JP6969153B2 - 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関から排出されるＮＯｘを低減する内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法に関する。

ディーゼルエンジンや希薄燃焼ガソリンエンジン等の内燃機関においては、ＮＯｘ低減のために、ＬＮＴ触媒（リーンＮＯｘトラップ触媒：ＮＯｘ吸蔵還元型触媒）や選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）を組み合わせて、広い温度範囲をカバーすることが行われるようになってきている。

このＬＮＴ触媒では、通常時では排気ガス中のＮＯｘを吸蔵して、このＮＯｘ吸蔵が飽和する前に、リッチ空燃比下で、ＮＯｘを放出すると共に、放出されたＮＯｘを貴金属触媒で窒素（Ｎ₂）に還元するＮＯｘパージ処理（ＤｅＮＯｘ処理）を行って、ＮＯｘ吸蔵能力を回復している。しかしながら、このリッチ空燃比の状態は、シリンダ内燃料噴射や排気管内燃焼噴射により、固定されたパージ間隔で発生させているため、このＮＯｘパージ処理により燃費が悪化するという問題がある。

これに関連して、燃費の悪化を抑制しながらトータルでのＮＯｘ浄化性能を向上するために、ＳＣＲの温度の上昇が予測される場合は、ＳＣＲ触媒による還元浄化を見越してＮＯｘパージ処理の実行頻度を低下し、温度の低下が予測される場合は、ＬＮＴ触媒による還元浄化が必要になると見越してＮＯｘパージ処理の実行頻度を上昇させる内燃機関の排気浄化システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−１３３０８９号公報

ところで、この内燃機関の排気浄化システムでは、ＳＣＲ触媒の推定温度が切替温度よりも高い間（ＳＣＲ触媒が活性化している間）は、ＮＯｘパージ処理を禁止しているので、いずれ、ＮＯｘ吸蔵量がＮＯｘ吸蔵閾値を超えてしまう。この場合に、ＬＮＴ触媒でのＮＯｘ浄化能力がなくなるので、この状態でＳＣＲの推定温度が切替温度より低下した場合には、ＮＯｘパージを行ってＬＮＴ触媒のＮＯｘ吸蔵能力を回復することなく、ＳＣＲ触媒の昇温制御を行って、ＳＣＲ触媒によりＮＯｘ浄化するとしている。そのため、この昇温制御による燃費の悪化という問題がある。

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、ＬＮＴ触媒等の燃料を消費するＮＯｘパージ制御（ＤｅＮＯｘ制御）を要するＮＯｘ触媒装置と選択還元型触媒装置の組み合わせによる排気ガス浄化システムにおいて、ＮＯｘ浄化性能を維持しつつ、ＮＯｘパージ制御の回数を低減できて、燃費の悪化を抑制できる、内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法を提供することである。

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、ＮＯｘ触媒装置と還元剤供給装置と選択還元型触媒装置とを備えた内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、前記選択還元型触媒装置の触媒温度を測定又は推定する触媒温度検出装置を備えると共に、燃料を消費させて前記ＮＯｘ触媒装置におけるＮＯｘの吸蔵能力を回復するＮＯｘパージ制御を実施する制御装置とを備え、前記制御装置が、前記ＮＯｘパージ制御を予め設定されるパージ開始条件が満たされたとき実施すると共に、前記パージ開始条件の判定用設定値を、前記触媒温度検出装置で検出した触媒温度が予め設定された設定温度以上の場合には、前記触媒温度が前記設定温度よりも低い場合よりもパージ間隔が長くなるように設定するように構成されている。

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、内燃機関の排気ガスを、燃料を消費するＮＯｘパージ制御を要するＮＯｘ触媒装置と選択還元型触媒装置を用いて浄化する内燃機関の排気ガス浄化方法において、前記ＮＯｘ触媒装置におけるＮＯｘの吸蔵能力を回復するＮＯｘパージ制御を予め設定されるパージ開始条件が満たされたとき実施し、前記パージ開始条件の判定用設定値を、触媒温度検出装置で検出した前記選択還元型触媒装置の触媒温度が予め設定された設定温度以上の場合には、前記触媒温度が前記設定温度よりも低い場合よりもパージ間隔が長くなるように設定することを特徴とする方法である。

本発明の内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法によれば、選択還元型触媒装置の触媒温度を元に、選択還元型触媒の活性化度合いを判定し、ＮＯｘパージ制御のパージ間隔を変更するので、ＮＯｘ触媒装置と選択還元型触媒装置を用いて浄化する内燃機関の排気ガス浄化システムにおける望ましい頻度でＮＯｘパージ制御を実施することができる。

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の構成を模式的に示す図である。 本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化方法を実施するための第１パージ条件の下での制御フローの一例を示す図である。 発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化方法を実施するための第２パージ条件の下での制御フローの一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システム及び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。ここでは、ＮＯｘ吸着機能を有するＮＯｘ触媒装置として、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒装置を例示しているが、燃料を消費してＮＯｘ浄化性能を回復するＮＯｘパージ制御を時間的な間隔を置いて必要とするＮＯｘを浄化する触媒であればよく、本発明は、このＮＯｘ吸蔵還元型触媒装置に限定されるものではない。

図１に示すように、本発明の実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システム１は、エンジン本体（内燃機関本体）１０から排出される排気ガスＧが通過する排気通路１１に上流側からＮＯｘ吸着機能を有するＮＯｘ触媒装置２１と還元剤供給装置２２と選択還元型触媒装置（例えば、尿素ＳＣＲ触媒装置）２３を備えると共に、還元剤供給装置２２から噴射する還元剤（例えば、尿素水）Ｕの噴射量Ｕ１を制御する制御装置３０を備えて構成される。なお、通常は、前段酸化触媒や排気ガスＧ中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタ等が設けられるが、本発明では直接関係しないので、図１から省略している。これらの前段酸化触媒及びフィルタの位置は本発明では特に限定されない。

このＮＯｘ吸着機能を有するＮＯｘ触媒装置２１としては、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒などのＬＮＴ（リーンＮＯｘトラップ触媒）を担持した装置がある。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、触媒担体上に白金等の貴金属触媒とバリウム等のアルカリ土類金属等で形成されるＮＯｘ吸蔵材を担持した成型体などから構成されている。そして、排気ガス中のＮＯｘをリーン状態のときに、ＮＯｘ吸蔵材に一旦吸蔵させ、ＮＯｘの吸蔵量が飽和する前に排気ガスをＮＯｘパージ制御でリッチ空燃比状態にすることで、ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されたＮＯｘを放出させて、貴金属触媒の三元機能により還元するものである。

また、還元剤供給装置２２は、還元剤タンク２２ａから還元剤供給配管２２ｂ経由で供給される還元剤Ｕを選択還元型触媒装置２３に供給するための噴射装置であり、制御装置３０により、還元剤Ｕの噴射の有無及びその噴射量Ｕ１を調整制御される。

選択還元型触媒装置（ＳＣＲ触媒装置）２３は、例えば、尿素水を還元剤Ｕとして、発生したアンモニアで排気ガスＧ中のＮＯｘと反応させて窒素と水にする尿素選択還元型触媒を担持して構成される。この尿素選択還元型触媒としては、鉄イオン交換アルミノシリケートや銅イオン交換アルミノシリケートなどのゼオライト触媒などがあり、アンモニアを吸着して、この吸着したアンモニアでＮＯｘを還元浄化する機能を有している。この選択還元型触媒装置２３を使用することで、アンモニアを直接使用するのではなく、尿素水を排気ガスＧの中に噴射して、尿素水から加水分解により発生するアンモニアとＮＯｘを反応させることでＮＯｘを無害化する。

また、ＮＯｘ触媒装置２１に流入する排気ガスＧの温度Ｔｇ１を検出するための第１排気ガス温度センサ３１がＮＯｘ触媒装置２１の上流側に、選択還元型触媒装置２３に流入する排気ガスＧの温度Ｔｇ２を検出するための第２排気ガス温度センサ３２が選択還元型触媒装置２３の上流側に設けられる。また、選択還元型触媒装置２３から流出する排気ガスＧの温度Ｔｇ３を検出するための第３排気ガス温度センサ３３が選択還元型触媒装置２３の下流側に設けられる。この排気ガスＧの温度Ｔｇ２と温度Ｔｇ３とから選択還元型触媒装置２３の触媒温度Ｔｃを推定することができる。

つまり、第２排気ガス温度センサ３２と第３排気ガス温度センサ３３と制御装置３０により、触媒温度検出装置を構成している。例えば、排気ガスＧの温度Ｔｇ３を触媒温度Ｔｃとしたり、排気ガスＧの温度Ｔｇ２と温度Ｔｇ３の単純平均や重み付き平均を触媒温度Ｔｃとしたりする。

さらに、ＮＯｘ触媒装置２１に流入する排気ガスＧのＮＯｘ濃度を検出するための第１ＮＯｘ濃度センサ３４がＮＯｘ触媒装置２１の上流側に、ＮＯｘ触媒装置２１から流出する排気ガスＧのＮＯｘ濃度を検出するための第２ＮＯｘ濃度センサ３５がＮＯｘ触媒装置２１の下流側で、かつ、選択還元型触媒装置２３の上流側に、さらに、選択還元型触媒装置２３から流出する排気ガスＧのＮＯｘ濃度を検出するための第３ＮＯｘ濃度センサ３６が選択還元型触媒装置２３の下流側に、それぞれ設けられる。

また、制御装置３０が設けられ、各種センサ３１〜３６の検出値を入力して、還元剤供給装置２２に制御指令を出力して、還元剤供給装置２２から噴射する還元剤Ｕの噴射量Ｕ１を調整制御する。この制御装置３０は、通常は、内燃機関の運転全般を制御するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）と呼ばれるエンジン制御装置で構成されるが、このエンジン制御装置とは別体で形成して、このエンジン制御との間で連携を取りながら制御する構成にしてもよい。

これらの構成により、内燃機関の排気ガス浄化システム１は、内燃機関の排気通路１１に、燃料を消費するＮＯｘパージ制御（ＤｅＮＯｘ制御）を要するＮＯｘ触媒装置２１と還元剤供給装置２２と選択還元型触媒装置２３を備えると共に、還元剤供給装置２２から噴射する還元剤Ｕの噴射量を制御する制御装置３０を備えた構成となる。また、さらに、選択還元型触媒装置２３の触媒温度Ｔｃを測定又は推定する触媒温度検出装置を備えた構成になっている。

そして、制御装置３０は、図２及び図３に示すような、次の制御を実施するように構成される。つまり、この制御装置３０は、ＮＯｘ触媒装置２１におけるＮＯｘの吸蔵能力を回復するＮＯｘパージ制御を予め設定されるパージ開始条件が満たされたとき実施すると共に、このパージ開始条件の判定用設定値を、触媒温度検出装置で検出した触媒温度Ｔｃが予め設定された設定温度Ｔｓ以上の場合には、触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓよりも低い場合よりもパージ間隔Δｔｐが長くなるように設定するように構成されている。

この設定温度Ｔｓの具体的な値は、ＮＯｘ触媒装置２１の触媒の特性や選択還元型触媒装置２３の触媒の特性や内燃機関の排気ガス浄化システム１の特性等によって異なり、実験などによって設定されるものであるが、例えば、２００℃以上の温度で設定される。

また、このパージ開始条件の一つである第１パージ条件としては、ＮＯｘパージ制御の制御完了後からの経過時間ｔｅが予め設定されるパージ間隔設定値（判定用設定値）ｔｅｃを超えたことであると設定される。この第１パージ条件の下では、パージ間隔設定値ｔｅｓが、触媒温度検出装置で検出した触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓ以上の場合には、触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓよりも低い場合よりも長くなるように設定される。

このパージ間隔設定値ｔｅｓの具体的な値は、ＮＯｘ触媒装置２１の触媒の特性や選択還元型触媒装置２３の触媒の特性や内燃機関の排気ガス浄化システム１の特性等によって異なり、実験などによって、さらには、想定されるエンジン運転状態の変化における排気ガスＧの急激な温度低下の発生頻度などによって設定されるものである。

また、もう一つのパージ開始条件の第２パージ条件としては、ＮＯｘパージ制御の制御完了後からのＮＯｘ触媒装置２１に吸蔵されるＮＯｘ吸蔵量Ｗａが予め設定されるＮＯｘ吸蔵量設定値（判定用設定値）Ｗａｃを超えたことであると設定される。この第２パージ条件の下では、ＮＯｘ吸蔵量設定値Ｗａｃが、触媒温度検出装置で検出した触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓ以上の場合には、触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓよりも低い場合よりも大きくなるように設定される。

なお、このＮＯｘ吸蔵量Ｗａは、エンジン本体（内燃機関本体）１０から排出されて、ＮＯｘ触媒装置２１に流入するＮＯｘ量を、ＮＯｘ触媒装置２１の上流側の第１ＮＯｘ濃度センサ３４で検出したＮＯｘ濃度と排気ガスＧの流量とから算出でき、また、ＮＯｘ触媒装置２１から流出するＮＯｘ量を、ＮＯｘ触媒装置２１の下流側の第２ＮＯｘ濃度センサ３５で検出したＮＯｘ濃度と排気ガスＧの流量とから算出できるので、両者の差からＮＯｘ触媒装置２１に吸蔵されたＮＯｘ量を算出でき、このＮＯｘ量を累積演算することにより、ＮＯｘ触媒装置２１に吸蔵されているＮＯｘ吸蔵量Ｗａを算出することができる。なお、エンジン本体（内燃機関本体）１０から排出されるＮＯｘ量は、実験結果で得られたマップデータ等を参照してエンジンの運転状態から推定することもできる。

このＮＯｘ吸蔵量設定値Ｗａｃの具体的な値は、ＮＯｘ触媒装置２１の触媒の特性や選択還元型触媒装置２３の触媒の特性や内燃機関の排気ガス浄化システム１の特性等によって異なり、実験などによって、さらには、想定されるエンジン運転状態の変化における排気ガスＧの急激な温度低下の発生頻度などによって設定されるものである。

そして、この制御装置３０においては、設定温度Ｔｓを一つに設定して、判定用設定値ｔｅｃ（又はＷａｃ）が２つに設定される。あるいは、設定温度Ｔｓ（ｎ）が複数の第１の数Ｎで設定され、判定用設定値ｔｅｃ（ｍ）（又はＷａｃ（ｍ））が第１の数Ｎよりも１つ大きい第２の数（Ｍ＝Ｎ＋１）で設定され、設定温度Ｔｓ（ｎ）が高くなるにつれてパージ間隔Δｔｐ（ｍ）が長くなるように設定される。あるいは、触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓを超えた範囲では、判定用設定値ｔｅｃ（又はＷａｃ）が触媒温度Ｔｃの関数（ｔｅｃ＝ｆ（Ｔｃ）、Ｗａｃ＝ｇ（Ｔｃ））として設定される。

なお、ＮＯｘパージ制御の温度に関しては、ＮＯｘ触媒装置２１に担持される触媒によっても異なるが、例えば、１５０℃〜２５０℃程度の間の有効温度Ｔｅ以上であり、これ以下の温度ではＮＯｘパージ制御を行ってリッチ空燃比状態にしても、ＮＯｘ触媒装置２１の温度が低くてＮＯｘの放出が不十分となる。

そして、本発明の実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化方法は、内燃機関の排気通路１１に、燃料を消費するＮＯｘパージ制御を要するＮＯｘ触媒装置２１と還元剤供給装置２２と選択還元型触媒装置２３を用いて浄化する内燃機関の排気ガス浄化方法であり、次のような方法である。

つまり、ＮＯｘ触媒装置２１におけるＮＯｘの吸蔵能力を回復するＮＯｘパージ制御を予め設定されるパージ開始条件が満たされたとき実施し、このパージ開始条件の判定用設定値ｔｅｃ（又はＷａｃ）を、触媒温度検出装置で検出した触媒温度Ｔｃが予め設定された設定温度Ｔｓ以上の場合には、触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓよりも低い場合よりもパージ間隔Δｔｐが長くなるように設定する方法である。

この上記の制御は、図２又は図３に示すような一例の制御フローで実施することができる。この図２又は図３の制御フローは内燃機関が運転を開始すると、上級の制御フローから呼ばれて、他の排気ガス浄化システム１の運転制御フローと並行して実施され、内燃機関の運転が終了する際には、割り込みが生じて、上級の制御フローに戻って、この上級の制御フローと共に終了するものとして示してある。

図２の制御フローは第１パージ条件に関するものであり、この図２の制御フローがスタートすると、ステップＳ１１で、経過時間ｔｅをカウントする。このカウントの最初の値は前回の図２の制御フローの終了時の値とする。なお、図２の制御フローが最初に実施される場合は経過時間ｔｅの初期値はゼロとする。次に、ステップＳ１２で、選択還元型触媒装置２３の触媒温度Ｔｃを検出する。次のステップＳ１３で、触媒温度Ｔｃが予め設定されている設定温度Ｔｓ以上であるか否かを判定する。

このステップＳ１３の判定で触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓ未満である場合（ＮＯ）には、ステップＳ１５でパージ間隔設定値ｔｅｃを予め設定されている第１パージ間隔設定値ｔｅｃ１とする。そして、ステップＳ１６に行く。一方、ステップＳ１３の判定で触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓ以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１４でパージ間隔設定値ｔｅｃを予め設定されている第２パージ間隔設定値ｔｅｃ２とする。この第２パージ間隔設定値ｔｅｃ２は第１パージ間隔設定値ｔｅｃ１よりも長い時間（インターバル）である。そして、ステップＳ１６に行く。

ステップＳ１６では、経過時間ｔｅが上記で設定されたパージ間隔設定値ｔｅｃ（＝ｔｅｃ１又はｔｅｃ２）以上であるか否かを判定する。このステップＳ１６で経過時間ｔｅがパージ間隔設定値ｔｅｃ未満である場合は（ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。一方、このステップＳ１６で経過時間ｔｅがパージ間隔設定値ｔｅｃ以上である場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１７に行く。

このステップＳ１７では、排気ガスＧの第１温度Ｔｇ１が有効温度Ｔｅ以上であるか否かを判定し、排気ガスＧの第１温度Ｔｇ１が有効温度Ｔｅ以上であれば、ＮＯｘパージ制御を行う。また、排気ガスＧの第１温度Ｔｇ１が有効温度Ｔｅ未満であれば、シリンダ内燃料噴射でマルチ噴射（多段噴射：アフター噴射）等の昇温制御を行い、排気ガスＧの第１温度Ｔｇ１を有効温度Ｔｅ以上にしてから、ＮＯｘパージ制御を行う。

このＮＯｘパージ制御では、シリンダ内燃料噴射や排気管内直接燃料噴射により、ＮＯｘ触媒装置２１に流入する排気ガスＧをリッチ空燃比状態にして、ＮＯｘを放出させて窒素に還元するＮＯｘパージ制御を行う。そして、予め設定されるＮＯｘパージ時間を経過する等のＮＯｘパージ制御の終了条件を満足した場合には、ステップＳ１８で、経過時間ｔｅのカウントをゼロにリセットして、ステップＳ１１に戻る。

そして、内燃機関の運転が終了されると、割り込みによりリターンして上級の制御フローに戻り、この上級の制御フローと共に終了する。

そして、図３の制御フローは第２パージ条件に関するものであり、この図３の制御フローがスタートすると、ステップＳ２１で、ＮＯｘ吸蔵量Ｗａの累積演算を行う。このＮＯｘ吸蔵量Ｗａｃの最初の値は前回の図３の制御フローの終了時の値とする。なお、図３の制御フローが最初に実施される場合はＮＯｘ吸蔵量Ｗａの初期値はゼロとする。次に、ステップＳ２２で、選択還元型触媒装置２３の触媒温度Ｔｃを検出する。次のステップＳ２３で、触媒温度Ｔｃが予め設定されている設定温度Ｔｓ以上であるか否かを判定する。

このステップＳ２３の判定で触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓ未満である場合（ＮＯ）には、ステップＳ２５でＮＯｘ吸蔵量設定値（判定用設定値）Ｗａｃを予め設定されているＮＯｘ吸蔵量設定値Ｗａｃ１とする。そして、ステップＳ２６に行く。一方、ステップＳ２３の判定で触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓ以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２４でＮＯｘ吸蔵量設定値Ｗａｃを予め設定されている第２ＮＯｘ吸蔵量設定値Ｗａｃ２とする。この第２ＮＯｘ吸蔵量設定値Ｗａｃ２は第１ＮＯｘ吸蔵量設定値Ｗａｃ１よりも大きい量である。そして、ステップＳ２６に行く。

ステップＳ２６では、ＮＯｘ吸蔵量Ｗａが上記で設定されたＮＯｘ吸蔵量設定値Ｗａｃ（＝Ｗａｃ１又はＷａｃ２）以上であるか否かを判定する。このステップＳ２６でＮＯｘ吸蔵量ＷａがＮＯｘ吸蔵量設定値Ｗａｃ未満である場合は（ＮＯ）、ステップＳ２１に戻る。一方、このステップＳ２６でＮＯｘ吸蔵量ＷａがＮＯｘ吸蔵量設定値Ｗａｃ以上である場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ２７に行く。

このステップＳ２７では、排気ガスＧの第１温度Ｔｇ１が有効温度Ｔｅ以上であるか否かを判定し、排気ガスＧの第１温度Ｔｇ１が有効温度Ｔｅ以上であれば、ＮＯｘパージ制御を行う。また、排気ガスＧの第１温度Ｔｇ１が有効温度Ｔｅ未満であれば、シリンダ内燃料噴射でマルチ噴射（多段噴射：アフター噴射）等の昇温制御を行い、排気ガスＧの第１温度Ｔｇ１を有効温度Ｔｅ以上にしてから、ＮＯｘパージ制御を行う。

このＮＯｘパージ制御では、シリンダ内燃料噴射や排気管内直接燃料噴射により、ＮＯｘ触媒装置２１に流入する排気ガスＧをリッチ空燃比状態にして、ＮＯｘを放出させて窒素に還元するＮＯｘパージ制御を行う。そして、予め設定されるＮＯｘパージ時間を経過する等のＮＯｘパージ制御の終了条件を満足した場合には、ステップＳ２８で、ＮＯｘ吸蔵量設定値Ｗａｃをゼロにリセットして、ステップＳ２１に戻る。

そして、内燃機関の運転が終了されると、割り込みによりリターンして上級の制御フローに戻り、この上級の制御フローと共に終了する。

この実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システム１及び内燃機関の排気ガス浄化方法によれば、選択還元型触媒装置２３の触媒温度Ｔｃを元に、選択還元型触媒の活性化度合いを判定し、ＮＯｘパージ制御の判定用設定値ｔｅｃ、Ｗａｃを変更することで、パージ間隔Δｔｐを変更するので、ＮＯｘ触媒装置２１と選択還元型触媒装置２３を用いて浄化する内燃機関の排気ガス浄化システム１における望ましい頻度でＮＯｘパージ制御を実施することができる。

つまり、後段の選択還元型触媒装置２３が機能する比較的高温の場合は、パージ間隔Δｔｐを長くして燃費の悪化を抑制し、後段の選択還元型触媒装置２３が機能しない比較的低温の場合は、パージ間隔Δｔｐを短くして、言い換えれば、状況に応じてパージ間隔Δｔｐをより適切なパージ間隔Δｔｐに変更しながら、ＮＯｘ触媒装置２１におけるＮＯｘ吸蔵能力を維持して、ＮＯｘを低減することができる。

特に、選択還元型触媒装置２３の触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓ以上の場合であっても、ＮＯｘパージ制御を禁止するのではなく、パージ間隔Δｔｐを長くしてＮＯｘパージ制御を実施するので、選択還元型触媒装置２３の触媒温度Ｔｃが設定温度Ｔｓ未満になった場合でも、ＮＯｘ触媒装置２１でＮＯｘを吸蔵して排気ガスを浄化することができるようになる。従って、大気中へのＮＯｘ放出量を減少できる。また、この場合に、排気ガスＧ中のＮＯｘの浄化のために選択還元型触媒装置２３の触媒温度Ｔｃを維持するための昇温制御をする必要がないので、燃費の悪化を抑制できる。

１ 内燃機関の排気ガス浄化システム
１０ エンジン本体
１１ 排気通路
２１ ＮＯｘ触媒装置
２２ 還元剤供給装置
２３ 選択還元型触媒装置
３０ 制御装置
３１ 第１排気ガス温度センサ
３２ 第２排気ガス温度センサ
３３ 第３排気ガス温度センサ
３４ 第１ＮＯｘ濃度センサ
３５ 第２ＮＯｘ濃度センサ
３６ 第３ＮＯｘ濃度センサ
Ｇ 排気ガス
Ｔｃ 触媒温度
Ｔｇ１〜Ｔｇ３ 排気ガス温度
Ｔｓ 設定温度
ｔｅｃ、ｔｅｃ１、ｔｅｃ２ パージ間隔設定値（判定用設定値）
Ｕ 還元剤
Ｗａｃ、Ｗａｃ１、Ｗａｃ２ ＮＯｘ吸蔵量設定値（判定用設定値）
Δｔｐ パージ間隔

Claims (6)

1. 内燃機関の排気通路に、ＮＯｘ触媒装置と還元剤供給装置と選択還元型触媒装置とを備えた内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、
   前記選択還元型触媒装置の触媒温度を測定又は推定する触媒温度検出装置を備えると共に、燃料を消費させて前記ＮＯｘ触媒装置におけるＮＯｘの吸蔵能力を回復するＮＯｘパージ制御を実施する制御装置とを備え、
   前記制御装置が、前記ＮＯｘパージ制御を予め設定されるパージ開始条件が満たされたとき実施すると共に、前記パージ開始条件の判定用設定値を、前記触媒温度検出装置で検出した触媒温度が予め設定された設定温度以上の場合には、前記触媒温度が前記設定温度よりも低い場合よりもパージ間隔が長くなるように設定するように構成されてい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. 前記パージ開始条件がＮＯｘパージ制御の制御完了後からの経過時間が予め設定されるパージ間隔設定値を超えたことであり、前記触媒温度検出装置で検出した触媒温度が予め設定された設定温度以上の場合には、前記触媒温度が前記設定温度よりも低い場合よりも前記パージ間隔設定値が長くなるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化システム。
3. 前記パージ開始条件がＮＯｘパージ制御の制御完了後からの前記ＮＯｘ触媒装置に吸蔵されるＮＯｘ吸蔵量が予め設定されるＮＯｘ吸蔵量設定値を超えたことであり、前記触媒温度検出装置で検出した触媒温度が予め設定された設定温度以上の場合には、前記触媒温度が前記設定温度よりも低い場合よりも前記ＮＯｘ吸蔵量設定値が大きくなるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化システム。
4. 前記制御装置において、前記設定温度が一つに設定され、前記判定用設定値が２つに設定されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気ガス浄化システム。
5. 前記制御装置において、前記触媒温度が前記設定温度を超えた範囲では、前記判定用設定値が前記触媒温度の関数として設定されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気ガス浄化システム。
6. 内燃機関の排気ガスを、燃料を消費するＮＯｘパージ制御を要するＮＯｘ触媒装置と選択還元型触媒装置を用いて浄化する内燃機関の排気ガス浄化方法において、
   前記ＮＯｘ触媒装置におけるＮＯｘの吸蔵能力を回復するＮＯｘパージ制御を予め設定されるパージ開始条件が満たされたとき実施し、前記パージ開始条件の判定用設定値を、触媒温度検出装置で検出した前記選択還元型触媒装置の触媒温度が予め設定された設定温度以上の場合には、前記触媒温度が前記設定温度よりも低い場合よりもパージ間隔が長くなるように設定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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