御を行う際に、排気通路１５を通過する排気ガスＧａの空気過剰率λ若しくは酸素濃度Ｃｏが上限閾値Ａ１以下でかつ下限閾値Ａ２以上のときには、空気過剰率λ若しくは酸素濃度Ｃｏによって変化させて重み係数αを設定すると共に、制御温度Ｔｃを重み係数αを用いた第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との重み付平均値Ｔ１２とする制御を行う。これにより、空気過剰率λ若しくは酸素濃度Ｃｏの変化に対して制御温度Ｔｃの切り替えによる急激な変化を回避しながら昇温制御を行うことができる。
この重み係数αは、例えば、Ｔ１２＝Ｔ１×α＋Ｔ２×（１−α）となるように定めたり、Ｔ１２＝（Ｔ１×α＋Ｔ２）／（１＋α）となるように定めたりすることができ、予め実験などにより空気過剰率λに対して設定され、制御装置４０に記憶される。図２では、この重み係数αは、空気過剰率λが小さくなると増加し、空気過剰率λが大きくなると減少する値として設定されている。なお、図２では、空気過剰率λと重み係数αの相関関係は、右下がりの直線関係としているが、この図２の直線関係は一例を示すもので、左下に凸の形状の曲線関係や右上に凸の形状の曲線関係の場合もあり得る。
なお、排気ガスＧａの酸素濃度λに基づいて、制御温度Ｔｃとする温度が、最大の熱発生量である触媒装置の温度が３つ以上の場合、例えば、ＴDOC、ＴLNT、ＴCSFの場合には、重み係数の数を増やして、重み付け平均を取ることになる、例えば、重み係数α、βを排気ガスＧａの酸素濃度λに対して予め設定して、制御温度Ｔｃを、Ｔｃ＝ＴDOC×α＋×ＴLNT×β＋ＴCSF×（１−α−β）としたりする。
次に、本発明にかかる実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化方法について説明する。この方法は、上記の内燃機関の排気ガス浄化システム２０における内燃機関の排気ガス浄化方法であり、排気ガス浄化システム２０の浄化能力の回復のための再生制御で排気ガスＧａの昇温制御を行う際に、この昇温制御におけるフィードバック制御の制御量である制御温度Ｔｃの測定位置を、排気通路１５を通過する排気ガスＧａの空気過剰率λ若しくは酸素濃度Ｃｏによって変更する方法である。
上記した内燃機関の排気ガス浄化システム２０、内燃機関１０及び内燃機関の排気ガス浄化方法によれば、排気ガス浄化装置２１に備えた各触媒装置２２、２３、２４を再生処理するために行う排気ガスＧａの昇温制御時に、この昇温制御におけるフィードバック制御の制御量である制御温度Ｔｃ、即ち、目標温度Ｔｍにすべき制御温度Ｔｃの測定位置を、排気ガスＧａの空気過剰率λ若しくは酸素濃度Ｃｏを考慮して変更及び設定することで、より詳細には、制御温度Ｔｃを、排気ガス浄化システム２０でそのときに最も熱発生量の大きく最も昇温する触媒装置２２、２３、２４に関係する温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３にすることで、排気ガスＧａの昇温制御を最適化することができるので、各触媒装置２２、２３、２４の昇温不足、昇温時のオーバーシュート、触媒の熱劣化、触媒の溶損を回避できて、再生処理を確実に行うことができる。
１０ エンジン（内燃機関）
１１ 燃料噴射装置
１５ 排気通路
２０ 排気ガス浄化システム
２１ 排気ガス浄化装置
２２ 酸化触媒装置（ＤＯＣ）
２３ 微粒子捕集装置
２４ 選択還元型触媒装置（ＳＣＲ）
２５ 後段酸化触媒装置（ＤＯＣ）
２６ 燃料噴射装置
３１ 第１温度センサ
３２ 第２温度センサ
３３ 第３温度センサ
３４ λセンサ
４０ 制御装置
Ａ 新気
Ｇ 発生した排気ガス
Ｇａ 排気ガス浄化装置を通過する排気ガス
Ｇｃ 浄化処理された排気ガス
Ｇｅ ＥＧＲガス

Claims (5)

  1. 内燃機関の排気通路に、上流側に酸化触媒装置、下流側にリーンＮＯｘトラップ触媒装置を備えた内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、
    該排気ガス浄化システムを制御する制御装置が、
    該排気ガス浄化システムの浄化能力の回復のための再生制御で排気ガスの昇温制御を行う際に、この昇温制御におけるフィードバック制御の制御量である制御温度の測定位置を、前記排気通路を通過する排気ガスの空気過剰率若しくは酸素濃度によって変更する制御を行うように構成されることを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化システム。
  2. 前記酸化触媒装置の温度に関係する第１温度を計測する第１温度センサと、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置の温度に関係する第２温度を計測する第２温度センサを備えるとともに、
    前記制御装置が、
    該排気ガス浄化システムの浄化能力の回復のために再生制御で排気ガスの昇温制御を行う際に、前記制御温度を、前記排気通路を通過する排気ガスの空気過剰率若しくは酸素濃度が予め設定した上限閾値より高いときには、前記第１温度とし、前記排気通路を通過する排気ガスの空気過剰率若しくは酸素濃度が予め設定した下限閾値より低いときには、前記第２温度とする制御を行うように構成される請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化システム。
  3. 前記制御装置が、
    該排気ガス浄化システムの浄化能力の回復のために再生制御で排気ガスの昇温制御を行う際に、前記排気通路を通過する排気ガスの空気過剰率若しくは酸素濃度が前記上限閾値以下でかつ前記下限閾値以上のときには、前記排気通路を通過する排気ガスの空気過剰率若しくは酸素濃度によって変化させて重み係数を設定すると共に、前記制御温度を前記重み係数を用いた前記第１温度と前記第２温度との重み付平均値とする制御を行うように構成される請求項２に記載の内燃機関の排気ガス浄化システム。
  4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気ガス浄化システムを備えて構成されることを特徴とする内燃機関。
  5. 内燃機関の排気通路に、上流側に酸化触媒装置、下流側にリーンＮＯｘトラップ触媒装置を備えた内燃機関の排気ガス浄化システムを備えた内燃機関の排気ガス浄化方法において、
    前記排気ガス浄化システムの浄化能力の回復のための再生制御で排気ガスの昇温制御を行う際に、この昇温制御におけるフィードバック制御の制御量である制御温度の測定位置を、前記排気通路を通過する排気ガスの空気過剰率若しくは酸素濃度によって変更することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
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