WO2016132874A1 - 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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長岡　大治
輝男 中田
隆行 坂本
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine provided with an exhaust gas purification device provided with a lean NOx trap catalyst device in an exhaust passage of the internal combustion engine, and in particular, an optimal timing for performing the rich reduction of the lean NOx trap catalyst device.
  • the present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, an internal combustion engine, and an exhaust gas purification method for the internal combustion engine.
  • HC hydrocarbons
  • CO carbon monoxide
  • NOx nitrogen oxides
  • PM particulate matter
  • Exhaust gas configured to carry catalyst devices such as oxidation catalyst device (DOC), particulate collection device (CSF, SCRF, etc.), selective reduction catalyst device (SCR), lean NOx trap catalyst device (LNT), etc.
  • DOC oxidation catalyst device
  • CSF particulate collection device
  • SCR selective reduction catalyst device
  • LNT lean NOx trap catalyst device
  • One of the exhaust gas purification devices is an exhaust gas purification system that includes a lean NOx trap catalyst device and purifies nitrogen oxides contained in the exhaust gas.
  • NOx is temporarily occluded in the lean NOx trap catalyst device when oxygen is excessive in the exhaust gas (lean state) like a lean burn engine or a diesel engine.
  • the exhaust gas is periodically made rich at the air-fuel ratio and occluded in the lean NOx trap catalyst device NOx is released and reduced. This occlusion and release / reduction operations are repeated to maintain a NOx purification rate by the lean NOx trap catalyst device.
  • the NOx occlusion amount threshold in the lean NOx trap catalyst device or a NOx concentration sensor in the exhaust passage is usually used as a trigger for shifting to the rich control.
  • the NOx concentration threshold values or NOx purification rate threshold values
  • the shift to the rich control since the shift to the rich control is performed regardless of the engine operation pattern, the shift to the rich control of the exhaust gas may be performed at a timing that is not necessarily optimal for improving the NOx purification rate and the fuel consumption. There is a problem that the NOx purification rate and fuel consumption are not stable.
  • the NOx emission amount is reduced when the engine is operating at a low speed and low load. This is a case where it is not necessary to shift to the rich control at a low level, but the current control shifts to the rich control.
  • the regulation value based on NOx emission regulation is the total NOx emission amount for a predetermined travel distance.
  • the NOx total emission amount is reduced by providing a function for narrowing the operating range at the lean air-fuel ratio during engine acceleration operation.
  • the total emission amount is adjusted according to the relationship between the NOx total emission amount and the traveling period of the vehicle.
  • operation at a lean air-fuel ratio is permitted even during acceleration operation, and both improvement in fuel consumption and management of total NOx emissions are achieved.
  • the present inventors when accelerating after low-speed running as a running pattern of a vehicle, the present inventors set a lean NOx trap catalyst device during low-load running while the amount of NOx emission per unit time from the engine is small. If the rich control is performed only when NOx occlusion is performed without performing lean rich control as much as possible, and then the vehicle accelerates and the temperature of the exhaust gas rises, the NOx reduction efficiency is improved and the short We have obtained knowledge that NOx reduction can be performed with rich control of time with little deterioration of fuel consumption.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a lean NOx trap catalyst device in an exhaust gas purification system for an internal combustion engine having a lean NOx trap catalyst device in an exhaust passage of the internal combustion engine. It is possible to make the execution time of the rich control for recovering the NOx occlusion capacity more appropriate, thereby reducing the NOx in a state where the NOx reduction efficiency is good and the fuel consumption is less deteriorated by the rich control for a short time.
  • the present invention provides an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, an internal combustion engine, and an exhaust gas purification method for the internal combustion engine.
  • an exhaust gas purification system for an internal combustion engine comprises a lean NOx trap catalyst device in an exhaust passage of the internal combustion engine, and recovers the NOx occlusion capability of the lean NOx trap catalyst device.
  • the control device calculates NOx emission amount per unit time discharged from the internal combustion engine, and the NOx emission
  • a rich waiting time threshold value setting means for setting a rich waiting time threshold value based on the NOx emission amount per unit time calculated by the amount calculating means, and an engine operation elapsed time after the rich control for the lean NOx trap catalyst device, or
  • the elapsed time which is the engine operation elapsed time after engine startup, is the rich waiting time threshold.
  • An elapsed time determination unit that determines to start the rich control when the rich waiting time threshold set by the setting unit is exceeded, and a rich control unit that starts the rich control by a command to start the rich control, Rich control command means for issuing a command to start rich control to the rich control means is configured as an indispensable condition for issuing a command to start rich control in the elapsed time determination means.
  • the rich control in which the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich and the NOx occluded in the lean NOx trap catalyst device is released and reduced is performed as a trigger for starting the rich control, Even if it is in the state where the condition of the conventional trigger is satisfied by adding the trigger by the rich waiting time threshold calculated based on the NOx emission amount per unit time from the engine to some used triggers
  • the lean NOx trap is determined by determining whether it is necessary to immediately perform rich control or to extend the rich control a little more according to the NOx emission amount during control, in other words, considering the engine operating state and the driving mode. It is possible to make the timing of rich control to recover the NOx storage capacity of the catalytic device more appropriate. Thus, good reduction efficiency of NOx, also, in a state deteriorates less fuel consumption in a short time of the rich control, it is possible to perform the NOx reduction.
  • the control device calculates the NOx occlusion amount occluded in the lean NOx trap catalyst device, and the NOx occlusion amount threshold value is set in advance.
  • the NOx occlusion amount determination means for determining that the rich control is to be started and the NOx purification rate purified by the lean NOx trap catalyst device are calculated, and this NOx purification rate is set in advance.
  • the NOx purification rate determining means for determining that the rich control is started when the purification rate threshold value or less is reached, and the rich control command means determines the start of the rich control in the NOx occlusion amount determining means, and the NOx
  • the determination of the start of rich control in the purification rate determination means and the determination of the start of rich control in the elapsed time determination means If it is configured to issue a command to start rich control when the determination of the start of two is complete, the start of rich control is based on three parameters of NOx storage amount and NOx emission rate in addition to NOx occlusion amount and NOx purification rate. As a result, the execution time of the rich control of the lean NOx trap catalyst device can be further optimized.
  • the rich waiting time setting means sets the rich waiting time threshold as the NOx emission amount per unit time calculated by the NOx emission amount calculating means increases.
  • the rich waiting time threshold for the rich control of the lean NOx trap catalyst device can be set more appropriately.
  • an internal combustion engine of the present invention is configured to include the exhaust gas purification system of the internal combustion engine, and has the same effects as the exhaust gas purification system of the internal combustion engine. it can.
  • the exhaust gas purification method for an internal combustion engine of the present invention for achieving the above object includes a lean NOx trap catalyst device in an exhaust passage of the internal combustion engine, and recovers the NOx occlusion capability of the lean NOx trap catalyst device.
  • a rich waiting time threshold is set based on the NOx emission amount per unit time that is discharged from the internal combustion engine when determining the start of rich control, and the lean NOx Added a determination that the rich control is started when the elapsed time of the engine operation from the rich control for the trap catalyst device or the elapsed time of the engine operation after the engine start becomes equal to or greater than the rich waiting time threshold.
  • the determination of the start of the rich control is a necessary condition for starting the rich control. It is the law.
  • the exhaust gas purification system of an internal combustion engine, the internal combustion engine, and the exhaust gas purification method of the internal combustion engine of the present invention in the exhaust gas purification system of the internal combustion engine provided with the lean NOx trap catalyst device in the exhaust passage of the internal combustion engine, the lean The execution timing of the rich control for recovering the NOx occlusion capacity of the NOx trap catalyst device can be made more appropriate, thereby improving the NOx reduction efficiency and reducing the fuel consumption with a short time rich control. In this state, NOx reduction can be performed.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an internal combustion engine equipped with an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the control device.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the relationship between the NOx emission amount per unit time from the internal combustion engine and the rich waiting time threshold.
  • the internal combustion engine of the embodiment according to the present invention is configured to include the exhaust gas purification system of the internal combustion engine of the embodiment according to the present invention, and has the same effect as the exhaust gas purification system of the internal combustion engine described later. The effect of this can be achieved.
  • an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 10 and an exhaust gas purification system 20 for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the engine 10 is provided with a fuel injection device 11, an intake valve 12 and an exhaust valve 13 facing a cylinder (cylinder) 10 a, and further, an intake passage 14 communicating with the intake valve 12 and an exhaust valve 13.
  • An exhaust passage 15 and an EGR passage 16 are provided.
  • the intake passage 14 is provided with an air cleaner 17, a turbocharger (turbo supercharger) 18 compressor 18 b, an intercooler 19 a, and an intake throttle valve 19 b in order from the upstream side.
  • a turbine 18a of the turbocharger 18 and an exhaust gas purification device 21 are provided in this order from the side.
  • the EGR passage 16 is provided by connecting an intake passage 14 downstream of the compressor 18b and an exhaust passage 15 upstream of the turbine 18a.
  • the EGR passage 16 is provided with an EGR cooler 16a and an EGR valve 16b in this order from the upstream side. Is provided.
  • EGR gas exhaust gas
  • the exhaust gas purification device 21 of the exhaust gas purification system 20 includes an oxidation catalyst device (DOC) 22, a particulate collection device (CSF) 23, a lean NOx trap catalyst device (LNT) 24, and a rear stage in the configuration of FIG.
  • a catalyst device such as an oxidation catalyst device (DOC) 25 is provided.
  • the arrangement order of the particulate collection device 23 and the lean NOx trap catalyst device 24 is reversed, that is, the oxidation catalyst device 22, the lean NOx trap catalyst device 24, the particulate collection device 23, and the subsequent oxidation catalyst device 25 in this order.
  • the exhaust gas purification device 21 may be provided with each catalyst device.
  • a fuel injection device 26 for injecting unburned fuel into the exhaust passage 15 is disposed in the exhaust passage 15 upstream of the oxidation catalyst device 22, and rich control (NOx regeneration control) for the lean NOx trap catalyst device 24 is performed.
  • the unburned fuel is injected into the exhaust passage 15 at the time of exhaust gas temperature rise control such as sulfur purge control for the oxidation catalyst device 22 and lean NOx trap catalyst device 24 and PM regeneration control for the particulate collection device 23.
  • a first temperature sensor 31 for detecting the temperature of the exhaust gas Ga flowing into the oxidation catalyst device 22 is disposed in the exhaust passage 15 upstream (inlet side) of the oxidation catalyst device 22, and a lean NOx trap catalyst.
  • a second temperature sensor 32 for detecting the temperature of the exhaust gas Ga flowing into the lean NOx trap catalyst device 24 is disposed in the exhaust passage 15 upstream of the device 24, and the oxidation catalyst device 22 and the particulate collection device 23.
  • a third temperature sensor 33 that detects the temperature of the exhaust gas Ga that flows out of the oxidation catalyst device 22 and flows into the particulate collection device 23 is disposed in the exhaust passage 15 therebetween.
  • a ⁇ sensor 34 or an oxygen concentration sensor (not shown) for measuring the excess air ratio ⁇ or the oxygen concentration of the exhaust gas Ga is arranged on the downstream side of the exhaust gas purification device 21.
  • the ⁇ sensor or the oxygen concentration sensor may be disposed on the upstream side of the exhaust gas purification device 21 or may be disposed on the exhaust manifold.
  • a NOx concentration sensor 35 for detecting the NOx concentration D of the exhaust gas Ga flowing into the lean NOx trap catalyst device 24 is disposed in the exhaust passage 15 upstream of the lean NOx trap catalyst device 24.
  • the NOx concentration sensor 35 is not necessarily arranged.
  • control device 40 for controlling the exhaust gas purification system 20 for the internal combustion engine of the present invention is provided.
  • the control device 40 is normally configured to be incorporated in an engine control unit (ECU) that controls the operation state of the engine 10 in general, but may be provided independently.
  • ECU engine control unit
  • the control device 40 for controlling the exhaust gas purification system 20 includes a NOx occlusion amount determination means 41, NOx purification as shown in FIG.
  • the rate determination unit 42, the NOx emission amount calculation unit 43, the rich waiting time threshold setting unit 44, the elapsed time determination unit 45, the rich control unit 46, the rich control command unit 47, and the like are configured. Rich control is performed to restore NOx storage capacity.
  • the NOx occlusion amount determination means 41 calculates the NOx occlusion amount occluded in the lean NOx trap catalyst device 24, and performs rich control when the NOx occlusion amount becomes equal to or greater than a preset NOx occlusion amount threshold value. It is a means to determine that start. Further, the NOx purification rate determination means 42 calculates the NOx purification rate purified by the lean NOx trap catalyst device 24, and when the NOx purification rate becomes equal to or less than a preset NOx purification rate threshold, It is means for determining that control is started, and these means are well-known means.
  • the NOx emission amount calculation means 43 is a means for calculating the NOx emission amount W per unit time discharged from the engine 10, and the rich waiting time threshold setting means 44 is a unit calculated by the NOx emission amount calculation means. This is means for setting the rich waiting time threshold value tc based on the NOx emission amount W per hour.
  • the rich waiting time threshold setting unit 44 decreases the rich waiting time threshold tc as the NOx emission amount W per unit time calculated by the NOx emission amount calculating unit 43 increases.
  • the rich waiting time threshold value tc is converted into map data based on the NOx emission amount W per unit time, or the rich waiting time threshold value tc is made a function of the NOx emission amount W per unit time.
  • t1 when the NOx emission amount W1 per unit time is input, t1 corresponding to the NOx emission amount W1 per unit time is calculated and output as the rich waiting time threshold value tc.
  • the correlation between the NOx emission amount W per unit time from the engine 10 and the rich reduction waiting time threshold value t is set in advance by an experiment or the like, and is a straight-lined downward relationship.
  • the linear relationship in FIG. 3 shows an example, and there may be a curved relationship having a convex shape on the lower left and a curved relationship having a convex shape on the upper right.
  • the NOx emission amount W per unit time from the engine 10 is detected by a NOx concentration sensor 35 provided at the front stage of the lean NOx trap catalyst device 24 by a control device such as an ECU (engine control unit), for example.
  • a control device such as an ECU (engine control unit)
  • the flow rate of the intake air, the circulation amount of the EGR gas, and the fuel consumption amount is calculated.
  • the instantaneous NOx amount contained in the exhaust gas is calculated, and the calculated NOx amount is converted per unit time (for example, per hour).
  • the NOx emission amount W is a moving average for a certain period of time until it becomes normal rather than the instantaneous value at the time of control, and the average value of the NOx emission amount W is calculated every moment.
  • the elapsed time determination unit 45 is configured to determine whether the elapsed time t, which is the engine operation elapsed time after the rich control for the lean NOx trap catalyst device 24 or the engine operation elapsed time after the engine start, is the rich waiting time threshold setting unit 44. It is means for determining that the rich control is to be started when the rich waiting time threshold tc or more is reached.
  • the elapsed time t is a time corresponding to the rich waiting time threshold value tc, and after the previous rich control for the lean NOx trap catalyst device 24 or by a control device such as an ECU (engine control unit) from the start of the engine 10.
  • the count value to be counted is a time corresponding to the rich waiting time threshold value tc, and after the previous rich control for the lean NOx trap catalyst device 24 or by a control device such as an ECU (engine control unit) from the start of the engine 10.
  • the count value to be counted is a time corresponding to the rich waiting time threshold value tc
  • rich reduction control is not performed on the lean NOx trap catalyst device 24 until a preset rich reduction prohibition time (for example, 10 to 30 minutes) elapses from when the engine 10 is started.
  • the time threshold tc is set to a value exceeding the rich reduction prohibition time.
  • the rich control means 46 is means for starting rich control in response to a command to start rich control
  • the rich control command means 47 is means for issuing a command to start rich control to the rich control means 46.
  • the rich control command means 47 is configured as an indispensable condition for issuing a command to determine the start of the rich control in the elapsed time determination means 45. Further, the rich control command means 47 in the NOx occlusion amount determination means 41 is further configured. When the start determination, the start determination of the rich control in the NOx purification rate determination means 42, and the start determination of the rich control in the elapsed time determination means 45 are completed, the rich control is started. Configured to issue commands.
  • a lean NOx trap catalyst device 24 is provided in the exhaust passage 15 of the engine 10, and the NOx occlusion capability of the lean NOx trap catalyst device 24 is recovered.
  • An exhaust gas purification method for an internal combustion engine that performs rich control of the engine.
  • the rich waiting time threshold value tc is set based on the NOx emission amount W per unit time discharged from the engine 10.
  • the rich control is started when the elapsed engine time from the rich control for the lean NOx trap catalyst device 24 or the elapsed time t which is the elapsed engine operation after the engine start becomes equal to or greater than the rich waiting time threshold tc. Add a determination to start this rich control, start rich control It is a method that requires a condition that.
  • the NOx occlusion amount stored in the lean NOx trap catalyst device 24 is calculated, and when the NOx occlusion amount becomes equal to or greater than a preset NOx occlusion amount threshold, and the lean NOx
  • the NOx purification rate purified by the trap catalyst device 24 is calculated, and when the NOx purification rate falls below a preset NOx purification rate threshold and when the engine operation from the rich control for the lean NOx trap catalyst device 24 is performed. Rich control is started when the elapsed time or elapsed time t, which is the elapsed time of engine operation after engine startup, is equal to or greater than the rich waiting time threshold value tc.
  • the rich control is started based on the three parameters of the NOx occlusion amount and the NOx purification rate as well as the NOx emission amount, the execution timing of the rich control of the lean NOx trap catalyst device 24 can be further optimized. .
  • the execution timing of the rich control for recovering the NOx occlusion capability of the lean NOx trap catalyst device 24 is set.
  • NOx reduction efficiency can be improved, and NOx reduction can be performed in a state in which fuel consumption is less deteriorated by short-time rich control.

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Abstract

　内燃機関から排出される単位時間当たりのＮＯｘ排出量Ｗに基づいてリッチ待ち時間閾値ｔｃを設定し、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に対するリッチ制御からのエンジン運転経過時間、若しくはエンジン始動後のエンジン運転経過時間である経過時間ｔが、リッチ待ち時間閾値ｔｃ以上になったときにリッチ制御を開始するとの判定を追加して、このリッチ制御の開始の判定を、リッチ制御を開始する必要条件とする。これにより、リーンＮＯｘトラップ触媒装置のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのリッチ制御の実施時期をより適切にして、これにより、ＮＯｘの還元効率が良く、また、短時間のリッチ制御で燃費の悪化が少ない状態で、ＮＯｘ還元を行う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。

Description

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
　本発明は、内燃機関の排気通路に、リーンＮＯｘトラップ触媒装置を備えた排気ガス浄化装置を備えた内燃機関の排気ガス浄化システムに関し、特に、リーンＮＯｘトラップ触媒装置のリッチ還元の実施時期を最適化す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）、窒素酸化物（ＮＯｘ）及び微粒子状物質（ＰＭ）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）等の各触媒装置を担持して構成され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。
　排気ガス浄化装置のひとつに、リーンＮＯｘトラップ触媒装置を備えて、排気ガスに含まれる窒素酸化物を浄化処理する排気ガス浄化システムがある。このＮＯｘ低減用の排気ガス浄化システムでは、リーンバーンエンジンやディーゼルエンジンの様に排気ガス中に酸素が過多の状態（リーン状態）の時に、ＮＯｘをリーンＮＯｘトラップ触媒装置に一時的に吸蔵し、ＮＯｘ吸蔵量が多くなり、リーンＮＯｘトラップ触媒装置で吸蔵しきれずに下流側にスリップする量が増えそうなときに、定期的に排気ガスをリッチ空燃比にして、リーンＮＯｘトラップ触媒装置に吸蔵したＮＯｘを放出させると共に還元する。この吸蔵、及び、放出・還元の動作を繰り返して、リーンＮＯｘトラップ触媒装置によるＮＯｘ浄化率を維持する機構となっている。
　リーンＮＯｘトラップ触媒装置に吸蔵したＮＯｘをリッチ還元するＮＯｘ再生処理では、このリッチ制御に移行するトリガーとしては、通常、リーンＮＯｘトラップ触媒装置におけるＮＯｘの吸蔵量閾値や、排気通路にＮＯｘ濃度センサを設けている場合はＮＯｘ濃度閾値（またはＮＯｘ浄化率閾値）の２つのみを使用している。すなわち、リーンＮＯｘトラップ触媒装置に吸蔵したＮＯｘ吸蔵量が予め設定したＮＯｘ吸蔵量閾値以上となった場合、かつ、ＮＯｘ濃度センサで検出したＮＯｘ濃度が予め設定したＮＯｘ濃度閾値以上（言い換えれば、ＮＯｘ浄化率が予め設定したＮＯｘ浄化率閾値以下）となった場合に、リッチ制御に移行している。
　しかしながら、この場合、エンジンの運転パターンに関係なくリッチ制御へ移行するため、ＮＯｘ浄化率や燃費向上のためには、必ずしも最適ではないタイミングで、排気ガスのリッチ制御へ移行してしまう場合があり、ＮＯｘ浄化率や燃費が安定しないという問題がある。
　例えば、ＮＯｘ吸蔵量がＮＯｘ吸蔵量閾値以上であって、かつ、浄化率がＮＯｘ浄化率閾値より低くなっていても、エンジンの運転状態が低速低負荷状態である場合には、ＮＯｘ排出量が低くリッチ制御に移行しなくてもよい場合であるが、現行の制御ではリッチ制御に移行してしまう。
　これに関連して、例えば、日本出願の特開２００２－８１３３５号公報に記載されているように、ＮＯｘ排出規制による規制値が所定走行距離に対する総ＮＯｘ排出量となっていることに配慮して、ＮＯｘ総排出量と車両の走行期間との関係が所定の関係より総排出量増加側になると機関加速運転時におけるリーン空燃比での運転領域を狭くする機能を備えて、ＮＯｘ総排出量を効率よく抑制すると同時にＮＯｘの還元機会を増やしてＮＯｘ吸蔵性能を効率よく回復させる内燃機関の排気浄化装置が提案されている。
　この内燃機関の排気浄化装置では、機関加速運転時にＮＯｘ排出量が多くなるリーン運転を許可するか否かを制御することで、ＮＯｘ総排出量と車両の走行期間との関係により総排出量に余裕があるときには加速運転時であってもリーン空燃比での運転を許可し、燃費の向上とＮＯｘ総排出量の管理とを両立させている。
日本出願の特開２００２－８１３３５号公報
　本発明者らは、例えば、車両の走行パターンとして、低速走行後に加速を行う場合、低負荷走行時で、エンジンからの単位時間当たりのＮＯｘ排出量が少ない間は、リーンＮＯｘトラップ触媒装置に対してのリーンリッチ制御を極力行わず、ＮＯｘ吸蔵のみを行い、その後、車両が加速して、排気ガスの温度が上昇した時に合わせてリッチ制御を行うと、ＮＯｘの還元効率が良く、また、短時間のリッチ制御で燃費の悪化が少ない状態で、ＮＯｘ還元が行えるとの知見を得た。
　また、この排気ガスの温度が上昇するときには、エンジンからの単位時間当たりのＮＯｘ排出量が増加するので、この排気ガスの上昇のタイミングを単位時間当たりのＮＯｘ排出量の増加減少で捉える事ができるとの知見も得た。
　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、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、リーンＮＯｘトラップ触媒装置のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのリッチ制御の実施時期をより適切にすることができ、これにより、ＮＯｘの還元効率が良く、また、短時間のリッチ制御で燃費の悪化が少ない状態で、ＮＯｘ還元が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リーンＮＯｘトラップ触媒装置を備えると共に、該リーンＮＯｘトラップ触媒装置のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのリッチ制御を行う制御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、前記制御装置が、前記内燃機関から排出される単位時間当たりのＮＯｘ排出量を算出するＮＯｘ排出量算出手段と、前記ＮＯｘ排出量算出手段で算出された単位時間あたりのＮＯｘ排出量に基づいてリッチ待ち時間閾値を設定するリッチ待ち時間閾値設定手段と、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に対するリッチ制御後からのエンジン運転経過時間、若しくはエンジン始動後のエンジン運転経過時間である経過時間が、前記リッチ待ち時間閾値設定手段で設定されたリッチ待ち時間閾値以上になったときに、リッチ制御を開始すると判定する経過時間判定手段と、リッチ制御を開始するとの指令によりリッチ制御を開始するリッチ制御手段を備えると共に、前記リッチ制御手段にリッチ制御を開始するとの指令を出すリッチ制御指令手段を、前記経過時間判定手段におけるリッチ制御の開始の判定を指令を出すための必須条件として構成される。
　この構成によれば、排気ガスの空燃比をリッチ状態にして、リーンＮＯｘトラップ触媒装置に吸蔵したＮＯｘを放出させて還元するリッチ制御を行うときに、このリッチ制御開始のトリガーとして、従来技術で用いられているいくつかのトリガーに、エンジンからの単位時間あたりのＮＯｘ排出量に基づいて算出されるリッチ待ち時間閾値によるトリガーを加えることで、従来のトリガーの条件を満たした状態であっても、制御時におけるＮＯｘ排出量によって、言い換えれば、エンジン運転状態、走行モードを考慮して、直ぐにリッチ制御する必要があるか、もう少しリッチ制御を延ばしてもよいかを判定することで、リーンＮＯｘトラップ触媒装置のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのリッチ制御の実施時期をより適切にすることができ、これにより、ＮＯｘの還元効率が良く、また、短時間のリッチ制御で燃費の悪化が少ない状態で、ＮＯｘ還元が行うことができるようになる。
　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、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に吸蔵されているＮＯｘ吸蔵量を算定して、このＮＯｘ吸蔵量が予め設定されたＮＯｘ吸蔵量閾値以上になったときに、リッチ制御を開始すると判定するＮＯｘ吸蔵量判定手段と、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置で浄化されているＮＯｘ浄化率を算定して、このＮＯｘ浄化率が予め設定されたＮＯｘ浄化率閾値以下になったときに、リッチ制御を開始すると判定するＮＯｘ浄化率判定手段を備えると共に、前記リッチ制御指令手段が、前記ＮＯｘ吸蔵量判定手段におけるリッチ制御の開始の判定と、前記ＮＯｘ浄化率判定手段におけるリッチ制御の開始の判定と、前記経過時間判定手段におけるリッチ制御の開始の判定との３つの開始の判定が揃ったときに、リッチ制御を開始する指令を出すように構成されると、ＮＯｘ吸蔵量とＮＯｘ浄化率に加えてＮＯｘ排出量の３つのパラメータに基づいてリッチ制御の開始を行うので、リーンＮＯｘトラップ触媒装置のリッチ制御の実施時期をより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、前記リッチ待ち時間設定手段が、前記ＮＯｘ排出量算出手段で算出された単位時間あたりのＮＯｘ排出量が増加するに伴い、前記リッチ待ち時間閾値を減少させて設定するように構成されると、リーンＮＯｘトラップ触媒装置のリッチ制御に関するリッチ待ち時間閾値をより適切に設定できる。
　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リーンＮＯｘトラップ触媒装置を備え、該リーンＮＯｘトラップ触媒装置のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのリッチ制御を行う内燃機関の排気ガス浄化方法において、リッチ制御の開始の判定に際して、前記内燃機関から排出される単位時間当たりのＮＯｘ排出量に基づいてリッチ待ち時間閾値を設定し、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に対するリッチ制御からのエンジン運転経過時間、若しくはエンジン始動後のエンジン運転経過時間である経過時間が、前記リッチ待ち時間閾値以上になったときにリッチ制御を開始するとの判定を追加して、このリッチ制御の開始の判定を、リッチ制御を開始する必要条件としたことを特徴とする方法である。
　また、上記の内燃機関の排気ガス浄化方法において、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に吸蔵されているＮＯｘ吸蔵量を算定して、このＮＯｘ吸蔵量が予め設定されたＮＯｘ吸蔵量閾値以上になったときと、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置で浄化されているＮＯｘ浄化率を算定して、このＮＯｘ浄化率が予め設定されたＮＯｘ浄化率閾値以下になったときと、前記経過時間が、前記リッチ待ち時間閾値以上になったときの３つが揃った場合に、リッチ制御を開始する。
　これらの方法によれば、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、内燃機関の排気通路に、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、リーンＮＯｘトラップ触媒装置のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのリッチ制御の実施時期をより適切にすることができ、これにより、ＮＯｘの還元効率が良く、また、短時間のリッチ制御で燃費の悪化が少ない状態で、ＮＯｘ還元を行うことができる。
図１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た内燃機関の構成を模式的に示す図である。 図２は、制御装置の構成を示す図である。 図３は、内燃機関からの単位時間あたりのＮＯｘ排出量とリッチ待ち時間閾値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２１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に対するリッチ制御（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２１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２１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。
　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ＮＯｘ濃度Ｄを検出するＮＯｘ濃度センサ３５が配置される。なお、何等かの従来技術の方法で、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に流入する排気ガスＧａのＮＯｘ濃度Ｄを推定することができる場合には、このＮＯｘ濃度センサ３５を必ずしも配置する必要はない。
　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、図２に示すように、ＮＯｘ吸蔵量判定手段４１、ＮＯｘ浄化率判定手段４２、ＮＯｘ排出量算出手段４３、リッチ待ち時間閾値設定手段４４、経過時間判定手段４５、リッチ制御手段４６、リッチ制御指令手段４７等を備えて構成され、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのリッチ制御を行う。
　このＮＯｘ吸蔵量判定手段４１は、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に吸蔵されているＮＯｘ吸蔵量を算定して、このＮＯｘ吸蔵量が予め設定されたＮＯｘ吸蔵量閾値以上になったときに、リッチ制御を開始すると判定する手段である。また、ＮＯｘ浄化率判定手段４２は、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４で浄化されているＮＯｘ浄化率を算定して、このＮＯｘ浄化率が予め設定されたＮＯｘ浄化率閾値以下になったときに、リッチ制御を開始すると判定する手段であり、これらの手段は周知の手段である。
　また、ＮＯｘ排出量算出手段４３は、エンジン１０から排出される単位時間当たりのＮＯｘ排出量Ｗを算出する手段であり、リッチ待ち時間閾値設定手段４４は、ＮＯｘ排出量算出手段で算出された単位時間あたりのＮＯｘ排出量Ｗに基づいてリッチ待ち時間閾値ｔｃを設定する手段である。
　このリッチ待ち時間閾値設定手段４４では、図３に示すように、ＮＯｘ排出量算出手段４３で算出された単位時間あたりのＮＯｘ排出量Ｗが増加するに伴い、リッチ待ち時間閾値ｔｃを減少させて設定する。つまり、リッチ待ち時間閾値ｔｃを単位時間あたりのＮＯｘ排出量Ｗをベースにしたマップデータ化したり、リッチ待ち時間閾値ｔｃを単位時間あたりのＮＯｘ排出量Ｗの関数にしたりして、例えば、図３に示すように、単位時間あたりのＮＯｘ排出量Ｗ１が入力されたときに、単位時間あたりのＮＯｘ排出量Ｗ１に対応したｔ１をリッチ待ち時間閾値ｔｃとして算出して出力する。
　なお、この図３では、経過時間ｔｍ１が斜線部で示すリッチ制御実施領域Ｅに到達してｔｍ２になったとき、即ち、リッチ待ち時間閾値ｔ１以上となったときには、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に対するリッチ還元制御を実施し、経過時間ｔｍ１が斜線部Ｅに到達していないとき、即ち、リッチ待ち時間閾値ｔ１未満であるときには、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に対するリッチ還元制御を実施しないものとして示している。
　なお、図３では、エンジン１０からの単位時間あたりのＮＯｘ排出量Ｗとリッチ還元待ち時間閾値ｔの相関関係は、予め実験などにより設定されるものであり、右下がりの直線関係としているが、この図３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。
　また、このエンジン１０からの単位時間あたりのＮＯｘ排出量Ｗは、例えば、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）等の制御装置により、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の前段に設けたＮＯｘ濃度センサ３５により検出されるＮＯｘ濃度Ｄ、または、何等かの従来技術の方法で推定されるＮＯｘ濃度Ｄと、吸気の流量と、ＥＧＲガスの循環量と、燃料消費量に基づいて、排気ガスの流量を算出して、排気ガスに含まれる瞬時のＮＯｘ量を算出し、この算出したＮＯｘ量を単位時間あたり（例えば、１時間あたり）に換算する。なお、このＮＯｘ排出量Ｗは制御時における瞬間値よりも、正常に至るまでのある程度時間の移動平均をとり、時々刻々このＮＯｘ排出量Ｗの平均値を算出していくことが好ましい。
　そして、経過時間判定手段４５は、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に対するリッチ制御後からのエンジン運転経過時間、若しくはエンジン始動後のエンジン運転経過時間である経過時間ｔが、リッチ待ち時間閾値設定手段４４で設定されたリッチ待ち時間閾値ｔｃ以上になったときに、リッチ制御を開始すると判定する手段である。
　この経過時間ｔは、リッチ待ち時間閾値ｔｃに対応する時間であり、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に対する前回のリッチ制御後、または、エンジン１０の始動時からＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）等の制御装置によりカウントされるカウント値である。
　なお、通常は、エンジン１０の始動時から予め設定したリッチ還元禁止時間（例えば、１０～３０分）が経過するまでは、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に対するリッチ還元制御を行わないので、リッチ還元待ち時間閾値ｔｃをこのリッチ還元禁止時間を超えた値に設定する。
　また、リッチ制御手段４６は、リッチ制御を開始するとの指令によりリッチ制御を開始する手段であり、リッチ制御指令手段４７は、リッチ制御手段４６にリッチ制御を開始するとの指令を出す手段である。
　本発明においては、このリッチ制御指令手段４７は、経過時間判定手段４５におけるリッチ制御の開始の判定を指令を出すための必須条件として構成され、更には、ＮＯｘ吸蔵量判定手段４１におけるリッチ制御の開始の判定と、ＮＯｘ浄化率判定手段４２におけるリッチ制御の開始の判定と、経過時間判定手段４５におけるリッチ制御の開始の判定との３つの開始の判定が揃ったときに、リッチ制御を開始する指令を出すように構成される。
　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方法は、エンジン１０の排気通路１５にリーンＮＯｘトラップ触媒装置２４を備え、このリーンＮＯｘトラップ触媒装置２４のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのリッチ制御を行う内燃機関の排気ガス浄化方法であり、この方法において、リッチ制御の開始の判定に際して、エンジン１０から排出される単位時間当たりのＮＯｘ排出量Ｗに基づいてリッチ待ち時間閾値ｔｃを設定し、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に対するリッチ制御からのエンジン運転経過時間、若しくはエンジン始動後のエンジン運転経過時間である経過時間ｔが、リッチ待ち時間閾値ｔｃ以上になったときにリッチ制御を開始するとの判定を追加して、このリッチ制御の開始の判定を、リッチ制御を開始する必要条件とする方法である。
　そして、更には、この方法において、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に吸蔵されているＮＯｘ吸蔵量を算定して、このＮＯｘ吸蔵量が予め設定されたＮＯｘ吸蔵量閾値以上になったときと、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４で浄化されているＮＯｘ浄化率を算定して、このＮＯｘ浄化率が予め設定されたＮＯｘ浄化率閾値以下になったときと、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に対するリッチ制御からのエンジン運転経過時間、若しくはエンジン始動後のエンジン運転経過時間である経過時間ｔが、リッチ待ち時間閾値ｔｃ以上になったときの３つが揃った場合に、リッチ制御を開始する。
　上記の構成の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Ｇａの空燃比をリッチ状態にして、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に吸蔵したＮＯｘを放出させて還元するリッチ制御を行うときに、このリッチ制御開始のトリガーとして、従来技術で用いられているいくつかのトリガーに、エンジンからの単位時間あたりのＮＯｘ排出量Ｗに基づいて算出されるリッチ待ち時間閾値ｔｃによるトリガーを加えることで、従来のトリガーの条件を満たした状態であっても、制御時におけるＮＯｘ排出量Ｗによって、言い換えれば、エンジン運転状態、走行モードを考慮して、直ぐにリッチ制御する必要があるか、もう少しリッチ制御を延ばしてもよいかを判定することで、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのリッチ制御の実施時期をより適切にすることができる。
　また、ＮＯｘ吸蔵量とＮＯｘ浄化率に加えてＮＯｘ排出量の３つのパラメータに基づいてリッチ制御の開始を行うので、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４のリッチ制御の実施時期をより最適化することができる。
　従って、エンジン１０の排気通路１５に、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４を備えた内燃機関の排気ガス浄化システム２０において、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのリッチ制御の実施時期をより適切にすることができ、これにより、ＮＯｘの還元効率が良く、また、短時間のリッチ制御で燃費の悪化が少ない状態で、ＮＯｘ還元を行うことができる。
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
３５　ＮＯｘ濃度センサ
４０　制御装置
４１　ＮＯｘ吸蔵量判定手段
４２　ＮＯｘ浄化率判定手段
４３　ＮＯｘ排出量算出手段
４４　リッチ待ち時間閾値設定手段
４５　経過時間判定手段
４６　リッチ制御手段
４７　リッチ制御指令手段
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 (6)

  1. 　内燃機関の排気通路にリーンＮＯｘトラップ触媒装置を備えると共に、該リーンＮＯｘトラップ触媒装置のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのリッチ制御を行う制御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、
    　前記制御装置が、
    　前記内燃機関から排出される単位時間当たりのＮＯｘ排出量を算出するＮＯｘ排出量算出手段と、
    　前記ＮＯｘ排出量算出手段で算出された単位時間あたりのＮＯｘ排出量に基づいてリッチ待ち時間閾値を設定するリッチ待ち時間閾値設定手段と、
    　前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に対するリッチ制御後からのエンジン運転経過時間、若しくはエンジン始動後のエンジン運転経過時間である経過時間が、前記リッチ待ち時間閾値設定手段で設定されたリッチ待ち時間閾値以上になったときに、リッチ制御を開始すると判定する経過時間判定手段と、
    　リッチ制御を開始するとの指令によりリッチ制御を開始するリッチ制御手段を備えると共に、
    前記リッチ制御手段にリッチ制御を開始するとの指令を出すリッチ制御指令手段を、前記経過時間判定手段におけるリッチ制御の開始の判定を指令を出すための必須条件としたことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化システム。
  2. 　前記制御装置が、
    　前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に吸蔵されているＮＯｘ吸蔵量を算定して、このＮＯｘ吸蔵量が予め設定されたＮＯｘ吸蔵量閾値以上になったときに、リッチ制御を開始すると判定するＮＯｘ吸蔵量判定手段と、
    　前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置で浄化されているＮＯｘ浄化率を算定して、このＮＯｘ浄化率が予め設定されたＮＯｘ浄化率閾値以下になったときに、リッチ制御を開始すると判定するＮＯｘ浄化率判定手段を備えると共に、
    　前記リッチ制御指令手段が、前記ＮＯｘ吸蔵量判定手段におけるリッチ制御の開始の判定と、前記ＮＯｘ浄化率判定手段におけるリッチ制御の開始の判定と、前記経過時間判定手段におけるリッチ制御の開始の判定との３つの開始の判定が揃ったときに、リッチ制御を開始する指令を出すように構成された請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化システム。
  3. 　前記リッチ待ち時間設定手段が、前記ＮＯｘ排出量算出手段で算出された単位時間あたりのＮＯｘ排出量が増加するに伴い、前記リッチ待ち時間閾値を減少させて設定するように構成された請求項１又は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１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内燃機関。
  5. 　内燃機関の排気通路にリーンＮＯｘトラップ触媒装置を備え、該リーンＮＯｘトラップ触媒装置のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのリッチ制御を行う内燃機関の排気ガス浄化方法において、
    　リッチ制御の開始の判定に際して、
    　前記内燃機関から排出される単位時間当たりのＮＯｘ排出量に基づいてリッチ待ち時間閾値を設定し、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に対するリッチ制御からのエンジン運転経過時間、若しくはエンジン始動後のエンジン運転経過時間である経過時間が、前記リッチ待ち時間閾値以上になったときにリッチ制御を開始するとの判定を追加して、このリッチ制御の開始の判定を、リッチ制御を開始する必要条件としたことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
  6. 　前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に吸蔵されているＮＯｘ吸蔵量を算定して、このＮＯｘ吸蔵量が予め設定されたＮＯｘ吸蔵量閾値以上になったときと、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置で浄化されているＮＯｘ浄化率を算定して、このＮＯｘ浄化率が予め設定されたＮＯｘ浄化率閾値以下になったときと、前記経過時間が、前記リッチ待ち時間閾値以上になったときの３つが揃った場合に、リッチ制御を開始する請求項４に記載の内燃機関の排気ガス浄化方法。
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