(57)【要約】【課題】  ＮＯｘ吸蔵還元型触媒によるＮＯｘ浄化機能とＤＰＦによるＰＭ浄化機能とを組み合わせた排気ガス浄化システムにおいて、燃費の悪化、ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯの大気中への排出を防止しながら、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に蓄積されたサルファを効率良くパージできる排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムを提供する。【解決手段】  内燃機関の排気ガスに対してＮＯｘ吸蔵還元型触媒４２によるＮＯｘ浄化とＤＰＦ４１によるＰＭ浄化を行う排気ガス浄化システム１において、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒４２のサルファパージが必要か否かを判定し、サルファパージが必要と判定した場合に、更に、前記ＤＰＦ４１ｂに捕集されたＰＭ蓄積量ＰＭstが所定の判定値ＰＭst0 を越えているか否かを判定し、越えている場合にはＤＰＦ再生制御を行ってから、サルファパージ制御を行う。【選択図】  図６
2005076495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスに対してＮＯｘ吸蔵還元型触媒によるＮＯｘ浄化とＤＰＦによるＰＭ浄化を行い、ＮＯｘ触媒の再生開始判断手段と、ＮＯｘ触媒の再生制御手段と、サルファパージ開始判断手段と、サルファパージ制御手段と、ＰＭ蓄積量算定手段と、ＤＰＦ再生開始判断手段と、ＤＰＦ再生制御手段を有する制御装置を備えた排気ガス浄化システムにおいて、
前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のサルファパージが必要か否かを判定し、サルファパージが必要と判定した場合に、更に、前記ＤＰＦに捕集されたＰＭ蓄積量が所定の判定値を越えているか否かを判定し、越えている場合にはＤＰＦ再生制御を行ってから、サルファパージ制御を行うことを特徴とする排気ガス浄化方法。
【請求項２】
内燃機関の排気ガスに対してＮＯｘ吸蔵還元型触媒によるＮＯｘ浄化とＤＰＦによるＰＭ浄化を行い、ＮＯｘ触媒の再生開始判断手段と、ＮＯｘ触媒の再生制御手段と、サルファパージ開始判断手段と、サルファパージ制御手段と、ＰＭ蓄積量算定手段と、ＤＰＦ再生開始判断手段と、ＤＰＦ再生制御手段を有する制御装置を備えた排気ガス浄化システムにおいて、
前記制御装置が、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のサルファパージが必要か否かを判定し、サルファパージが必要と判定した場合に、更に、前記ＤＰＦに捕集されたＰＭ蓄積量が所定の判定値を越えているか否かを判定し、越えている場合にはＤＰＦ再生制御を行ってから、サルファパージ制御を行うことを特徴とする排気ガス浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガスに対して、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒によるＮＯｘの浄化とＤＰＦによるＰＭの浄化を行う排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出されるＮＯｘ（窒素酸化物）と粒子状物質（ＰＭ：パティキュレートマター：以下ＰＭとする）の排出量は、ＣＯ（一酸化炭素）そしてＨＣ（炭化水素）等と共に年々規制が強化されてきており、規制の強化に伴いエンジンの改良のみでは規制値に対応できなくなっており、エンジンから排出されるこれらの物質を排気ガス処理システムを着装して低減する技術が採用されてきている。
【０００３】
そして、ＮＯｘに対しては多くのＮＯｘ浄化触媒が開発され、ＰＭに対してはディーゼルパティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter ：以下ＤＰＦとする）と呼ばれるフィルタが開発されている。
【０００４】
このＮＯｘ浄化触媒の一つにＮＯｘ吸蔵還元型触媒がある。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の多孔質の触媒コート層に、ＮＯｘに対して酸化機能を持つ白金（Ｐｔ）等の触媒金属と、ナトリウム（Ｎａ），カリウム（Ｋ），セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、カルシウム（Ｃａ），バリウム（Ｂａ）等のアルカリ土類金属、イットリウム（Ｙ），ランタン（Ｌａ）等の希土類等の中の一つ又は幾つかの組合せからなるＮＯｘ吸蔵機能を持つＮＯｘ吸蔵材が担持され、排気ガス中のＯ2 （酸素）濃度によってＮＯｘ吸蔵とＮＯｘ放出・浄化の二つの機能を発揮する。
【０００５】
まず、ディーゼルエンジンや希薄燃焼ガソリンエンジン等の通常の運転状態のように、排気ガス中のＯ2 濃度が高い排気ガス条件（リーン空燃比状態）では、排出されるＮＯ（一酸化窒素）が触媒金属の酸化機能により、排気ガス中に含まれるＯ2 で酸化されてＮＯ2 （二酸化窒素）となり、このＮＯ2 は、ＮＯｘ吸蔵材で塩化物のかたちで吸蔵されるので、排気ガスは浄化される。
【０００６】
しかし、このＮＯｘの吸蔵が継続すると、バリウム等のＮＯｘ吸蔵材は、硝酸塩に変化し、次第に飽和してＮＯ2 を吸蔵する機能を失ってしまう。そこで、エンジンの運転条件を変えて過濃燃焼を行って、低Ｏ2 濃度、高ＣＯ濃度で排気温度の高い排気ガス（リッチスパイクガス）を発生させて触媒に供給する。
【０００７】
この排気ガスのリッチ空燃比状態では、ＮＯ2 を吸蔵し硝酸塩に変化したＮＯｘ吸蔵材は、吸蔵していたＮＯ2 を放出し、元のバリウム等に戻る。この放出されたＮＯ2 は、排気ガス中にＯ2 が存在しないので、排気ガス中のＣＯ，ＨＣ，Ｈ2 を還元剤として触媒金属上で還元され、Ｎ2 及びＨ2 Ｏ，ＣＯ2 に変換され浄化される。
【０００８】
しかし、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を使用する場合に、単独ではＰＭ中のＳＯＯＴ成分を燃焼できないので、ＤＰＦとの組合せ、又は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ浄化機能とＤＰＦのＰＭ浄化機能の一体化が必要となる。また、ＤＰＦの再生において発生するＮＯｘを浄化するために両者の組合せが必要となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
このＮＯｘ吸蔵還元型触媒においては、燃料中のサルファ（硫黄分）が触媒中のＮＯｘ吸蔵材に蓄積し、運転するにつれてＮＯｘ浄化率が劣化するという問題があるため、適時、触媒によって差はあるが、触媒に流入する排気ガスを概ね６００℃〜６５０℃よりも高温かつリッチ雰囲気にしてサルファパージ制御（硫黄分脱離制御）を行う必要がある（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
このサルファパージ制御は、ディーゼルエンジンにおいては、吸気絞りや大量ＥＧＲ等により排気量を減少すると共に、ポスト噴射や排気管への直接軽油添加を行ってリッチ状態にして、触媒の酸化活性反応熱により触媒を昇温させることにより、サルファ脱離を促進している。
【００１１】
しかしながら、サルファ脱離量を増して触媒のＮＯｘ吸蔵性能を回復させるサルファパージにおいては、次のような問題がある。
【００１２】
リッチな空燃比状態の下では排気中の酸素濃度が非常に低いため、サルファ脱離可能な温度まで触媒を昇温させるために必要な時間が非常に長くなり、燃費の悪化を招く。また、サルファ脱離量はリッチが深い程増加するが、深いリッチ状態の運転を行うと、燃費が著しく悪化し、また、ＨＣ，ＣＯ等が大量に発生し、一部が大気中に排出されてしまうというＨＣ，ＣＯ等のスリップの問題が生じる。
【００１３】
また、一方のＤＰＦにおいても、ＰＭを燃焼除去するために、酸化触媒等とＤＰＦを組み合わせた連続再生式ＤＰＦ等が工夫され、比較的低温でＰＭを燃焼除去できるようにしているが、排気温度が低い状態が継続し、ＤＰＦの目詰まりが進行した時には、捕集されたＰＭを燃焼除去するために、吸気絞り等の排気昇温制御を行って、一時的に排気ガスを高温にしてＰＭを燃焼除去している。
【特許文献１】特開平９−５３４４２号公報
【特許文献２】特開２０００−１９２８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒によるＮＯｘ浄化機能とＤＰＦによるＰＭ浄化機能とを組み合わせた排気ガス浄化システムにおいて、燃費の悪化、ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯの大気中への排出を防止しながら、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に蓄積されたサルファを効率良くパージできる排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以上のような目的を達成するための排気ガス浄化方法は、内燃機関の排気ガスに対してＮＯｘ吸蔵還元型触媒によるＮＯｘ浄化とＤＰＦによるＰＭ浄化を行い、ＮＯｘ触媒の再生開始判断手段と、ＮＯｘ触媒の再生制御手段と、サルファパージ開始判断手段と、サルファパージ制御手段と、ＰＭ蓄積量算定手段と、ＤＰＦ再生開始判断手段と、ＤＰＦ再生制御手段を有する制御装置を備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のサルファパージが必要か否かを判定し、サルファパージが必要と判定した場合に、更に、前記ＤＰＦに捕集されたＰＭ蓄積量が所定の判定値を越えているか否かを判定し、越えている場合にはＤＰＦ再生制御を行ってから、サルファパージ制御を行う方法である。
【００１６】
また、上記の目的を達成するための排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気ガスに対してＮＯｘ吸蔵還元型触媒によるＮＯｘ浄化とＤＰＦによるＰＭ浄化を行い、ＮＯｘ触媒の再生開始判断手段と、ＮＯｘ触媒の再生制御手段と、サルファパージ開始判断手段と、サルファパージ制御手段と、ＰＭ蓄積量算定手段と、ＤＰＦ再生開始判断手段と、ＤＰＦ再生制御手段を有する制御装置を備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記制御装置が、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のサルファパージが必要か否かを判定し、サルファパージが必要と判定した場合に、更に、前記ＤＰＦに捕集されたＰＭ蓄積量が所定の判定値を越えているか否かを判定し、越えている場合にはＤＰＦ再生制御を行ってから、サルファパージ制御を行うように構成される。
【００１７】
このＮＯｘ吸蔵還元型触媒のサルファパージが必要か否かは、燃料消費量と燃料中に含まれるサルファ量とから算出したサルファ蓄積量が所定の判定値を越えたか否か等により判定できるが、他の判定方法であってもよい。
【００１８】
また、ＤＰＦに捕集されたＰＭ蓄積量が所定の判定値を越えているか否かの判定は、エンジンの運転状態の経緯からＰＭ発生マップ等を参照してＰＭ発生量を算定し、このＰＭ発生量を累積計算することによりＰＭ蓄積量を算定してもよく、また、ＤＰＦの前後差圧から推定したＰＭ蓄積量を使用してもよく、また、ＰＭ蓄積量を直接示す物理量でないもので、基準値と比較してもよい。本発明はこれらの場合を含む。例えば、ＤＰＦの前後差圧を所定の判定値と比較することにより、間接的にＰＭ蓄積量が所定の判定値を越えているか否かを判定する場合等も含むものとする。
【００１９】
また、本発明の排気ガス浄化システムとしては、ＤＰＦは、フィルタのみからなるＤＰＦ、上流側の酸化触媒と下流側のＤＰＦからなる連続再生式ＤＰＦ、酸化触媒を担持した触媒付きＤＰＦからなる連続再生式ＤＰＦ、酸化触媒とＰＭ酸化触媒の両方を担持した触媒付きＤＰＦからなる連続再生式ＤＰＦ等で構成することができる。
【００２０】
なお、この上流側の酸化触媒と下流側のＤＰＦからなる連続再生式ＤＰＦは、ＣＲＴ（Continuously Regenerating Trap）型ＤＰＦと呼ばれる連続再生式ＤＰＦであり、この上流側の酸化触媒で、排気ガス中のＮＯをＮＯ2 に酸化し、このＮＯ2 はＯ2 よりエネルギー障壁が小さいため、低い温度でＤＰＦに捕集されたＰＭを酸化除去できる。
【００２１】
また、酸化触媒を担持したＤＰＦからなる連続再生式ＤＰＦは、ＮＯの酸化で発生したＮＯ2 でＤＰＦに蓄積したＰＭを酸化させるものであり、酸化触媒とＰＭ酸化触媒を担持したＤＰＦからなる連続再生式ＤＰＦは、酸化触媒とＰＭ酸化触媒をＤＰＦに担持させて、ＤＰＦに蓄積したＰＭを低温からＯ2 で直接触媒燃焼し連続再生するものである。
【００２２】
更に、上記の排気ガス浄化システムとしては、前記排気ガス浄化システムが、内燃機関の排気通路にＮＯｘ還元型触媒コンバータと連続再生式ＤＰＦを備えた排気ガス浄化システム、又は、ＮＯｘ還元型触媒を担持したＤＰＦを有する連続再生式ＤＰＦを備えた排気ガス浄化システムのいずれかであってもよい。
【００２３】
特に、触媒付きＤＰＦにＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持させて一体化すると、ＰＭとＮＯｘを同時に浄化することができる。つまり、希薄燃焼で排気ガスがリーン空燃比状態にある時には、触媒のＮＯｘ吸蔵材でＮＯｘを吸蔵し、このＮＯｘ吸蔵の際に発生する活性酸素（Ｏ* ）及び排気ガス中のＯ2 によってＰＭを酸化し、ＮＯｘ吸蔵能力の再生のための理論空燃比燃焼又は過濃空燃比燃焼で排気ガスがリッチ空燃比状態にある時には、ＮＯｘ吸蔵材からＮＯｘが放出され還元されると共に、排ガス中のＯ2 が少ない状態であっても、ＮＯｘの還元の際に発生する活性酸素（Ｏ* ）により、触媒内でＰＭを酸化する。この構成によれば、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒と触媒担持ＤＰＦが一体化されているので、システムの小型化及び簡素化を図ることができる。
【００２４】
また、ＤＰＦとＮＯｘ吸蔵還元型触媒が別体の場合には、ＤＰＦがＮＯｘ吸蔵還元型触媒の下流側に配置されていても、ＤＰＦのＰＭ除去用に排気ガス昇温した後に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のサルファパージを行うので、排気ガス昇温による燃費減少効果を奏することができるが、ＤＰＦがＮＯｘ吸蔵還元型触媒の上流側に配置されている場合には、ＤＰＦで捕集されてＰＭの燃焼による発熱効果もＮＯｘ吸蔵還元型触媒のサルファパージを行うための排気ガス昇温に利用できるので、より燃費減少効果を奏することができる。従って、ＤＰＦとＮＯｘ吸蔵還元型触媒が別体の場合には、ＤＰＦをＮＯｘ吸蔵還元型触媒の上流側に配置するのがより好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムによれば、先にＤＰＦの再生制御を行ってからＮＯｘ吸蔵還元型触媒のサルファパージ制御を行うので、捕集されたＰＭを強制燃焼するＤＰＦの再生制御を行う際の排気温度及びＮＯｘ吸蔵還元型触媒の温度の上昇を利用してＮＯｘ吸蔵還元型触媒のサルファパージを行うことができる。そのため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の昇温に関わる時間や燃費を減少でき、燃費の悪化、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯの大気中への排出を防止しながら、効率良く効果的にサルファをパージできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムについて、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１に、実施の形態の排気ガス浄化システム１の構成を示す。この排気ガス浄化システム１は、エンジン（内燃機関）Ｅの排気通路２０において、上流から順に、酸化触媒（ＤＯＣ）４１ａとＤＰＦ４１ｂとＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２を配置した排気ガス浄化装置４０Ａを備えて構成される。この上流側の酸化触媒４１ａと下流側のＤＰＦ４１ｂとで連続再生式ＤＰＦ４１が構成されている。
【００２８】
この酸化触媒４１ａは、コージェライト、ＳｉＣ、又はステンレスの構造材で形成された、多数の多角形セルを有するモノリス触媒で形成される。このセルの内壁には表面積を稼いでいる触媒コート層があり、その大きい表面に、白金やバナジウム等の触媒金属を担持して触媒機能を発生させている。これにより、排気ガス中のＮＯを酸化反応（ＮＯ＋Ｏ→ＮＯ2 ）によりＮＯ2 にすることができる。
【００２９】
また、ＤＰＦ４１ｂは、多孔質のセラミックのハニカムのチャンネルの入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型ウオールフロータイプのフィルタや、アルミナ等の無機繊維をランダムに積層したフェルト状のフィルタ等で形成することができ、排気ガス中のＰＭを捕集する。この捕集したＰＭは、上流の前段酸化触媒４１ａとの組合せにより、酸化力の高いＮＯ2 によって燃焼除去される。
【００３０】
そして、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２は、酸化触媒４１ａと同様にモノリス触媒で形成され、酸化アルミニウム、酸化チタン等の担持体に触媒コート層を設け、この触媒コート層に、白金等の貴金属酸化触媒とバリウム等のＮＯｘ吸蔵材（ＮＯｘ吸蔵物質）を担持させて構成される。
【００３１】
このＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２では、酸素濃度が高い排気ガスの状態（リーン空燃比状態）の時に、排気ガス中のＮＯｘを吸蔵することにより、排気ガス中のＮＯｘを浄化し、酸素濃度が低いかゼロの排気ガス状態（リッチ空燃比状態）の時に、吸蔵したＮＯｘを放出すると共に放出されたＮＯｘを還元することにより、大気中へのＮＯｘの流出を防止する。
【００３２】
また、第１温度センサ５１と第２温度センサ５２が、ＤＰＦ４１ｂの上流側と下流側に、第１排気濃度センサ５３と第２排気濃度センサ５４がＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２の前後、図１では、排気ガス浄化装置４０Ａの入口近傍と出口近傍にそれぞれ設けられる。この排気濃度センサ５３，５４は、λ（空気過剰率）センサとＮＯｘ濃度センサとＯ2 濃度センサとが一体化したセンサである。更に、ＰＭの堆積量を推定するために、ＤＰＦ４１ｂの前後（図１）又は排気ガス浄化装置４０Ａの前後（図２）に接続された導通管にＤＰＦ前後の排気圧の差ΔＰを検出する差圧センサ５５が設けられる。
【００３３】
そして、これらのセンサの出力値は、エンジンＥの運転の全般的な制御を行うと共に、連続再生式ＤＰＦ４１の再生制御及びＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２のＮＯｘ浄化能力の回復制御も行う制御装置（ＥＣＵ：エンジンコントロールユニット）５０に入力され、この制御装置５０から出力される制御信号により、エンジンＥの燃料噴射用のコモンレール電子制御燃料噴射装置や絞り弁１５やＥＧＲ弁３２等が制御される。
【００３４】
また、この制御装置５０では、第１及び第２排気濃度センサ５３，５４のＮＯｘ濃度の検出値ＣNOx1，ＣNOx2よりＮＯｘ浄化率ＲNOx （＝１．０−ＣNOx2／ＣNOx1）が算出され、差圧センサ５５より検出された差圧ΔＰ等により、ＤＰＦ４１ｂのＰＭ蓄積量が推定される。
【００３５】
この排気ガス浄化システム１においては、空気Ａは、吸気通路１０のエアクリーナ１１、マスエアフロー（ＭＡＦ）センサ１２、ターボチャジャー１３のコンプレッサー１３ａ、インタークーラー１４を通過して、吸気絞り弁１５によりその量を調整されて吸気マニホールド１６よりシリンダ内に入る。
【００３６】
そして、シリンダ内で発生した排気ガスＧは、排気マニホールド２１から排気通路２０のターボチャジャー１３のタービン１３ｂを駆動し、排気ガス浄化装置４０Ａを通過して浄化された排気ガスＧｃとなって、図示しない消音器を通って大気中に排出される。また、排気ガスＧの一部はＥＧＲガスとして、ＥＧＲ通路３０のＥＧＲクーラー３１を通過し、ＥＧＲ弁３２でその量を調整されて吸気マニホールド１６に再循環される。
【００３７】
図２に排気ガス浄化装置４０Ａの構成を示し、図３及び図４に他の実施の形態の排気ガス浄化装置４０Ｂ，４０Ｃの構成を示す。図３の排気ガス浄化装置４０Ｂは、酸化触媒４１ａと、ＮＯｘ還元型触媒を担持したＤＰＦ４３とからなり、図４の排気ガス浄化装置４０Ｃは、ＮＯｘ還元型触媒を担持した触媒付きＤＰＦ４４とからなる。この触媒付きＤＰＦには、酸化触媒を担持したＤＰＦと酸化触媒とＰＭ酸化触媒を担持したＤＰＦとがある。
【００３８】
このＰＭ酸化触媒はセリウム（Ｃｅ）の酸化物等であり、このＰＭ酸化触媒と酸化触媒を担持した触媒担持フィルタの場合は、低温域（３００℃〜６００℃程度）では、触媒担持フィルタにおける排気ガス中のＯ2 を使用した反応（４ＣｅＯ2 ＋Ｃ→２Ｃｅ2 Ｏ3 ＋ＣＯ2 ，２Ｃｅ2 Ｏ3 ＋Ｏ2 →４ＣｅＯ2 等）によりＰＭを酸化し、ＰＭが排気ガス中のＯ2 で燃焼する温度より高い高温域（６００℃程度以上）では、排気ガス中のＯ2 によりＰＭを酸化する。
【００３９】
なお、この他にも、再上流側の酸化触媒を無くした排気ガス浄化装置として、触媒を備えていないフィルタのみのＤＰＦとＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータからなる排気ガス浄化装置、酸化触媒を担持した触媒付きＤＰＦとＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータからなる排気ガス浄化装置、酸化触媒とＰＭ酸化触媒の両方を担持した触媒付きＤＰＦとＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータからなる排気ガス浄化装置等もある。
【００４０】
要するに、本発明の排気ガス浄化装置は、エンジンの排気ガスに対してＮＯｘ吸蔵還元型触媒によるＮＯｘ浄化とＤＰＦによるＰＭ浄化を行うものであればよい。
【００４１】
そして、排気ガス浄化システム１の制御装置が、エンジンＥの制御装置５０に組み込まれ、エンジンＥの運転制御と共に、排気ガス浄化システム１の制御を行う。この排気ガス浄化システム１の制御装置は、図５に示すような、排気ガス成分検出手段Ｃ１０、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の制御手段Ｃ２０、ＤＰＦの制御手段Ｃ３０等を有する排気ガス浄化システムの制御手段Ｃ１を備えて構成される。
【００４２】
排気ガス成分検出手段Ｃ１０は、排気ガス中の酸素濃度やＮＯｘ濃度を検出する手段であり、第１及び第２排気濃度センサ５３，５４等から構成される。
【００４３】
ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の制御手段Ｃ２０は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２の再生やサルファパージ等の制御を行う手段であり、ＮＯｘ触媒の再生開始判断手段Ｃ２１、ＮＯｘ触媒の再生制御手段Ｃ２２、サルファパージ開始判断手段Ｃ２３、サルファパージ制御手段Ｃ２４等を有して構成される。
【００４４】
このＮＯｘ吸蔵還元型触媒の制御手段Ｃ２０では、ＮＯｘ触媒の再生開始判断手段Ｃ２１により、排気ガス成分検出手段Ｃ１０で検出したＮＯｘ濃度からＮＯｘ浄化率ＲNOx を算出し、このＮＯｘ浄化率ＲNOx が所定の判定値より低くなった場合にＮＯｘ触媒の再生を開始すると判断し、ＮＯｘ触媒の再生制御手段Ｃ２２により、エンジンＥの燃料噴射制御におけるポスト噴射やＥＧＲ制御や吸気絞り制御等により、排気ガスの状態を所定のリッチ空燃比状態及び所定の温度範囲（触媒にもよるが、概ね２００℃〜６００℃）にして、ＮＯｘ浄化能力、即ちＮＯｘ吸蔵能力を回復し、ＮＯｘ触媒の再生を行う。また、以下にその詳細を述べるようにサルファパージ開始判断手段Ｃ２３、サルファパージ制御手段Ｃ２４等により、サルファパージを行う。
【００４５】
ＤＰＦの制御手段Ｃ３０は、ＰＭ蓄積量算定手段Ｃ３１、ＤＰＦ再生開始判断手段Ｃ３２、ＤＰＦ再生制御手段Ｃ３３等を有して構成される。
【００４６】
このＤＰＦの制御手段Ｃ３０では、ＰＭ蓄積量算定手段Ｃ３１により、差圧センサ５５より検出された差圧ΔＰ等から、ＤＰＦ４１ｂのＰＭ蓄積量を算定し、ＤＰＦ再生開始判断手段Ｃ３２により、ＤＰＦ４１ｂの目詰まり状態が所定の目詰まり状態を越えたか否かを、ＰＭ蓄積量が所定の判定値を越えたか否かで判定し、ＤＰＦの再生開始であると判断された場合には、ＤＰＦ再生制御手段Ｃ３３により、ポスト噴射やＥＧＲ制御等による排気昇温を行い、ＤＰＦ４１ｂの再生が行われる。
【００４７】
これらの排気ガス浄化システム１において、本発明に係わるＮＯｘ吸蔵還元型触媒の排気ガス浄化方法は、図６に示すようなサルファパージ用の制御フローを伴って行われる。      
【００４８】
この図６の制御フローは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のサルファパージに関する制御フローであり、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２のＮＯｘ吸蔵能力の再生に関する制御フローやＤＰＦ４１ｂの再生制御フロー等と共に、排気ガス浄化システム全体の制御フローから繰り返し呼ばれて、サルファパージの要否を判断し、必要であれば、ＤＰＦの再生制御を必要に応じて行ってから、サルファパージ制御を行うものとして示されている。
【００４９】
この制御フローがスタートすると、ステップＳ１０で、触媒４２に吸蔵されたサルファ量を燃料消費量と燃料中に含まれるサルファ量を基に算出し、これを積算してサルファ蓄積量Ｓspを算出する。そして、次のステップＳ１１で、サルファパージ開始判断手段Ｃ２３によりサルファパージが必要か否かをを判定する。この判定では、サルファ蓄積量Ｓspが、所定の限界値Ｓso0 よりも大きくなった場合に、サルファパージが必要であるとする。
【００５０】
そして、ステップＳ１１の判定で、サルファパージが必要でないと判定された場合には、このサルファパージ用の制御フローを終了しリターンする。また、サルファパージが必要であると判定された場合にはステップＳ１２に行く。このステップＳ１２では、ＰＭ蓄積量算定手段Ｃ３１により、差圧センサ５５により検出された差圧ΔＰ等からＤＰＦ４１ｂのＰＭ蓄積量ＰＭstを算出する。
【００５１】
次のステップＳ１３で、このＰＭ蓄積量ＰＭstが所定の判定値ＰＭst0 よりも大きいか否かを判定する。この所定の判定値ＰＭst0 は、ＤＰＦ４１ｂの再生開始用の判定値とは別の値であり、ＤＰＦ４１ｂに蓄積されているＰＭを燃焼させた時に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２に流入する排気ガスの温度上昇と酸素消費が見込める値に設定される。
【００５２】
ステップＳ１３の判定で、ＰＭ蓄積量ＰＭstが所定の判定値ＰＭst0 以下であると判定された場合はステップＳ１５に行き、ＰＭ蓄積量ＰＭstが所定の判定値ＰＭst0 よりの大きいと判定された場合は、ステップＳ１４でＤＰＦ再生制御手段Ｃ３３によりＤＰＦ再生用の排気昇温制御を行ってから、ステップＳ１５に行く。
【００５３】
このステップＳ１４のＤＰＦ再生用の排気昇温制御では、エンジンの燃料噴射でポスト噴射を行ったり、ＥＧＲをカットしたりして、排気温度を上昇し、排気温度をＰＭ自己着火領域でかつ異常燃焼の無い温度領域（５００℃程度）に入るように制御する。この温度制御では、温度センサ５２で検出した温度等をモニターしながら、ポスト噴射の燃料量を調整し、フィードバック制御をおこなう。
【００５４】
この排気昇温により、ＤＰＦ４１ｂに蓄積されているＰＭを強制燃焼して除去すると共に、ＰＭの燃焼熱でＤＰＦ４１ｂと排気ガスとＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２の温度上昇と、ＤＰＦ４１ｂを通過した排気ガスの酸素濃度の低下を図る。
【００５５】
そして、所定の時間（ＰＭ蓄積量ＰＭｓｔの量を判定するインターバルに関係する時間）の間、このステップＳ１４のＤＰＦ再生制御を行った後、ステップＳ１２に戻り、ＰＭ蓄積量ＰＭstが所定の判定値ＰＭst0 以下になるまで、ステップＳ１２〜ステップＳ１４を繰り返し、ＰＭ蓄積量ＰＭstが所定の判定値ＰＭst0 以下になると、ステップＳ１５に行く。
【００５６】
ステップＳ１５では、サルファパージ制御を行う。このサルファパージ制御は、ポスト噴射、吸気絞り、ＥＧＲを制御して、第２排気濃度センサ５４で検出した酸素濃度が所定の酸素濃度になるようにフィードバック制御し、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２に流入する排気ガスの空燃比をリッチにして行う。
【００５７】
そして、ステップＳ１０で算出されたサルファ蓄積量Ｓsp又は所定の限界値Ｓsp0 に対して、第１及び第２温度センサ５１，５２で検出される温度とエンジンの運転状態と予め入力された脱硫量マップ等から算出される脱硫量積算値が越えるまでの間、サルファパージ制御を行い、その後終了する。このステップＳ１５のサルファパージ制御が終了するとリターンする。
【００５８】
このステップＳ１５では、予め、ステップＳ１４のＰＭ再生制御により、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２も昇温されているので、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２の温度を短時間でサルファ脱離温度（触媒にもよるが、概ね６００℃〜６５０℃以上）にすることができる。また、ＤＰＦ４１で引き続いて行われるＰＭ燃焼のためにある程度の酸素が消費されるので、エンジンＥの排気マニホールド２１直後においては、完全なリッチ状態にする必要がなく、空気過剰率λが１．０２〜１．０５の浅いリッチ状態であっても、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ４２をサルファの脱離を行えるリッチ雰囲気にすることができる。
【００５９】
従って、このサルファパージ制御では、燃費の悪化やＨＣ，ＣＯの大気中への漏出を防止しながら、効率よくサルファパージを行うことができる。また、このサルファパージと共に、ＮＯｘ吸蔵材から吸蔵したＮＯｘが放出されて吸蔵能力が回復し、この時に放出されたＮＯｘは酸化触媒の触媒作用により排気ガス中のＨＣやＣＯ等の還元剤でＮ2 とＨ2 Ｏに還元される。
【実施例】
【００６０】
図７に、図２に示すような排気ガス浄化装置を使用して、図６に示す制御フローに従って、サルファパージを行った時の、空気過剰率λ、ＤＰＦの前後差圧ΔＰ、ＤＰＦ温度（ＤＰＦのベッド温度）Ｔｄ、触媒温度（ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータのベッド温度）Ｔｎを示す。
【００６１】
図７によれば、ＤＰＦの再生制御を行って空気過剰率λを１．０程度にすると、ＤＰＦ温度Ｔｄ、触媒温度Ｔｎは共に上昇し、略一定の温度（約５００℃）に維持されるが、ＤＰＦの前後差圧ΔＰが徐々に低下していることからＰＭの燃焼が進んでいることが分かる。また、ｔｓの時点でサルファパージ制御を開始し、吸気絞り等で空気過剰率λを更に低下させてリッチ状態にすると、触媒温度Ｔｎが著しく上昇した。この触媒温度Ｔｎの上昇により、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に蓄積されたサルファが効率よくパージされる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【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】本発明に係る第１実施の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図３】本発明に係る第２実施の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図４】本発明に係る第３実施の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図５】発発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの制御装置の構成を示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化方法のサルファパージ用の制御フローの一例を示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化方法のサルファパージ用の制御フローを使用した実施例の、空気過剰率、ＤＰＦの前後差圧、ＤＰＦの温度、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータの温度の時系列を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    排気ガス浄化システム
２０    排気通路
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ  排気ガス浄化装置
４１    連続再生式ＤＰＦ
４１ａ  酸化触媒（ＤＯＣ）
４１ｂ  ＤＰＦ
４２    ＮＯｘ吸蔵還元型触媒コンバータ
４３    ＮＯｘ還元型触媒を担持したＤＰＦ
４４    ＮＯｘ還元型触媒を担持した触媒付きＤＰＦ
５０    制御装置（ＥＣＵ）
５１    第１温度センサ
５２    第２温度センサ
５３    第１ＮＯｘ濃度センサ
５４    第２ＮＯｘ濃度センサ
５５    差圧センサ
Ｅ    エンジン（内燃機関）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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