(57)【要約】【課題】内燃機関の排気ガスシステムに備えたリーンＮＯｘトラップ触媒装置の脱硫制御を行うときに、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の熱劣化、溶損を抑制しつつ、脱硫処理を確実に行うことができる、ロバスト性に優れた脱硫制御を行うことができ、これにより、高いＮＯｘ浄化率を維持することができる、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。【解決手段】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、この排気ガス浄化システム２０を制御する制御装置４０が、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の脱硫制御を行うときの目標温度となる脱硫温度Ｔｔを、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に蓄積されている硫黄蓄積量Ｓａに対応させて設定するように構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置の脱硫制御を行うときの目標温度となる脱硫温度を、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に蓄積されている硫黄蓄積量に対応させて設定するように構成されたことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化システム。
【請求項２】
前記制御装置が、
前記内燃機関の通常運転時に前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に流入して吸蔵される硫黄量を積算して硫黄吸蔵量を算出する硫黄吸蔵量算出手段と、
脱硫制御時に前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置より脱離される硫黄量を積算して硫黄減少量を算出する硫黄脱硫量算出手段と、
前記硫黄吸蔵量算出手段で算出された硫黄吸蔵量から前記硫黄脱硫量算出手段で算出された硫黄減少量を引き算して硫黄蓄積量を算出する硫黄蓄積量算出手段と、
該硫黄蓄積量算出手段により算出された硫黄蓄積量から、硫黄蓄積量と脱硫制御時の目標温度である脱硫温度との関係を示すデータベースを基に、脱硫制御時の脱硫温度を算出する脱硫温度算出手段と、
排気ガスの温度が前記脱硫温度算出手段で算出された脱硫温度になるように、排気ガスを昇温制御する脱硫制御実施手段と
を備えて構成される請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化システム。
【請求項３】
請求項１または２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。
【請求項４】
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方法において、
前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置の脱硫制御を行うときの目標温度となる脱硫温度を、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に蓄積されている硫黄蓄積量に対応させて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。
【請求項５】
前記内燃機関の通常運転時に前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に流入して吸蔵される硫黄量を積算して硫黄吸蔵量を算出する硫黄吸蔵量算出ステップと、
脱硫制御時に前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置より脱離される硫黄量を積算して硫黄減少量を算出する硫黄脱硫量算出ステップと、
前記硫黄吸蔵量算出ステップで算出された硫黄吸蔵量から前記硫黄脱硫量算出ステップで算出された硫黄減少量を引き算して硫黄蓄積量を算出する硫黄蓄積量算出ステップと、
該硫黄蓄積量算出ステップにより算出された硫黄蓄積量から、硫黄蓄積量と脱硫制御時の目標温度である脱硫温度との関係を示すデータベースを基に、脱硫制御時の脱硫温度を算出する脱硫温度算出ステップと、
排気ガスの温度が前記脱硫温度算出ステップで算出された脱硫温度になるように、排気ガスを昇温制御する脱硫制御実施ステップと
を備えて構成される請求項４に記載の内燃機関の排気ガス浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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し、より詳細には、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の熱劣化、溶損を抑制しつつ、脱硫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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
排気通路にリーンＮＯｘトラップ触媒装置（ＬＮＴ）を備えて、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化処理する排気ガス浄化システムでは、リーンバーンやディーゼルエンジンの様に排気ガス中に酸素過多のリーン状態の時に、一時的にＮＯｘをリーンＮＯｘトラップ触媒装置に吸蔵し、ＮＯｘ吸蔵量が多くなって吸蔵しきれずに下流側にスリップする量が増えてきたら、定期的に排気ガスをリッチ空燃比にするリッチ制御をして、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。この吸蔵及び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。
【０００４】
このリーンＮＯｘトラップ触媒装置は、燃料やエンジンオイルの一成分であり排気ガスに含まれる硫黄（Ｓ）も、ＮＯｘの吸蔵と同様に吸蔵してしまうことによる、ＮＯｘの吸蔵容量の減少という硫黄被毒の問題があることが知られている。そのため、定期的に、排気ガスを昇温して６００℃程度まで高温化し、かつ、リッチ雰囲気に移行して、高温のリッチ雰囲気でリーンＮＯｘトラップ触媒装置に吸蔵した硫黄を脱離させる脱硫制御（Ｓパージ制御）を行っている。
【０００５】
リーンＮＯｘトラップ触媒装置の脱硫制御は、排気ガスが高温かつ空気過剰率（λ）が低い程、その脱硫効率は上がるが、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の熱劣化、溶損が進行する虞がある。よって、通常は、熱劣化、溶損の抑制と、硫黄被毒回復のバランスを取り、排気ガスに含まれるＮＯｘの浄化率が最も維持できる脱硫処理条件で脱硫制御を行う。
【０００６】
これに関連して、内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を通過した排気ガスのＤＰＦ又は触媒付きＤＰＦへの流量を抑制して、ＰＭ再生温度を適温に維持しながら、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の脱硫制御とＤＰＦ又は触媒付きＤＰＦのＰＭ再生処理とを同時に並行して行う排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の脱硫制御はある程度の時間が必要なために、脱硫制御の途中で、エンジン運転状態が脱硫制御可能な運転領域を外れたり、エンジンが停止されたりすると、脱硫制御が中止または中断される。通常、この脱硫制御は、排気ガスの高温化が必要なため、微粒子捕集装置（ＣＳＦ、ＳＣＲＦ等）のＰＭ再生制御と同時に行われることが多いので、脱硫制御を中止または中断した場合は、次回のＰＭ再生制御まで脱硫制御が延期されることとなる。
【０００８】
この場合、硫黄蓄積量は、脱硫制御が完了した場合よりも多くなるので、次回の脱硫制御を行っても、蓄積した硫黄を十分に脱硫することができず、残留した硫黄量分だけＮＯｘ吸蔵容量が少ない状態でＮＯｘ浄化を行うため、ＮＯｘ浄化率が低下する虞がある。
【０００９】
例えば、最も浄化率を高い状態で維持できるＸｍｇごとにＴｘ℃の脱硫制御を行っている場合で、脱硫制御に当初から失敗した場合は、次回の脱硫制御までに硫黄がＹｍｇ（＞Ｘｍｇ）まで蓄積してしまい、次回の脱硫制御が完了したとしても、完全に脱硫しきれずに、硫黄が残り、ＮＯｘ浄化率が低下する。
【００１０】
つまり、図５に、硫黄蓄積量（硫黄残留量）がＸｍｇ（Ｓ＝Ｓ１）のときと、（Ｙ＝２×Ｘ）ｍｇ（Ｓ＝Ｓ２）の場合のＬＮＴ触媒温度とＮＯｘ浄化率の関係を模式的に示すように、Ｓ＝Ｓ１に比べて硫黄蓄積量が多いＳ＝Ｓ２では、ＬＮＴ触媒温度が低い範囲ではＮＯｘが著しく低下する。一方、ＬＮＴ触媒温度が高い範囲ではＮＯｘが逆転するが、ＬＮＴ触媒温度が高いため、触媒の熱劣化が進むことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−１４４５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明者は、内燃機関の排気ガスシステムに備えたリーンＮＯｘトラップ触媒装置の脱硫制御を行うときに、脱硫制御における脱硫温度が高い程、脱硫量が多いので、脱硫制御毎の硫黄蓄積量を算出することで前回の脱硫制御が中止または中断されたか否かを反映させて、この硫黄蓄積量に対応して脱硫温度を設定することで、脱硫制御が中止または中断されて硫黄蓄積量が多くなったときでも、確実に脱硫処理できて硫黄被毒によるＮＯｘ浄化率の低下を抑制することができ、しかも、硫黄蓄積量が少ないときには脱硫温度を低くできるので触媒の熱劣化も抑制できるとの知見を得た。
【００１３】
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、内燃機関の排気ガスシステムに備えたリーンＮＯｘトラップ触媒装置の脱硫制御を行うときに、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の熱劣化、溶損を抑制しつつ、脱硫処理を確実に行うことができる、ロバスト性に優れた脱硫制御を行うことができ、これにより、高いＮＯｘ浄化率を維持することができる、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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置の脱硫制御を行うときの目標温度となる脱硫温度を、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に蓄積されている硫黄蓄積量に対応させて設定するように構成される。
【００１５】
この構成によれば、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の脱硫制御を行うときに、内燃機関の停止等に起因して前回の脱硫制御が中止されたか否かを考慮してリーンＮＯｘトラップ触媒装置の硫黄蓄積量を算出し、この算出した硫黄蓄積量に応じて、脱硫温度を設定することで、ロバスト性に優れた脱硫制御を行うことができ、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の熱劣化、溶損を抑制しつつ、脱硫処理を確実に行うことができ、ＮＯｘ浄化率を維持することができる。
【００１６】
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、前記内燃機関の通常運転時に前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に流入して吸蔵される硫黄量を積算して硫黄吸蔵量を算出する硫黄吸蔵量算出手段と、脱硫制御時に前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置より脱離される硫黄量を積算して硫黄減少量を算出する硫黄脱硫量算出手段と、前記硫黄吸蔵量算出手段で算出された硫黄吸蔵量から前記硫黄脱硫量算出手段で算出された硫黄減少量を引き算して硫黄蓄積量を算出する硫黄蓄積量算出手段と、該硫黄蓄積量算出手段により算出された硫黄蓄積量から、硫黄蓄積量と脱硫制御時の目標温度である脱硫温度との関係を示すデータベースを基に、脱硫制御時の脱硫温度を算出する脱硫温度算出手段と、排気ガスの温度が前記脱硫温度算出手段で算出された脱硫温度になるように、排気ガスを昇温制御する脱硫制御実施手段とを備えて構成されると、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の硫黄蓄積量を算出しながら、脱硫温度の設定を行うことができる。
【００１７】
ここで、上記の内燃機関の通常運転とは、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の硫黄被毒を回復するための脱硫制御とＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのＮＯｘ再生制御を行わないときのエンジンの運転（停止も含む）のことをいう。
【００１８】
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。
【００１９】
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た内燃機関の排気ガス浄化方法において、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置の脱硫制御を行うときの目標温度となる脱硫温度を、前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に蓄積されている硫黄蓄積量に対応させて設定することを特徴とする方法である。
【００２０】
また、上記の内燃機関の排気ガス浄化方法において、前記内燃機関の通常運転時に前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置に流入して吸蔵される硫黄量を積算して硫黄吸蔵量を算出する硫黄吸蔵量算出ステップと、脱硫制御時に前記リーンＮＯｘトラップ触媒装置より脱離される硫黄量を積算して硫黄減少量を算出する硫黄脱硫量算出ステップと、前記硫黄吸蔵量算出ステップで算出された硫黄吸蔵量から前記硫黄脱硫量算出ステップで算出された硫黄減少量を引き算して硫黄蓄積量を算出する硫黄蓄積量算出ステップと、該硫黄蓄積量算出ステップにより算出された硫黄蓄積量から、硫黄蓄積量と脱硫制御時の目標温度である脱硫温度との関係を示すデータベースを基に、脱硫制御時の脱硫温度を算出する脱硫温度算出ステップと、排気ガスの温度が前記脱硫温度算出ステップで算出された脱硫温度になるように、排気ガスを昇温制御する脱硫制御実施ステップとを備えて構成される。
【００２１】
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。
【発明の効果】
【００２２】
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、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の脱硫制御を行うときに、内燃機関の停止等に起因して前回の脱硫制御が中止されたか否かを考慮してリーンＮＯｘトラップ触媒装置の硫黄蓄積量を算出し、この算出した硫黄蓄積量に応じて脱硫温度を設定するので、リーンＮＯｘトラップ触媒装置の熱劣化、溶損を抑制しつつ、脱硫処理を確実に行うことができる、ロバスト性に優れた脱硫制御を行うことができ、これにより、高いＮＯｘ浄化率を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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】制御装置の構成を示す図である。
【図３】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の制御ステップを示す図である。
【図４】硫黄蓄積量と脱硫温度との関係を模式的に示す図である。
【図５】リーンＮＯｘトラップ触媒装置の硫黄蓄積量の差に対応した、リーンＮＯｘトラップ触媒装置温度とＮＯｘ浄化率の関係を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
排気ガスＧａを昇温制御して、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の脱硫制御を行うときに、この排気ガスＧａの昇温制御で制御目標の脱硫温度にするように制御される制御対象となる検出温度としては、第２温度センサ３２で検出される温度を用いることが通常であるが、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の下流側に温度センサ（図示しない）を設けて、この温度センサで検出される温度を用いてもよいし、あるいは、この温度センサで検出される温度と第２温度センサ３２で検出される温度の平均値となる温度を用いてもよい。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、硫黄吸蔵量算出手段４１、硫黄脱硫量算出手段４２、硫黄蓄積量算出手段４３、脱硫温度算出手段４４、脱硫制御実施手段４５等を備えて構成される。
【００３６】
この硫黄吸蔵量算出手段４１は、エンジン１０の通常運転時にリーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に流入して吸蔵される硫黄量Ｓｏを積算して硫黄吸蔵量ΣＳｏを算出する手段である。このエンジン１０の通常運転とは、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の硫黄被毒を回復するための脱硫制御とＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのＮＯｘ再生制御を行わないときのエンジン１０の運転（停止も含む）のことをいう。
【００３７】
また、硫黄脱硫量算出手段４２は、脱硫制御時にリーンＮＯｘトラップ触媒装置２４より脱離される硫黄量Ｓｄを積算して硫黄減少量ΣＳｄを算出する手段である。また、硫黄蓄積量算出手段４３は、硫黄吸蔵量算出手段４１から算出された硫黄吸蔵量ΣＳｏから、硫黄脱硫量算出手段４２で算出された硫黄減少量ΣＳｄを引き算して硫黄蓄積量Ｓａを算出する手段である。
【００３８】
そして、本発明の中心となる脱硫温度算出手段４４は、硫黄蓄積量算出手段４３により算出された硫黄蓄積量Ｓａから、硫黄蓄積量Ｓａと脱硫制御時の目標温度である脱硫温度Ｔｔとの関係を示すデータベースを基に、脱硫制御時の脱硫温度Ｔｔを算出する手段である。
【００３９】
この硫黄蓄積量Ｓａと脱硫温度Ｔｔの関係は、予め実験結果等に基づいて設定され、制御用のデータマップのような形で制御装置４０に記憶される。硫黄蓄積量Ｓａと脱硫温度Ｔｔの関係は、例えば、図４に示すようなもので、硫黄蓄積量Ｓａが少ないときには、脱硫温度Ｔｔは低く、硫黄蓄積量Ｓａが多いときには、脱硫温度Ｔｔは高くなる。
【００４０】
なお、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の耐熱性の面から昇温の上限があるので、脱硫制御時の脱硫温度Ｔｔに、この耐熱性を考慮した上限値Ｔｔｍａｘ（例えば、６５０℃〜７００℃）を設ける。
【００４１】
そして、脱硫制御実施手段４５は、排気ガスＧａの温度が脱硫温度算出手段４４で算出された脱硫温度Ｔｔになるように、排気ガスを昇温制御する手段であり、この脱硫制御としては周知の方法を用いる。
【００４２】
上記の構成により、本発明では、制御装置４０が、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の脱硫制御を行うときの目標温度となる脱硫温度Ｔｔを、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に蓄積されている硫黄蓄積量Ｓａに対応させて設定するようになる。
【００４３】
次に、本発明の実施の形態である内燃機関の排気ガス浄化方法Ｓ４０では、図２に示すように、硫黄吸蔵量算出ステップＳ４１、硫黄脱硫量算出ステップＳ４２、硫黄蓄積量算出ステップＳ４３、脱硫温度算出ステップＳ４４、脱硫制御実施ステップＳ４５等を備えて構成される。
【００４４】
この硫黄吸蔵量算出ステップＳ４１は、エンジン１０の通常運転時にリーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に流入して吸蔵される硫黄量Ｓｏを積算して硫黄吸蔵量ΣＳｏを算出するステップであり、硫黄脱硫量算出ステップＳ４２は、脱硫制御時にリーンＮＯｘトラップ触媒装置２４より脱離される硫黄量Ｓｄを積算して硫黄減少量ΣＳｄを算出するステップである。また、硫黄蓄積量算出ステップＳ４３は、硫黄吸蔵量算出ステップＳ４１から算出された硫黄吸蔵量ΣＳｏから、硫黄脱硫量算出ステップＳ４２で算出された硫黄減少量ΣＳｄを引き算して硫黄蓄積量Ｓａを算出するステップである。
【００４５】
また、脱硫温度算出ステップＳ４４は、硫黄蓄積量算出ステップＳ４３により算出された硫黄蓄積量Ｓａから、硫黄蓄積量Ｓａと脱硫制御時の目標温度である脱硫温度Ｔｔとの関係を示すデータベースを基に、脱硫制御時の脱硫温度Ｔｔを算出するステップであり、脱硫制御実施ステップＳ４５は、排気ガスＧａの温度が脱硫温度算出ステップＳ４４で算出された脱硫温度Ｔｔになるように、排気ガスを昇温制御するステップであり、この脱硫制御としては周知の方法を用いる。
【００４６】
上記の方法の構成により、本発明の内燃機関の排気ガス浄化方法Ｓ４０は、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の脱硫制御を行うときの目標温度となる脱硫温度Ｔｔを、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４に蓄積されている硫黄蓄積量Ｓａに対応させて設定する方法となる。
【００４７】
上記の内燃機関の排気ガス浄化システム２０及び内燃機関の排気ガス浄化方法Ｓ４０では、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の脱硫制御において、脱硫制御開始時に、硫黄蓄積量Ｓａを算出し、この硫黄蓄積量Ｓａに応じて決まる脱硫温度Ｔｔを目標温度にして、排気ガスの検出温度が、この脱硫温度Ｔｔになるように成るように、予め設定された時間、排気ガス昇温制御を含むリッチ制御を行い、脱硫処理する。
【００４８】
そのため、前回に脱硫制御がエンジン１０の運転状態の変化等で中止または中断したときには、脱硫制御が完了していないので、硫黄蓄積量Ｓａが増加する。その他にも、前回の脱硫制御におけるエンジンの運転状態により、排気ガス温度が低くなって脱硫が抑制された場合にも、硫黄の脱離による硫黄減少量が少なくなり、硫黄蓄積量Ｓａが増加する。この場合には、次回の脱硫温度Ｔｔが高く設定されるので、脱硫が促進され、硫黄の脱離による硫黄減少量が多くなり、硫黄蓄積量Ｓａが減少する。
【００４９】
一方、前回の脱硫制御におけるエンジンの運転状態により、排気ガス温度が高くなって脱硫がより促進された場合には、硫黄の脱離による硫黄減少量が多くなり、硫黄蓄積量Ｓａが減少する。この場合には、次回の脱硫温度Ｔｔが低く設定されるので、脱硫の促進が弱まり、硫黄の脱離による硫黄減少量が少なくなるが、元々硫黄蓄積量Ｓａが少ないので、脱硫後の硫黄蓄積量Ｓａを目的の値にすることができる。そして、この脱硫制御では、脱硫温度Ｔｔが低いので、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の触媒における熱劣化を少なくすることができる。
【００５０】
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Ｓ４０によれば、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の脱硫制御を行うときに、前回の脱硫制御が中止または中断されたか否か等の脱硫程度を考慮してリーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の硫黄蓄積量Ｓａを算出し、この算出した硫黄蓄積量Ｓａに応じて、脱硫温度Ｔｔを設定することで、ロバスト性に優れた脱硫制御を行うことができ、リーンＮＯｘトラップ触媒装置２４の熱劣化、溶損を抑制しつつ、脱硫処理を確実に行うことができ、ＮＯｘ浄化率を維持することができる。
【符号の説明】
【００５１】
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  リーンＮＯｘトラップ触媒装置（ＬＮＴ）
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  硫黄吸蔵量算出手段
４２  硫黄脱硫量算出手段
４３  硫黄蓄積量算出手段
４４  脱硫温度算出手段
４５  脱硫制御実施手段
Ｓ４１  硫黄吸蔵量算出ステップ
Ｓ４２  硫黄脱硫量算出ステップ
Ｓ４３  硫黄蓄積量算出ステップ
Ｓ４４  脱硫温度算出ステップ
Ｓ４５  脱硫制御実施ステップ
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
【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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