内燃機関の排気浄化システム
【課題】ＮＯｘ触媒を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、そのＳＯｘ被毒を回復させるときに排気中の硫黄分の濃度が上昇し、悪臭が顕著となるのを回避する。
【解決手段】内燃機関の排気浄化システムにおいて、ＮＯｘ触媒と、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を回復させるＳＯｘ被毒回復手段と、ＳＯｘ被毒回復手段によってＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復が実行されるときの、該ＮＯｘ触媒から流出する排気中の硫黄分の濃度を推定し、又は検出する硫黄濃度推定手段と、硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従い、ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させる排気流量調整手段と、を備える。
【解決手段】内燃機関の排気浄化システムにおいて、ＮＯｘ触媒と、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を回復させるＳＯｘ被毒回復手段と、ＳＯｘ被毒回復手段によってＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復が実行されるときの、該ＮＯｘ触媒から流出する排気中の硫黄分の濃度を推定し、又は検出する硫黄濃度推定手段と、硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従い、ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させる排気流量調整手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化を行う排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に設けられたいわゆる吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」ともいう。）によって、排気中のＮＯｘを還元、浄化する技術が知られている。しかし、このＮＯｘ触媒にはＮＯｘと同様に排気中のＳＯｘも吸蔵される。そして、この吸蔵ＳＯｘ量が増加しＳＯｘ被毒状態となると、ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの還元、浄化能力が低下する。
【０００３】
そこで、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒の回復を、内燃機関の減速運転状態又はアイドル運転状態のときに実行する技術が公開されている（例えば、特許文献１を参照。）。この技術においては、内燃機関の減速運転状態やアイドル運転状態時の排気流量が少ないときに還元剤の燃料をＮＯｘ触媒に供給することで、比較的少量の燃料でＳＯｘ被毒状態からの回復が可能となる。
【特許文献１】特開２００２−１５５７２４号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８１７６号公報
【特許文献３】特開２００４−１９７６９５号公報
【特許文献４】特開２００１−８１２３７号公報
【特許文献５】特開２０００−１６１１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の減速運転状態やアイドル運転状態等の排気流量が少ないときに還元剤の燃料をＮＯｘ触媒に供給することで、内燃機関のＳＯｘ被毒の回復を行う場合、ＮＯｘ触媒における還元剤とＳＯｘとの反応が比較的良好に行われるため、少ない燃料で効率的に、吸蔵されたＳＯｘの放出が可能となる。
【０００５】
しかし、その反面、ＮＯｘ触媒に流入する排気流量が少ない状態で多量の硫黄分が排出されることになるため、排気中の硫黄分の濃度が上昇し、特に硫化水素による悪臭が顕著となる虞がある。
【０００６】
本発明では、上記した問題に鑑み、ＮＯｘ触媒（吸蔵還元型ＮＯｘ触媒）を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、そのＳＯｘ被毒を回復させるときに排気中の硫黄分の濃度が上昇し、悪臭が顕著となるのを回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、上記した問題を解決するために、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復時に発生する硫黄分濃度と排気流量との関係に着目した。それは、硫黄分による悪臭の影響は硫黄分の濃度に大きく依存するからである。
【０００８】
そこで、本発明は、内燃機関の排気浄化システムであって、内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ触媒）と、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を回復させるＳＯｘ被毒回復手段と、前記ＳＯｘ被毒回復手段によって前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復が実行されるときの、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から流出する排気中の硫黄分の濃度を推定し、又は検出する硫黄濃度推定手段と、前記硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従い、前記吸蔵還
元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させる排気流量調整手段と、を備える。
【０００９】
上記の内燃機関の排気浄化システムでは、ＮＯｘ触媒によって排気中のＮＯｘが還元、浄化される。そして、排気中のＮＯｘと同様にＳＯｘもＮＯｘ触媒に吸蔵される。ここで、ＮＯｘ触媒における吸蔵ＳＯｘ量が増加すると、ＮＯｘ触媒に吸蔵し得るＮＯｘ量が低下するため、結果的にＮＯｘ触媒によるＮＯｘの還元、浄化能力が低下することになる。
【００１０】
そこで、そのようなときは、ＳＯｘ被毒回復手段によって、ＮＯｘ触媒に吸蔵されＳＯｘ被毒状態となっているＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化能力の回復が図られる。具体的には、ＮＯｘ触媒の温度をＳＯｘ被毒回復に適した温度まで上昇させるとともに、ＮＯｘ触媒に流入する空燃比をリッチ状態とし、ＮＯｘ触媒の周囲に還元剤が存在する雰囲気を形成する。例えば、内燃機関における燃焼状態を制御してそのような状態を形成してもよく、また排気中に燃料を添加することで該状態を形成してもよい。
【００１１】
このようにＳＯｘ被毒回復手段によってＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復が図られるとき、ＮＯｘ触媒から流出する排気中にはＮＯｘ触媒に吸蔵されていた硫黄分が流れ出すため、排気中の硫黄分の量が増加する。そこで、その排気中の硫黄分の濃度を硫黄濃度推定手段によって推定し、又は検出し、その結果に基づいて排気流量調整手段によってＮＯｘ触媒に流入する排気流量が調整される。
【００１２】
その結果、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復時に、ＮＯｘ触媒から流出し大気中に放出される排気中の硫黄分の濃度は比較的低い値に維持することが可能となり、以て硫黄分による悪臭が顕著となるのを回避することが可能となる。尚、排気流量調整手段では、ＮＯｘ触媒に流入する排気流量が調整されるため、ＮＯｘ触媒に新気が流入されて硫黄分濃度が調整される場合よりも、ＮＯｘ触媒の温度を高温に維持することが可能となる。
【００１３】
ここで、上記の内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記硫黄濃度推定手段は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ吸蔵量が多いほど排気中の硫黄分の濃度は高いと推定するようにしてもよい。即ち、ＳＯｘ吸蔵量が多くなるほど、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復時における硫黄分の放出量が増加することを勘案したものである。
【００１４】
また、上述までの内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記ＳＯｘ被毒回復手段による前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復がアイドル運転時に実行される場合、前記排気流量調整手段は、前記硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従いアイドル回転速度を増加させることで、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させるようにしてもよい。
【００１５】
内燃機関がアイドル運転状態にあるときは、ＮＯｘ触媒に流入する排気流量は比較的少ない。そこで、この場合、ＮＯｘ触媒に流入する排気量の調整を、アイドル回転速度自体を調整することで行うものである。
【００１６】
ここで、上述までの内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記ＳＯｘ被毒回復手段は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を昇温させるとともに該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比をリーン側の空燃比とリッチ側の空燃比に交互に切り替えることで、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を回復させる場合、前記排気流量調整手段は、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比が前記リーン側空燃比とされるときに該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させるようにしてもよい。
【００１７】
ＳＯｘ被毒回復手段によってＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒状態を回復させるにあたって、ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比をリーン側空燃比とリッチ側空燃比とに交互に切り替え
る。このようにすることで、ＮＯｘ触媒の温度が過度に上昇することなく、ＳＯｘ被毒の回復が行われる。ここで、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘの放出が主に行われるのは、ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比がリッチ側空燃比であるときである。排気の空燃比がリーン側空燃比とされているときは、ＮＯｘ触媒の温度上昇を抑制するときでもあるため、ここでＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させることで、ＳＯｘ被毒回復時における過度の昇温防止が可能となるとともに、平均的な排気中の硫黄分濃度を下げて硫黄分による悪臭が顕著となるのを回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
ＮＯｘ触媒（吸蔵還元型ＮＯｘ触媒）を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、そのＳＯｘ被毒を回復させるときに排気中の硫黄分の濃度が上昇し、悪臭が顕著となるのを回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ここで、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの実施例について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明に係る排気浄化システムが適用される内燃機関１およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。内燃機関１は、４つの気筒２を有する圧縮着火式内燃機関である。また、気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。燃料噴射弁３は、所定圧に加圧された燃料を貯留する蓄圧室４と接続されている。内燃機関１には吸気枝管７が接続されており、吸気枝管７の各枝管は、吸気ポートを介して燃焼室に接続される。同様に、内燃機関１には排気枝管１２が接続され、排気枝管１２の各枝管は排気ポートを介して燃焼室に接続される。ここで、吸気ポートおよび排気ポートには、各々吸気弁および排気弁が設けられている。
【００２１】
また、吸気枝管７は吸気管８に接続されている。吸気管８の上流部には吸気管８を流れる吸入空気量を検出するエアフローメータ９が設けられ、更にその下流には、吸気管８内を流れる吸気の流量を調節する吸気絞り弁１０が設けられている。この吸気絞り弁１０には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁１０を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ１１が取り付けられている。
【００２２】
吸気絞り弁１０の上流側の吸気管８には、排気のエネルギーを駆動源として作動する過給機１６のコンプレッサ側が設けられ、排気枝管１２には過給機１６のタービン側が設けられている。過給機１６はいわゆる可変容量型過給機であって、その内部に可動式のノズルベーンを有し、該ノズルベーンの開度を調整することで、過給機１６による過給圧が制御される。過給機１６より下流であって吸気絞り弁１０の上流の吸気管８には、過給機１６によって加圧されて高温となった吸入空気を冷却するためのインタークーラ１５が設けられている。インタークーラ１５は冷却用の冷却水が供給されており、その供給量が調整されることで、インタークーラ１５の冷却能力が制御される熱交換装置である。
【００２３】
また、過給機１６のタービン側は、排気管１３と接続され、この排気管１３は、下流にてマフラーに接続されている。そして、排気管１３の途中には、いわゆる吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ触媒１４が設けられている。また、ＮＯｘ触媒１４の上流の排気管１３には、排気中に燃料を添加する燃料添加弁１７が備えられている。
【００２４】
更に、内燃機関１には、ＥＧＲ装置２１が設けられている。ＥＧＲ装置２１は排気枝管１２を流れる排気の一部を吸気枝管７へ再循環させる。ＥＧＲ装置２１は、排気枝管１２（上流側）から吸気枝管７（下流側）へ延出しているＥＧＲ通路２２と、ＥＧＲ通路２２
上に上流側から順に設けられたＥＧＲガス冷却用のＥＧＲクーラ２３と、ＥＧＲガスの流量調整用のＥＧＲ弁２４と、から構成される。
【００２５】
また、内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、ＣＰＵの他、後述する各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。
【００２６】
ここで、燃料噴射弁３は、ＥＣＵ２０からの制御信号によって開閉動作を行う。即ち、ＥＣＵ２０からの指令によって、燃料噴射弁３からの燃料噴射時期および燃料噴射量が、内燃機関１の機関負荷や機関回転速度等の運転状態に応じて、噴射弁毎に制御される。また、燃料添加弁１７も、ＥＣＵ２０からの指令に従って制御される。
【００２７】
更に、クランクポジションセンサ３０がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０は内燃機関１の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関１の機関回転速度や、各気筒２におけるピストン位置等を検出する。
【００２８】
このように構成される内燃機関１においては、主にＮＯｘ触媒１４によって排気の浄化が行われる。ＮＯｘ触媒１４においては、排気の空燃比がリーン状態であるとき排気中のＮＯｘがその内部に吸蔵され、排気の空燃比がリッチ状態となり且つ還元剤（燃料添加弁１７から添加された燃料）が存在する状態では、吸蔵されたＮＯｘを還元、浄化するべく機能する。ここで、ＮＯｘ触媒１４には排気中のＳＯｘもＮＯｘと同様に吸蔵される。そして、このＳＯｘ吸蔵量が増加しＳＯｘ被毒状態となると、ＮＯｘ触媒１４によるＮＯｘ浄化能力が低下するため、吸蔵されたＳＯｘをＮＯｘ触媒１４から放出させてＮＯｘ触媒１４のＮＯｘ浄化能力を回復させる必要がある。
【００２９】
しかし、このＳＯｘ被毒状態からの回復を行う際、吸蔵されたＳＯｘが還元剤と反応し硫化水素が発生する場合があり、悪臭が顕著となる虞がある。そこで、ＳＯｘ被毒状態からの回復時における悪臭が顕著となるのを抑制するために、図２に示す排気流量制御を行う。尚、本実施例における排気流量制御は、内燃機関１がアイドル運転状態にあるときに、ＥＣＵ２０によって一定のサイクルで繰り返し実行されるルーチンである。
【００３０】
Ｓ１０１では、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒状態を解消すべく、ＳＯｘ被毒回復制御が開始される。具体的には、燃料噴射弁３の燃料噴射量、燃料噴射時期を調整して排気温度を上昇させるとともに、燃料添加弁１７から排気中に燃料を添加する。これにより、ＮＯｘ触媒１４に吸蔵されていたＳＯｘが放出されるとともに、ＳＯｘが還元されて硫化水素が発生し始める。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。
【００３１】
Ｓ１０２では、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒回復制御が行われている際のアイドル回転速度が算出される。ここで、図３に示すように、ＮＯｘ触媒１４に吸蔵されているＳＯｘ量が多くなるに従い、ＳＯｘ被毒回復制御時に放出されるＳＯｘ量が多くなるため、排気中の硫黄分の濃度は高くなる。排気中の硫黄分濃度が高くなると硫化水素の発生量も増加し悪臭がより顕著となる。
【００３２】
そこで、Ｓ１０２では、ＮＯｘ触媒１４に吸蔵されているＳＯｘ量に従って、アイドル回転速度が算出される。アイドル回転速度が高くなるに従い、ＮＯｘ触媒１４に流れ込む排気流量は増加するため、ＮＯｘ触媒１４に吸蔵されているＳＯｘ量が多いほど、ＳＯｘ被毒回復制御が行われている際のアイドル回転速度としてより高い回転速度が算出される。このようにすることで、排気中の硫黄分の濃度が上昇するのを抑制することが可能となる。
【００３３】
尚、ＳＯｘ吸蔵量の算出については、内燃機関１において消費された燃料量を考慮するとともに、Ｓ１０１で開始されたＳＯｘ被毒回復制御によって放出されたＳＯｘ量をも考慮する。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００３４】
Ｓ１０３では、Ｓ１０２で算出されたＳＯｘ被毒回復制御時のアイドル回転数に内燃機関１の機関回転速度がなるべく、燃料噴射弁３からの燃料噴射量が調整され、アイドル回転速度が変更される。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。
【００３５】
Ｓ１０４では、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒回復が終了したか否かが判定される。具体的には、ＮＯｘ触媒１４に吸蔵されているＳＯｘ量が所定量より少なくなった場合にＳＯｘ被毒回復が終了したと判定される。ＳＯｘ被毒回復が終了したと判定されるとＳ１０５へ進み、ＳＯｘ被毒回復が終了していないと判定されるとＳ１０２以降の処理が再び行われる。
【００３６】
Ｓ１０５では、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒回復制御が終了したことで、硫化水素の発生が中断されることをもって、内燃機関１のアイドル回転速度を、ＳＯｘ被毒回復制御が開始される前の回転速度である通常アイドル回転速度に設定し直す。Ｓ１０５の処理後、本制御を終了する。
【００３７】
本制御によると、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒回復制御時に発生する硫黄分量に応じて、アイドル回転速度を介して排気流量が調整される。その結果、ＮＯｘ触媒１４から流れ出す排気中の硫黄分の濃度（硫化水素濃度）は比較的低い値に保たれ、悪臭が顕著となることが回避される。
【実施例２】
【００３８】
ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒回復時に悪臭が顕著となるのを回避するための排気流量制御の第二の実施例について、図４および図５に基づいて説明する。図４には、排気流量制御に関するフローチャートを示す。図５には、図４の排気流量制御が行われるときの、排気流量の推移（図５（ａ）に示す。）、排気中の硫黄分濃度の推移（図５（ｂ）に示す。）、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ吸蔵量の推移（図５（ｃ）に示す。）、排気の空燃比の推移（図５（ｄ）に示す。）をそれぞれ示す。この排気流量制御は、ＥＣＵ２０によって行われる制御である。
【００３９】
Ｓ２０１では、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒状態を解消すべく、ＳＯｘ被毒回復制御が開始される。具体的には、燃料噴射弁３の燃料噴射量、燃料噴射時期を調整して排気温度を上昇させるとともに、燃料添加弁１７から排気中に燃料を添加する。その際、ＮＯｘ触媒１４の過度の昇温を回避するために、燃料添加弁１７からの添加量等を調整し、ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比がリッチ側の空燃比とリーン側の空燃比に交互になる、いわゆるリッチスパイク制御が行われる。リッチスパイク制御による排気の空燃比の推移が図５（ｄ）に示されている。
【００４０】
そして、排気の空燃比がリッチ側の空燃比とされるときに、主にＮＯｘ触媒１４に吸蔵されていたＳＯｘが放出されるとともに、ＳＯｘが還元されて硫化水素が発生し始める。従って、図５（ｂ）に示すように、ＮＯｘ触媒１４から流出する排気中の硫黄分濃度は、排気の空燃比がリッチ側の空燃比とされると徐々に増加していく。それと同時に、図５（ｃ）に示すように、排気の空燃比がリッチ側の空燃比とされるとＮＯｘ触媒１４に吸蔵されているＳＯｘ量が減少することになる。Ｓ２０１の処理が終了すると、Ｓ２０２へ進む。
【００４１】
Ｓ２０２では、ＳＯｘ被毒回復制御のリッチスパイク制御において、ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比をリッチ側空燃比とする期間であるか否かが判定される。該判定においてリッチ側空燃比とする期間であると判定されるとＳ２０３へ進み、リッチ側空燃比とする期間でないと判定されるとＳ２０５へ進む。
【００４２】
Ｓ２０３では、ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比をリッチ側空燃比とすべく、いわゆる低温燃焼が行われるとともに、燃料添加弁１７からの燃料添加が行われる。低温燃焼では、ＥＧＲ装置２１によるＥＧＲガス量を増大させることで燃焼前後の排気中の酸素濃度を低下させる。これとともに燃料添加弁１７からの燃料添加により、排気の空燃比がリッチ側空燃比となる。Ｓ２０３の処理が終了すると、Ｓ２０４へ進む。
【００４３】
Ｓ２０５では、ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比をリーン側空燃比とする高温、高排気流量燃焼が行われる。具体的には、燃料噴射時期を遅角側に移行するとともに、吸気絞り弁１０の開度を閉じ側に変更する。これにより排気温度を上昇させるとともにＥＧＲ弁２４の開度を閉じ側に変更して排気流量を増量する。従って、図５（ａ）に示すように、この高温、高排気流量燃焼が行われる間は、Ｓ２０３での低温燃焼が行われているときと比べて、排気流量が増大する。尚、ＮＯｘ触媒１４からのＳＯｘ放出量は徐々に減少することに併せて、高温、高排気流量燃焼時の排気流量も徐々に減少されていく。Ｓ２０５の処理が終了すると、Ｓ２０４へ進む。
【００４４】
Ｓ２０４では、上述したＳ１０４と同様に、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒回復が終了したか否かが判定される。ＳＯｘ被毒回復が終了したと判定されると本制御を終了し、ＳＯｘ被毒回復が終了していないと判定されるとＳ２０２以降の処理が再び行われる。
【００４５】
本制御によると、ＳＯｘ被毒回復制御において、ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比がリーン側の空燃比とされるとき、即ち、ＮＯｘ触媒１４から放出される硫黄分量が少ないときに積極的に排気流量が増量される。これによって、ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比がリッチ側の空燃比とされるときを含めたＳＯｘ被毒回復制御全体での、平均的な排気中の硫黄分濃度を低下させることが可能となり、以て硫黄分による悪臭が顕著となるのが回避され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化システムが適用される内燃機関およびその制御系統の概略構成を表す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて行われる排気流量制御のフローチャートである。
【図３】本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化システムにおいてＳＯｘ被毒回復制御が行われる際の、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ吸蔵量と排気中の硫黄分濃度との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて行われる排気流量制御のフローチャートである。
【図５】図４に示す排気流量制御が行われる際の、排気流量、排気中の硫黄分濃度、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ吸蔵量、排気の空燃比の変動を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・・内燃機関
３・・・・燃料噴射弁
７・・・・吸気枝管
１０・・・・吸気絞り弁
１１・・・・吸気絞り用アクチュエータ
１２・・・・排気枝管
１３・・・・排気管
１４・・・・吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ触媒）
１７・・・・燃料添加弁
２０・・・・ＥＣＵ
２１・・・・ＥＧＲ装置
２４・・・・ＥＧＲ弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化を行う排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に設けられたいわゆる吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」ともいう。）によって、排気中のＮＯｘを還元、浄化する技術が知られている。しかし、このＮＯｘ触媒にはＮＯｘと同様に排気中のＳＯｘも吸蔵される。そして、この吸蔵ＳＯｘ量が増加しＳＯｘ被毒状態となると、ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの還元、浄化能力が低下する。
【０００３】
そこで、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒の回復を、内燃機関の減速運転状態又はアイドル運転状態のときに実行する技術が公開されている（例えば、特許文献１を参照。）。この技術においては、内燃機関の減速運転状態やアイドル運転状態時の排気流量が少ないときに還元剤の燃料をＮＯｘ触媒に供給することで、比較的少量の燃料でＳＯｘ被毒状態からの回復が可能となる。
【特許文献１】特開２００２−１５５７２４号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８１７６号公報
【特許文献３】特開２００４−１９７６９５号公報
【特許文献４】特開２００１−８１２３７号公報
【特許文献５】特開２０００−１６１１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の減速運転状態やアイドル運転状態等の排気流量が少ないときに還元剤の燃料をＮＯｘ触媒に供給することで、内燃機関のＳＯｘ被毒の回復を行う場合、ＮＯｘ触媒における還元剤とＳＯｘとの反応が比較的良好に行われるため、少ない燃料で効率的に、吸蔵されたＳＯｘの放出が可能となる。
【０００５】
しかし、その反面、ＮＯｘ触媒に流入する排気流量が少ない状態で多量の硫黄分が排出されることになるため、排気中の硫黄分の濃度が上昇し、特に硫化水素による悪臭が顕著となる虞がある。
【０００６】
本発明では、上記した問題に鑑み、ＮＯｘ触媒（吸蔵還元型ＮＯｘ触媒）を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、そのＳＯｘ被毒を回復させるときに排気中の硫黄分の濃度が上昇し、悪臭が顕著となるのを回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、上記した問題を解決するために、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復時に発生する硫黄分濃度と排気流量との関係に着目した。それは、硫黄分による悪臭の影響は硫黄分の濃度に大きく依存するからである。
【０００８】
そこで、本発明は、内燃機関の排気浄化システムであって、内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ触媒）と、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を回復させるＳＯｘ被毒回復手段と、前記ＳＯｘ被毒回復手段によって前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復が実行されるときの、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から流出する排気中の硫黄分の濃度を推定し、又は検出する硫黄濃度推定手段と、前記硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従い、前記吸蔵還
元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させる排気流量調整手段と、を備える。
【０００９】
上記の内燃機関の排気浄化システムでは、ＮＯｘ触媒によって排気中のＮＯｘが還元、浄化される。そして、排気中のＮＯｘと同様にＳＯｘもＮＯｘ触媒に吸蔵される。ここで、ＮＯｘ触媒における吸蔵ＳＯｘ量が増加すると、ＮＯｘ触媒に吸蔵し得るＮＯｘ量が低下するため、結果的にＮＯｘ触媒によるＮＯｘの還元、浄化能力が低下することになる。
【００１０】
そこで、そのようなときは、ＳＯｘ被毒回復手段によって、ＮＯｘ触媒に吸蔵されＳＯｘ被毒状態となっているＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化能力の回復が図られる。具体的には、ＮＯｘ触媒の温度をＳＯｘ被毒回復に適した温度まで上昇させるとともに、ＮＯｘ触媒に流入する空燃比をリッチ状態とし、ＮＯｘ触媒の周囲に還元剤が存在する雰囲気を形成する。例えば、内燃機関における燃焼状態を制御してそのような状態を形成してもよく、また排気中に燃料を添加することで該状態を形成してもよい。
【００１１】
このようにＳＯｘ被毒回復手段によってＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復が図られるとき、ＮＯｘ触媒から流出する排気中にはＮＯｘ触媒に吸蔵されていた硫黄分が流れ出すため、排気中の硫黄分の量が増加する。そこで、その排気中の硫黄分の濃度を硫黄濃度推定手段によって推定し、又は検出し、その結果に基づいて排気流量調整手段によってＮＯｘ触媒に流入する排気流量が調整される。
【００１２】
その結果、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復時に、ＮＯｘ触媒から流出し大気中に放出される排気中の硫黄分の濃度は比較的低い値に維持することが可能となり、以て硫黄分による悪臭が顕著となるのを回避することが可能となる。尚、排気流量調整手段では、ＮＯｘ触媒に流入する排気流量が調整されるため、ＮＯｘ触媒に新気が流入されて硫黄分濃度が調整される場合よりも、ＮＯｘ触媒の温度を高温に維持することが可能となる。
【００１３】
ここで、上記の内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記硫黄濃度推定手段は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ吸蔵量が多いほど排気中の硫黄分の濃度は高いと推定するようにしてもよい。即ち、ＳＯｘ吸蔵量が多くなるほど、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復時における硫黄分の放出量が増加することを勘案したものである。
【００１４】
また、上述までの内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記ＳＯｘ被毒回復手段による前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復がアイドル運転時に実行される場合、前記排気流量調整手段は、前記硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従いアイドル回転速度を増加させることで、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させるようにしてもよい。
【００１５】
内燃機関がアイドル運転状態にあるときは、ＮＯｘ触媒に流入する排気流量は比較的少ない。そこで、この場合、ＮＯｘ触媒に流入する排気量の調整を、アイドル回転速度自体を調整することで行うものである。
【００１６】
ここで、上述までの内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記ＳＯｘ被毒回復手段は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を昇温させるとともに該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比をリーン側の空燃比とリッチ側の空燃比に交互に切り替えることで、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を回復させる場合、前記排気流量調整手段は、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比が前記リーン側空燃比とされるときに該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させるようにしてもよい。
【００１７】
ＳＯｘ被毒回復手段によってＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒状態を回復させるにあたって、ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比をリーン側空燃比とリッチ側空燃比とに交互に切り替え
る。このようにすることで、ＮＯｘ触媒の温度が過度に上昇することなく、ＳＯｘ被毒の回復が行われる。ここで、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘの放出が主に行われるのは、ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比がリッチ側空燃比であるときである。排気の空燃比がリーン側空燃比とされているときは、ＮＯｘ触媒の温度上昇を抑制するときでもあるため、ここでＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させることで、ＳＯｘ被毒回復時における過度の昇温防止が可能となるとともに、平均的な排気中の硫黄分濃度を下げて硫黄分による悪臭が顕著となるのを回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
ＮＯｘ触媒（吸蔵還元型ＮＯｘ触媒）を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、そのＳＯｘ被毒を回復させるときに排気中の硫黄分の濃度が上昇し、悪臭が顕著となるのを回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ここで、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの実施例について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明に係る排気浄化システムが適用される内燃機関１およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。内燃機関１は、４つの気筒２を有する圧縮着火式内燃機関である。また、気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。燃料噴射弁３は、所定圧に加圧された燃料を貯留する蓄圧室４と接続されている。内燃機関１には吸気枝管７が接続されており、吸気枝管７の各枝管は、吸気ポートを介して燃焼室に接続される。同様に、内燃機関１には排気枝管１２が接続され、排気枝管１２の各枝管は排気ポートを介して燃焼室に接続される。ここで、吸気ポートおよび排気ポートには、各々吸気弁および排気弁が設けられている。
【００２１】
また、吸気枝管７は吸気管８に接続されている。吸気管８の上流部には吸気管８を流れる吸入空気量を検出するエアフローメータ９が設けられ、更にその下流には、吸気管８内を流れる吸気の流量を調節する吸気絞り弁１０が設けられている。この吸気絞り弁１０には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁１０を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ１１が取り付けられている。
【００２２】
吸気絞り弁１０の上流側の吸気管８には、排気のエネルギーを駆動源として作動する過給機１６のコンプレッサ側が設けられ、排気枝管１２には過給機１６のタービン側が設けられている。過給機１６はいわゆる可変容量型過給機であって、その内部に可動式のノズルベーンを有し、該ノズルベーンの開度を調整することで、過給機１６による過給圧が制御される。過給機１６より下流であって吸気絞り弁１０の上流の吸気管８には、過給機１６によって加圧されて高温となった吸入空気を冷却するためのインタークーラ１５が設けられている。インタークーラ１５は冷却用の冷却水が供給されており、その供給量が調整されることで、インタークーラ１５の冷却能力が制御される熱交換装置である。
【００２３】
また、過給機１６のタービン側は、排気管１３と接続され、この排気管１３は、下流にてマフラーに接続されている。そして、排気管１３の途中には、いわゆる吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ触媒１４が設けられている。また、ＮＯｘ触媒１４の上流の排気管１３には、排気中に燃料を添加する燃料添加弁１７が備えられている。
【００２４】
更に、内燃機関１には、ＥＧＲ装置２１が設けられている。ＥＧＲ装置２１は排気枝管１２を流れる排気の一部を吸気枝管７へ再循環させる。ＥＧＲ装置２１は、排気枝管１２（上流側）から吸気枝管７（下流側）へ延出しているＥＧＲ通路２２と、ＥＧＲ通路２２
上に上流側から順に設けられたＥＧＲガス冷却用のＥＧＲクーラ２３と、ＥＧＲガスの流量調整用のＥＧＲ弁２４と、から構成される。
【００２５】
また、内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、ＣＰＵの他、後述する各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。
【００２６】
ここで、燃料噴射弁３は、ＥＣＵ２０からの制御信号によって開閉動作を行う。即ち、ＥＣＵ２０からの指令によって、燃料噴射弁３からの燃料噴射時期および燃料噴射量が、内燃機関１の機関負荷や機関回転速度等の運転状態に応じて、噴射弁毎に制御される。また、燃料添加弁１７も、ＥＣＵ２０からの指令に従って制御される。
【００２７】
更に、クランクポジションセンサ３０がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０は内燃機関１の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関１の機関回転速度や、各気筒２におけるピストン位置等を検出する。
【００２８】
このように構成される内燃機関１においては、主にＮＯｘ触媒１４によって排気の浄化が行われる。ＮＯｘ触媒１４においては、排気の空燃比がリーン状態であるとき排気中のＮＯｘがその内部に吸蔵され、排気の空燃比がリッチ状態となり且つ還元剤（燃料添加弁１７から添加された燃料）が存在する状態では、吸蔵されたＮＯｘを還元、浄化するべく機能する。ここで、ＮＯｘ触媒１４には排気中のＳＯｘもＮＯｘと同様に吸蔵される。そして、このＳＯｘ吸蔵量が増加しＳＯｘ被毒状態となると、ＮＯｘ触媒１４によるＮＯｘ浄化能力が低下するため、吸蔵されたＳＯｘをＮＯｘ触媒１４から放出させてＮＯｘ触媒１４のＮＯｘ浄化能力を回復させる必要がある。
【００２９】
しかし、このＳＯｘ被毒状態からの回復を行う際、吸蔵されたＳＯｘが還元剤と反応し硫化水素が発生する場合があり、悪臭が顕著となる虞がある。そこで、ＳＯｘ被毒状態からの回復時における悪臭が顕著となるのを抑制するために、図２に示す排気流量制御を行う。尚、本実施例における排気流量制御は、内燃機関１がアイドル運転状態にあるときに、ＥＣＵ２０によって一定のサイクルで繰り返し実行されるルーチンである。
【００３０】
Ｓ１０１では、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒状態を解消すべく、ＳＯｘ被毒回復制御が開始される。具体的には、燃料噴射弁３の燃料噴射量、燃料噴射時期を調整して排気温度を上昇させるとともに、燃料添加弁１７から排気中に燃料を添加する。これにより、ＮＯｘ触媒１４に吸蔵されていたＳＯｘが放出されるとともに、ＳＯｘが還元されて硫化水素が発生し始める。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。
【００３１】
Ｓ１０２では、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒回復制御が行われている際のアイドル回転速度が算出される。ここで、図３に示すように、ＮＯｘ触媒１４に吸蔵されているＳＯｘ量が多くなるに従い、ＳＯｘ被毒回復制御時に放出されるＳＯｘ量が多くなるため、排気中の硫黄分の濃度は高くなる。排気中の硫黄分濃度が高くなると硫化水素の発生量も増加し悪臭がより顕著となる。
【００３２】
そこで、Ｓ１０２では、ＮＯｘ触媒１４に吸蔵されているＳＯｘ量に従って、アイドル回転速度が算出される。アイドル回転速度が高くなるに従い、ＮＯｘ触媒１４に流れ込む排気流量は増加するため、ＮＯｘ触媒１４に吸蔵されているＳＯｘ量が多いほど、ＳＯｘ被毒回復制御が行われている際のアイドル回転速度としてより高い回転速度が算出される。このようにすることで、排気中の硫黄分の濃度が上昇するのを抑制することが可能となる。
【００３３】
尚、ＳＯｘ吸蔵量の算出については、内燃機関１において消費された燃料量を考慮するとともに、Ｓ１０１で開始されたＳＯｘ被毒回復制御によって放出されたＳＯｘ量をも考慮する。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００３４】
Ｓ１０３では、Ｓ１０２で算出されたＳＯｘ被毒回復制御時のアイドル回転数に内燃機関１の機関回転速度がなるべく、燃料噴射弁３からの燃料噴射量が調整され、アイドル回転速度が変更される。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。
【００３５】
Ｓ１０４では、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒回復が終了したか否かが判定される。具体的には、ＮＯｘ触媒１４に吸蔵されているＳＯｘ量が所定量より少なくなった場合にＳＯｘ被毒回復が終了したと判定される。ＳＯｘ被毒回復が終了したと判定されるとＳ１０５へ進み、ＳＯｘ被毒回復が終了していないと判定されるとＳ１０２以降の処理が再び行われる。
【００３６】
Ｓ１０５では、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒回復制御が終了したことで、硫化水素の発生が中断されることをもって、内燃機関１のアイドル回転速度を、ＳＯｘ被毒回復制御が開始される前の回転速度である通常アイドル回転速度に設定し直す。Ｓ１０５の処理後、本制御を終了する。
【００３７】
本制御によると、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒回復制御時に発生する硫黄分量に応じて、アイドル回転速度を介して排気流量が調整される。その結果、ＮＯｘ触媒１４から流れ出す排気中の硫黄分の濃度（硫化水素濃度）は比較的低い値に保たれ、悪臭が顕著となることが回避される。
【実施例２】
【００３８】
ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒回復時に悪臭が顕著となるのを回避するための排気流量制御の第二の実施例について、図４および図５に基づいて説明する。図４には、排気流量制御に関するフローチャートを示す。図５には、図４の排気流量制御が行われるときの、排気流量の推移（図５（ａ）に示す。）、排気中の硫黄分濃度の推移（図５（ｂ）に示す。）、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ吸蔵量の推移（図５（ｃ）に示す。）、排気の空燃比の推移（図５（ｄ）に示す。）をそれぞれ示す。この排気流量制御は、ＥＣＵ２０によって行われる制御である。
【００３９】
Ｓ２０１では、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒状態を解消すべく、ＳＯｘ被毒回復制御が開始される。具体的には、燃料噴射弁３の燃料噴射量、燃料噴射時期を調整して排気温度を上昇させるとともに、燃料添加弁１７から排気中に燃料を添加する。その際、ＮＯｘ触媒１４の過度の昇温を回避するために、燃料添加弁１７からの添加量等を調整し、ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比がリッチ側の空燃比とリーン側の空燃比に交互になる、いわゆるリッチスパイク制御が行われる。リッチスパイク制御による排気の空燃比の推移が図５（ｄ）に示されている。
【００４０】
そして、排気の空燃比がリッチ側の空燃比とされるときに、主にＮＯｘ触媒１４に吸蔵されていたＳＯｘが放出されるとともに、ＳＯｘが還元されて硫化水素が発生し始める。従って、図５（ｂ）に示すように、ＮＯｘ触媒１４から流出する排気中の硫黄分濃度は、排気の空燃比がリッチ側の空燃比とされると徐々に増加していく。それと同時に、図５（ｃ）に示すように、排気の空燃比がリッチ側の空燃比とされるとＮＯｘ触媒１４に吸蔵されているＳＯｘ量が減少することになる。Ｓ２０１の処理が終了すると、Ｓ２０２へ進む。
【００４１】
Ｓ２０２では、ＳＯｘ被毒回復制御のリッチスパイク制御において、ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比をリッチ側空燃比とする期間であるか否かが判定される。該判定においてリッチ側空燃比とする期間であると判定されるとＳ２０３へ進み、リッチ側空燃比とする期間でないと判定されるとＳ２０５へ進む。
【００４２】
Ｓ２０３では、ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比をリッチ側空燃比とすべく、いわゆる低温燃焼が行われるとともに、燃料添加弁１７からの燃料添加が行われる。低温燃焼では、ＥＧＲ装置２１によるＥＧＲガス量を増大させることで燃焼前後の排気中の酸素濃度を低下させる。これとともに燃料添加弁１７からの燃料添加により、排気の空燃比がリッチ側空燃比となる。Ｓ２０３の処理が終了すると、Ｓ２０４へ進む。
【００４３】
Ｓ２０５では、ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比をリーン側空燃比とする高温、高排気流量燃焼が行われる。具体的には、燃料噴射時期を遅角側に移行するとともに、吸気絞り弁１０の開度を閉じ側に変更する。これにより排気温度を上昇させるとともにＥＧＲ弁２４の開度を閉じ側に変更して排気流量を増量する。従って、図５（ａ）に示すように、この高温、高排気流量燃焼が行われる間は、Ｓ２０３での低温燃焼が行われているときと比べて、排気流量が増大する。尚、ＮＯｘ触媒１４からのＳＯｘ放出量は徐々に減少することに併せて、高温、高排気流量燃焼時の排気流量も徐々に減少されていく。Ｓ２０５の処理が終了すると、Ｓ２０４へ進む。
【００４４】
Ｓ２０４では、上述したＳ１０４と同様に、ＮＯｘ触媒１４のＳＯｘ被毒回復が終了したか否かが判定される。ＳＯｘ被毒回復が終了したと判定されると本制御を終了し、ＳＯｘ被毒回復が終了していないと判定されるとＳ２０２以降の処理が再び行われる。
【００４５】
本制御によると、ＳＯｘ被毒回復制御において、ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比がリーン側の空燃比とされるとき、即ち、ＮＯｘ触媒１４から放出される硫黄分量が少ないときに積極的に排気流量が増量される。これによって、ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比がリッチ側の空燃比とされるときを含めたＳＯｘ被毒回復制御全体での、平均的な排気中の硫黄分濃度を低下させることが可能となり、以て硫黄分による悪臭が顕著となるのが回避され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化システムが適用される内燃機関およびその制御系統の概略構成を表す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて行われる排気流量制御のフローチャートである。
【図３】本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化システムにおいてＳＯｘ被毒回復制御が行われる際の、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ吸蔵量と排気中の硫黄分濃度との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて行われる排気流量制御のフローチャートである。
【図５】図４に示す排気流量制御が行われる際の、排気流量、排気中の硫黄分濃度、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ吸蔵量、排気の空燃比の変動を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・・内燃機関
３・・・・燃料噴射弁
７・・・・吸気枝管
１０・・・・吸気絞り弁
１１・・・・吸気絞り用アクチュエータ
１２・・・・排気枝管
１３・・・・排気管
１４・・・・吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ触媒）
１７・・・・燃料添加弁
２０・・・・ＥＣＵ
２１・・・・ＥＧＲ装置
２４・・・・ＥＧＲ弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を回復させるＳＯｘ被毒回復手段と、
前記ＳＯｘ被毒回復手段によって前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復が実行されるときの、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から流出する排気中の硫黄分の濃度を推定し、又は検出する硫黄濃度推定手段と、
前記硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従い、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させる排気流量調整手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記硫黄濃度推定手段は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ吸蔵量が多いほど排気中の硫黄分の濃度は高いと推定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
前記ＳＯｘ被毒回復手段による前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復がアイドル運転時に実行される場合、前記排気流量調整手段は、前記硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従いアイドル回転速度を増加させることで、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
前記ＳＯｘ被毒回復手段は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を昇温させるとともに該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比をリーン側の空燃比とリッチ側の空燃比に交互に切り替えることで、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を回復させる場合、前記排気流量調整手段は、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比が前記リーン側空燃比とされるときに該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を回復させるＳＯｘ被毒回復手段と、
前記ＳＯｘ被毒回復手段によって前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復が実行されるときの、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から流出する排気中の硫黄分の濃度を推定し、又は検出する硫黄濃度推定手段と、
前記硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従い、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させる排気流量調整手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記硫黄濃度推定手段は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ吸蔵量が多いほど排気中の硫黄分の濃度は高いと推定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
前記ＳＯｘ被毒回復手段による前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒回復がアイドル運転時に実行される場合、前記排気流量調整手段は、前記硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従いアイドル回転速度を増加させることで、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
前記ＳＯｘ被毒回復手段は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を昇温させるとともに該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比をリーン側の空燃比とリッチ側の空燃比に交互に切り替えることで、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を回復させる場合、前記排気流量調整手段は、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比が前記リーン側空燃比とされるときに該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を増大させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１６１６４７（Ｐ２００６−１６１６４７Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５３０７９（Ｐ２００４−３５３０７９）
【出願日】平成１６年１２月６日（２００４．１２．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月６日（２００４．１２．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
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