WO2006027903A1

WO2006027903A1 - 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム

Info

Publication number: WO2006027903A1
Application number: PCT/JP2005/013626
Authority: WO
Inventors: Masashi Gabe; Daiji Nagaoka
Original assignee: Isuzu Motors Limited
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2006-03-16
Also published as: EP1793099B1; EP1793099A1; JP3852461B2; EP1793099A4; US7716918B2; US20070256405A1; JP2006070834A

Abstract

　ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置（５０）を備えた排気ガス浄化システム（１０）において、再生制御の初期に放出される酸素量に見合う還元剤の量を加算して、目標空燃比を理論空燃比よりも小さくした前期リッチ制御を行い、該前期リッチ制御において、前記触媒装置（５０）の下流側の酸素濃度により、前記酸素の放出の完了を判定し、酸素放出完了と判定した時に、前記前期リッチ制御よりも目標空燃比を大きくした理論空燃比付近の後期リッチ制御を行って、前記触媒装置（５０）の再生を行う。これにより、触媒装置（５０）の再生制御の際に、再生初期に発生する未浄化ＮＯｘの流出と、再生後期に発生するＨＣ，ＣＯ等の未使用還元剤の流出の両方を防止できる。

Description

明細書

排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム

技術分野

[0001] 本発明は、内燃機関の排気ガス中の NOx (窒素酸ィ匕物）を還元して浄ィ匕する NOx 吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置を備えた排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムに関する。

背景技術

[0002] ディーゼルエンジンや一部のガソリンエンジン等の内燃機関や様々な燃焼装置の排気ガス中力 NOx (窒素酸ィ匕物）を還元除去するための NOx触媒について、種々の研究や提案がなされている。その一つに、ディーゼルエンジン用の NOx低減触媒として NOx吸蔵還元型触媒がある。この NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置の使用により、排気ガス中の NOxを有効に浄ィ匕できる。

[0003] この触媒装置は、図 7に示すような構造のモノリスハ-カム 30M等で形成されており、このモノリスハ-カム 30Mは、図 8に示すように、コージイエライト若しくはステンレスで形成された構造材の担体 31に、多数の多角形のセル 30Sを形成して構成される。このセル 30Sの壁面には、図 8及び図 9に示すように、アルミナ（Al O )ゃゼオラ

2 3 イトで形成された触媒担持層となる多孔質の触媒コート層 34が設けられている。この触媒コート層 34は、排気ガスと接触する表面積を稼いでいる。この触媒コート層 34の表面に担持貴金属 (触媒活性金属） 32と NOx吸蔵材 (NOx吸蔵物質: NOx吸蔵剤： NOx吸収剤） 33を担持する。この構成により触媒機能を発生させている。

[0004] 図 10及び図 11に、触媒装置の担持層表面の触媒物質 32, 33の配置と NOx吸蔵還元メカニズムを示す。この触媒装置は、触媒コート層 34に、酸化機能を持つ貴金属 32と NOx吸蔵機能を持つ NOx吸蔵材 33が担持されている。この貴金属 32は白金（Pt)等である。 NOx吸蔵材 33は、カリウム (K) ,ナトリウム (Na) ,リチウム (Li) ,セシゥム（Cs)等のアルカリ金属、バリウム（Ba) ,カルシウム（Ca)等のアルカリ土類金属、ランタン (La) ,イットリウム (Y)等の希土類等の中から幾つ力から形成される。この構成の触媒装置は、排気ガス中の酸素濃度の違いによって、 NOx吸蔵の機能を果たしたり、 NOx放出とこの放出された NOxを浄ィ匕する機能を果たしたりする。

[0005] そして、図 10に示すように、通常のディーゼルエンジン、希薄燃焼ガソリンエンジン等では、排気ガス中に酸素（O )が含まれる。このように排気ガスの空燃比がリーン空

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燃比状態の場合には、エンジン力も排出される一酸ィ匕窒素 (NO)を、貴金属 32の酸化触媒機能によって、排気ガス中に含まれる酸素で、二酸化窒素 (NO )に酸化する

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。そして、その二酸化窒素を、 NOx吸蔵機能を持つノリウム等の NOx吸蔵材 33に、硝酸塩のかたちで吸蔵し、 NOxを浄ィ匕する。

[0006] しかし、このままの状態を継続すると、 NOx吸蔵機能を持つ NOx吸蔵材 33は、全て硝酸塩に変化し、そのため、 NOx吸蔵機能を失ってしまう。そこで、エンジンの運転条件を変えたり、排気通路中に燃料噴射をしたりして、過濃燃焼排気ガス (リッチスパイクガス)を作り出し触媒に送る。この過濃燃焼排気ガスは、排気ガス中に酸素が存在しないで、一酸ィ匕炭素 (CO)濃度が高ぐ排気温度も高い排気ガスである。

[0007] そして、図 11に示すように、排気ガス中に酸素が無ぐ一酸化炭素濃度が高ぐ排気ガス温度が上昇したリッチ空燃比状態にすると、 NOxを吸蔵した硝酸塩は、二酸化窒素を放出し、元のバリウム等に戻る。この放出された二酸ィ匕窒素を、排気ガス中に酸素が存在しないので、担持貴金属 32の酸化機能により還元し浄化する。つまり、二酸化窒素を、排気ガス中の一酸化炭素，炭化水素 (HC) ,水素 (H )の還元剤を

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使用して、水 (H O) ,二酸化炭素（CO )，窒素 (N )に還元する。

2 2 2

[0008] そのため、例えば、日本の特開平 6— 336916号公報に記載された NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置を備えた排気ガス浄ィ匕システムでは、次のような再生操作を行っている。 NOx吸蔵推定量が NOx吸蔵飽和量になった時に、排気ガスの空燃比をリッチにする。これにより、流入する排気ガスの酸素濃度を低下させる。つまり、 NOx吸蔵能力回復用のリッチ制御を行う。このリッチ制御により、吸収した NOxを放出させて、この放出された NOxを貴金属触媒により還元させる。

[0009] し力しながら、従来の NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置の NOx吸蔵能力の再生のためのリッチ燃焼制御では、図 12に示すようにリッチ燃焼の初期においては、空気過剰率えを 1. 0に、即ち、空燃比を理論空燃比にしてリッチ制御する。最初は、触媒表面に吸着された酸素が放出される。この放出酸素のために、排気ガス中の還元剤が消費されてしまう。そのため、放出された NOxを還元するのに十分な還元剤を得られず、 NOx還元反応が充分に活性化されない。従って、触媒入口 NOx 濃度 Cnoxinに比べて、触媒出口 NOx濃度 Cnoxexが著しく大きくなり、触媒装置の下流側に未浄ィ匕の NOxが多量に放出されてしまう。つまり、触媒表面に吸着した酸素により、触媒表面近傍の空燃比がリッチにならない。そのため、 NOxを還元することができず、 NOxが流出してしまう。その結果、全体としての NOx浄ィ匕性能が低下するという問題がある。

[0010] また、この触媒装置の再生制御においては、硝酸塩が分解されて NOxが放出されることよりも、触媒表面に吸着された酸素が放出されることの方が行われ易い。そのため、再生制御の初期においては、 NOx吸蔵剤に NOxが高い割合で残留してしまう。この点を考慮に入れて、再生制御時間を設定しないと、 NOx吸蔵能力の回復が不十分となるという問題がある。

[0011] そこで、予め試験を行って、触媒装置に吸着される酸素量を計測し、この吸着酸素分の放出量に相等する分だけ還元剤を増力 tlして、燃料リッチが更に深くなるようにすることが考免られる。

[0012] これに近いものとして、例えば、日本の特開 2000— 27677号公報に記載されているような希薄燃焼の内燃機関のための排気浄ィ匕装置が提案されている。この排気浄化装置では、酸素貯蔵 (Oストレージ)機能を有する触媒装置を、 NOx吸蔵還元型

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触媒を担持した触媒装置の上流側に配置している。この上流側の触媒装置は、機関始動時に機関力多量に放出される HC, CO成分を除去することを主な目的とする、スタート時用の触媒装置として機能する。この排気浄ィ匕装置では、 NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置を再生するためのリッチスパイク操作時に、スタート時用の触媒装置力酸素が放出される。この酸素によって、再生初期に NOxが浄化されない状態で触媒装置の下流側へ流出される問題を解決しょうとしている。

[0013] この排気浄化装置では、上流側のスタート時用の触媒装置で放出される酸素全量を消費するための還元剤を加算し、 NOx吸蔵還元型触媒を再生するためのリッチスノイク操作中の空燃比より更にリッチにするストレージ低減手段を備えている。このストレージ低減手段により、リッチスパイク操作の初期に NOx吸蔵還元型触媒の近傍の空燃比が理論空燃比以下のリッチにならな、ために、 NOxを浄ィ匕しきれな、状態になってしまうことを防止して、る。

[0014] し力しながら、この放出酸素分だけ還元剤を増加した再生制御を行う場合には、酸素放出後も NOxの放出が継続する。そのため、酸素ストレージ機能によって吸収した酸素が触媒表面力も放出された後には、排気ガス中の還元剤である HCや COが過剰〖こなる。その結果、 NOxの還元に使用されない HC、 COが、浄化されない状態で NOx吸蔵還元触媒を担持した触媒装置の下流側に放出され、排気ガスを極端に悪ィ匕させてしまうと、う問題が生じる。

[0015] つまり、図 13に示すように、空気過剰率えを 1. 0よりも小さぐ即ち、空燃比を理論空燃比よりも小さくして深いリッチ制御すると、初期の触媒出口 NOx濃度 Cnoxexの大きさは小さくなる。しかし、酸素の放出がなくなると還元剤の消費量が減少するので、触媒出口 HC濃度 Chcexは、著しく大きくなる。その結果、触媒表面に吸着した酸素を消費した後は、 HCが多量に触媒装置の下流側に未使用のまま流出 (スリップ）してしまう。

[0016] また、一方で、例えば、日本の特開 2002— 188430号公報に記載されているような内燃機関の排気浄ィ匕装置が提案されている。この排気浄ィ匕装置では、 NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置の下流側に設けた空燃比センサによって、還元剤の供給量をフィードバック制御する。そして、再生制御の初期に、空燃比センサの出力値が所定値に達するまでの所定期間、即ち、酸素 (O )ストレー

2 ジ効果の収束までの期間の間、フィードバック制御を禁止する。これにより、 NOx吸蔵材（吸収材)の酸素吸蔵機能によって生じる不必要な還元剤の供給を防止する。それと共に、還元剤の過剰供給に起因した排気ェミッションの悪ィ匕ゃ還元剤の無駄な消費を防止する。

[0017] し力しながら、この内燃機関の排気浄ィ匕装置では、触媒装置の下流側では、酸素ストレージ効果によって酸素が放出される結果、空燃比は見かけ上一時的に高い空燃比となると考えている。この考えに基づいて、還元剤の供給量が、触媒装置に本来供給すべき還元剤の供給量よりも多くなることを防止している。

[0018] 従って、放出された酸素により還元剤が消費されることは考慮されていない。そのため、リッチスパイク操作の初期に、触媒装置の下流側に未浄ィ匕の NOxが流出するのを防止できな、と、う問題がある。

発明の開示

[0019] 本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、排気ガス中の NOxの浄化のために NOx吸蔵還元型触媒を用いる排気ガス浄化方法及び排気ガス浄ィ匕システムにおいて、 NOx吸蔵還元型触媒の再生制御の際に、酸素ストレージ機能を考慮に入れて、適正な量の還元剤を排気ガス中に供給する生成制御を行うことにより、再生初期に発生する未浄化 NOxの流出と、再生後期に発生する H C , CO等の未使用還元剤の流出の両方を防止できる排気ガス浄ィ匕方法及び排気ガス浄ィ匕システムを提供することにある。

[0020] 上記のような目的を達成するための排気ガス浄ィ匕方法は、排気ガスの空燃比力リーン状態の場合に NOxを吸蔵し、かつ、リッチ状態の場合に吸蔵していた NOxを放出すると共に還元する NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置を備え、該触媒装置に吸蔵されたと推定される NOx吸蔵推定量が所定の判定値に達したと判定した時に、該触媒装置の NOx吸蔵能力を回復するための再生制御を行う排気ガス NOx 浄ィ匕システムの再生制御において、再生制御の初期に前記触媒装置力放出される酸素量に見合う還元剤の量を、前記触媒装置力放出される NOxを還元するために供給する還元剤の量に加算して、目標空燃比を理論空燃比よりも小さくした前期リツチ制御を行い、該前期リッチ制御において、前記触媒装置の下流側の酸素濃度により、前記酸素の放出の完了を判定し、前記酸素の放出が完了したと判定した時に、前記前期リッチ制御よりも目標空燃比を大きくした理論空燃比付近の後期リッチ制御を行って、前記触媒装置の再生を行うことを特徴とする方法である。

[0021] なお、ここでいう排気ガスの空燃比とは、必ずしもシリンダ内における空燃比を意味するものではなぐ NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置に流入する排気ガス中に供給した空気量と燃料量 (シリンダ内で燃焼した分も含めて）との比のことをいう。

[0022] また、前期リッチ制御の目標空燃比は、空気過剰率 λ換算で 0. 70〜0. 98にし、後期リッチ制御の目標空燃比は、空気過剰率え換算で 0. 98〜： L 02とすることが好ましい。なお、空燃比（=空気量 Ζ燃料量)と空気過剰率との関係は、空気過剰率 = (空燃比/理論空燃比）となってヽる。 [0023] 上記の排気ガス浄化方法によれば、前期リッチ制御においては、触媒装置の酸素ストレージ機能を考慮に入れて、再生の初期に放出される酸素を消費するのに必要な量の還元剤を増量して前期リッチ制御を行う。そのため、酸素放出にもかかわらず、 NOx吸蔵還元型触媒の近傍における空燃比を理論空燃比近傍のリッチ状態に維持できる。また、放出される NOxを還元するのに十分な還元剤を供給するので、未浄ィ匕の NOxが触媒装置の下流側に流出するのを防止できる。

[0024] 更に、酸素の放出を完了した後においても、適切な還元剤量に変更した後期リッチ制御により、 NOx吸蔵還元型触媒の近傍における空燃比を理論空燃比近くのリッチ状態に維持できる。また、放出される NOxの還元に際して、未反応の還元剤が余るのを回避しているので、未使用の HC, COが NOx吸蔵還元型触媒の下流側に流出するのを防止できる。

[0025] また、上記の排気ガス浄ィ匕方法において、前記触媒装置から放出される酸素量に見合う還元剤の量を、触媒装置温度と酸素吸蔵量の関係を示すマップデータから決定すると共に、前記前期リッチ制御及び前記後期リッチ制御において、前記触媒装置の入口側酸素濃度が目標空燃比の酸素濃度になるようにフィードバック制御すると比較的簡単なアルゴリズムで再生制御を行うことができる。

[0026] この触媒装置温度と酸素吸蔵量の関係を示すマップデータは、事前実験等により予め求めて、制御装置に入力しておき、再生制御の途中で参照される。

[0027] また、上記の排気ガス浄ィ匕方法において、前記酸素の放出の完了の判定において、前記触媒装置の下流側の酸素濃度を検出する空気過剰率センサの出力値が反転した時に酸素の放出が完了したと判定する。この空気過剰率センサはストィキ空燃比 (理論空燃比)付近で出力変化が著しく大きいので、容易かつ正確に酸素放出の終了を判定できる。

[0028] この空気過剰率センサには、 1 = 1. 0を境としてリッチ側とリーン側とで急激に出力が変化する特性を持つ Oセンサを用いる。この Oセンサで、 λ = 1. 0がゼロ点にな

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るように出力の変換を設定して、 1 = 1. 0を境としてプラスとマイナスに反転するような特性を持たせる。これにより、 ONZOFF出力を行う。

[0029] また、上記の排気ガス浄化方法にお!、て、前記後期リッチ制御の制御時間を、ェンジンの負荷とエンジン回転数とをベースとするマップデータ、又は、エンジンの負荷と触媒装置温度とをベースとするマップデータ力算出すると比較的簡単なァルゴリズムで後期リッチ制御の制御時間を決定することができる。

[0030] これらのマップデータは、事前実験等により予め求めて、制御装置に入力しておき

、再生制御の途中で参照される。

[0031] あるいは、上記の排気ガス浄ィ匕方法において、前記後期リッチ制御の制御時間を、前記触媒装置の NOx残量と、前記触媒装置の下流側で検出される HC量とから決定すると比較的簡単なアルゴリズムで後期リッチ制御の制御時間を決定することができる。

[0032] この NOx残量は、事前に試験等により測定したマップと、前回の再生時の排気ガス温度と再生時間から判定し、また、 HC量については、事前の試験結果から O濃度

2 と HC量の関係をマップィ匕しておき、触媒出口の空気過剰率センサの値から HC量を算出し、これらのマップから、後期リッチ制御の制御時間を決定する。

[0033] また、上記のような目的を達成するための排気ガス浄ィ匕システムは、排気ガスの空燃比が、リーン状態の場合に NOxを吸蔵し、かつ、リッチ状態の場合に吸蔵していた NOxを放出すると共に還元する NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置を備え、該触媒装置に吸蔵されたと推定される NOx吸蔵推定量が所定の判定値に達した時に、該触媒装置の NOx吸蔵能力を回復するための再生制御を行う再生制御手段を備えた排気ガス浄ィ匕システムにおいて、前記再生制御手段が、再生制御の初期に前記触媒装置から放出される酸素量に見合う還元剤の量を、前記触媒装置から放出される NOxを還元するために供給する還元剤の量に加算して、目標空燃比を理論空燃比よりも小さくした前期リッチ制御を行う前期リッチ制御手段と、前記前期リツチ制御において、前記触媒装置の下流側の酸素濃度から、前記酸素の放出の完了を判定する酸素放出完了判定手段と、前記酸素の放出が完了したと判定した時に、前記前期リッチ制御よりも目標空燃比を大きくした理論空燃比付近の後期リッチ制御を行う後期リッチ制御手段とを備えて構成される。

[0034] また、上記の排気ガス浄ィ匕システムにお、て、前記前期リッチ制御手段が、前記触媒装置から放出される酸素量に見合う還元剤の量を、触媒装置温度と酸素吸蔵量の関係を示すマップデータから決定する追加還元剤量算出手段を有すると共に、前記前期リッチ制御及び前記後期リッチ制御が、それぞれ、前記触媒装置の入口側酸素濃度がそれぞれの目標空燃比の酸素濃度になるようにフィードバック制御するように構成される。

[0035] また、上記の排気ガス浄ィ匕システムにお、て、前記酸素放出完了判定手段が、酸素の放出の完了の判定において、前記触媒装置の下流側の酸素濃度を検出する空気過剰率センサの出力値が大きく変化し、空気過剰率 = 1の値を境に反転した時に酸素の放出が完了したと判定するように構成される。

[0036] また、上記の排気ガス浄ィ匕システムにお、て、前記後期リッチ制御手段が、前記後期リッチ制御の制御時間を、エンジンの負荷とエンジン回転数とをベースとするマツプデータ、又は、エンジンの負荷と触媒装置温度とをベースとするマップデータから算出するように構成される。

[0037] あるいは、上記の排気ガス浄ィ匕システムにおいて、前記後期リッチ制御手段が、前記後期リッチ制御の制御時間を、前記触媒装置の NOx残量と、前記触媒装置の下流側で検出される HC量とから決定するように構成される。

[0038] 以上説明したように、本発明に係る排気ガス浄ィ匕方法及び排気ガス浄ィ匕システムによれば、以下のような効果を奏することができる。

[0039] NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置の再生制御に際して、触媒装置の酸素ストレージ機能を考慮に入れて、再生初期に放出される酸素を消費するのに必要な量の還元剤を増量して前期リッチ制御を行うので、触媒装置からの酸素放出にもかかわらず、 NOx吸蔵還元型触媒の近傍における空燃比を理論空燃比近くのリッチ状態に維持でき、また、放出された酸素による還元剤消費量を見込んでいるので、触媒装置力放出される NOxを十分な量の還元剤で還元できる。

[0040] 更に、酸素放出完了後においては、適切な還元剤量に変更した後期リッチ制御を行うので、酸素放出が終了した後でも、 NOx吸蔵還元型触媒の近傍における空燃比を理論空燃比近くのリッチ状態に維持でき、触媒装置力も放出される NOxを適正な量の還元剤で還元できる。

[0041] 従って、再生制御の初期における未浄ィ匕の NOxの流出を減少でき、 NOx浄化性能を向上することができる。それと共に、酸素の放出を完了した後に、即ち、再生制御後半における未使用の HC, CO等の還元剤の流出 (スリップ)を減少できる。また、 NOx吸蔵能力の低下に対し適切に再生制御でき、更に、未使用の HC, COが NOx 吸蔵還元型触媒の酸化触媒の作用で燃焼し、その反応熱で居所的に高温になるのを防止でき、触媒の熱劣化を低減できる。そのため、この排気ガス浄ィ匕システムは、触媒劣化による活性低下に対しても対応でき、高性能かつ高寿命のシステムとなる。図面の簡単な説明

[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]本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの制御手段の構成を示す図である。

[図 3]NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置の再生のための制御フローの一例を示す図である。

[図 4]エンジン負荷とエンジン回転数をベースにした後期リッチ制御の制御時間のマップデータの構成を模式的に示す図である。

[図 5]NOx残量と流出 HCの関係を示す図である。

[図 6]図 3の制御フローによる制御における、燃料噴射制御，排気管内噴射制御， N

Ox吸蔵推定量、 EGR弁の弁開度，吸気弁のスロットル開度，吸気量，触媒入口空気過剰率，触媒出口空気過剰率の時間的な変化を模式的に示す図である。

[図 7]モノリスハニカムを示す図である。

[図 8]モノリスハニカムの部分拡大図である。

[図 9]モノリスハ-カムのセルの壁の部分の拡大図である。

[図 10]触媒装置の構成とリーン制御時の状態の浄ィ匕のメカニズムを模式的に示す図である。

[図 11]触媒装置の構成とリッチ制御時の状態の浄ィ匕のメカニズムを模式的に示す図である。

[図 12]極低温域を模式的に示す図である。

[図 13]触媒装置温度と浄ィ匕率の関係を示す図である。

発明を実施するための最良の形態 [0043] 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。なお、ここでいう排気ガスのリッチ状態とは、必ずしもシリンダ内でリッチ燃焼する必要はなぐ NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置に流入する排気ガス中に供給した空気量と燃料量 (シリンダ内で燃焼した分も含めて）との比が理論空燃比に近い状態か又は理論空燃比より燃料量が多いリツチの状態であることをいう。

[0044] 図 1に示す排気ガス浄ィ匕システム 10は、エンジン（内燃機関） 1の排気通路 20に、 NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置 50が配置されて構成される。この触媒装置 50は、モノリス触媒で形成される。この触媒装置 50では、酸ィ匕アルミニウム、酸ィ匕チタン等の担持体に、触媒コート層を設ける。この触媒コート層に、白金 (Pt)、パラジゥム (Pd)等の貴金属触媒 (触媒金属）と、バリウム (Ba)等の NOx吸蔵材 (NOx吸蔵物質)を担持させる。

[0045] この触媒装置 50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 NOx吸蔵材が吸蔵する。これにより、排気ガス中の NOxを浄化する。また、酸素濃度が低いかゼロの排気ガス状態の時に、吸蔵した NOxを放出すると共に放出された NOxを貴金属触媒の触媒作用により還元する。これにより、大気中への NOxの流出を防止する。

[0046] この触媒装置 50の上流側に、排気管燃料添加弁 22が設けられる。この排気管燃料添加弁 22は、再生制御の時に、図示しないラインから燃料を受けて、この燃料を N Oxの還元剤として排気ガス中に供給する。これにより、排気ガスの空燃比を、理論空燃比より小さくし、排気ガスを深いリッチ状態とする。

[0047] そして、触媒装置 50の再生制御において、触媒装置 50へ流入する排気ガス中の酸素濃度が目標空燃比（又は空気過剰率 λ )の酸素濃度になるように、フィードバック制御する。このフィードバック制御では還元剤の供給量を調整する。このフィードバック制御のために、触媒装置 50の入口側に、触媒入口 λ (空気過剰率)センサ 51を設ける。更に、触媒装置 50の NOx吸蔵還元型触媒の酸素ストレージ機能に基づいて、再生の初期の酸素の放出の完了を判定するために、触媒装置 50の下流側の酸素濃度を検出する触媒出口 λセンサ 52を設ける。この触媒出口 λセンサ 52には、ストイキ (理論空燃比)付近で出力変化が著しく大きぐ容易かつ正確に酸素放出の終了を判定できる空気過剰率センサを用いる。

[0048] この空気過剰率センサ 52としては、 λ = 1. 0がゼロ点になるように出力の変換を設定した場合に、 λ = 1. 0を境としてプラスとマイナスに反転するような特性を持つセンサを採用する。この空気過剰率センサは、 λ = 1. 0を境としてリッチ側とリーン側とで急激に変化する特性を持つ。この空気過剰率センサは、 ONZOFF出力を行う。

[0049] 更に、この触媒装置 50の入口側に、触媒入口 ΝΟχセンサ 53と触媒装置 50の触媒装置温度を検出するための触媒入口排気ガス温度センサ 54が配設される。また、触媒装置 50の出口側に、触媒出口 ΝΟχセンサ 55が配設される。また、排気通路 20の触媒装置 50の上流側に、ターボチャージャ 21のタービン 21aが配置される。

[0050] 一方、吸気通路 30には、マスエアフローセンサ（MAFセンサ） 31、ターボチヤジャ一 21のコンプレッサー（図示しな、；)、インタークーラ（図示しな、）、吸気絞り弁（吸気スロットル弁） 32とが設けられる。また、タービン 21aの上流側の排気通路 20と吸気通路 30とを接続する EGR通路 40が設けられる。この EGR通路 40には、 EGRクーラ一 41と EGR弁 42が設けられている。

[0051] そして、エンジン 1の運転の全般的な制御を行うと共に、触媒装置 50の NOx浄ィ匕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） 60が設けられる。この制御装置 60に、触媒入口えセンサ 51、触媒出口えセンサ 52、触媒入口 N Oxセンサ 53、触媒入口排気ガス温度センサ 54、触媒出口 NOxセンサ 55等からの検出値が入力される。また、この制御装置 60からエンジン 1の EGR弁 42や燃料噴射用のコモンレール電子制御燃料噴射装置の燃料噴射弁 61や吸気絞り弁 32等を制御する信号が出力される。

[0052] この排気ガス浄化システム 10においては、空気 Aは、吸気通路 30のマスェアフロ一センサ（MAFセンサ） 31とターボチヤジャー 21のコンプレッサー（図示しない）を通過して、吸気絞り弁 32によりその量を調整されてシリンダ内に入る。そして、シリンダ内で発生した排気ガス Gは、排気通路 20のターボチヤジャー 21のタービン 21aを駆動する。その後、排気ガス Gは、触媒装置 50を通過して、浄化された排気ガス Gcとなつて、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 Geとして、 EGR通路 40の EGRクーラー 41を通過し、 EGR弁 42でその量を調整されて吸気通路 30側に再循環される。

[0053] そして、この排気ガス浄化システム 10の制御装置力エンジン 1の制御装置 60に組み込まれ、エンジン 1の運転制御と並行して、排気ガス浄ィ匕システム 10の制御が行われる。この排気ガス浄ィ匕システム 10の制御装置は、図 2に示すような NOx吸蔵還元型触媒の制御手段 C1を備えて構成される。

[0054] この NOx吸蔵還元型触媒の制御手段 C1は、 NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置 50の再生や脱硫 (サルファパージ)等の制御を行う手段であり、再生制御手段 C 10と脱硫再生制御手段 C20を有して構成される。

[0055] そして、この再生制御手段 C10は、触媒装置 50に吸蔵されたと推定される NOx吸蔵推定量が所定の判定値に達した時に、触媒装置 50の NOx吸蔵能力を回復するための再生制御を行う手段であり、 NOx濃度検出手段 Cl l、触媒温度検出手段 C1 2、再生開始判定手段 C13、前期リッチ制御手段 C14と、酸素放出完了判定手段 C 15と、後期リッチ制御手段 C16とを備えて構成される。

[0056] NOx濃度検出手段 C11は、排気ガス中の NOx濃度を検出する手段であり、触媒入口 NOxセンサ 53と触媒出口 NOxセンサ 55を有している。なお、この NOxセンサに NOx濃度センサと酸素濃度 (又は空気過剰率)センサとがー体ィヒした排気成分濃度センサを用いる場合には、 NOx濃度と共に酸素濃度 (又は空気過剰率)も検出でさることになる。

[0057] 触媒温度検出手段 C12は、触媒入口排気ガス温度センサ 54によって検出された排気ガス温度 Tgを基に、触媒装置温度を検出する手段である。厳密には、触媒装置温度は、触媒入口の排気ガス温度 Tgとは異なり、補正する必要がある力制御の簡便さを考えて、排気ガス温度 Tgを触媒装置温度として使用する場合が多ぐここでも触媒装置温度として排気ガス温度 (触媒入口ガス温度) Tgを用いる。なお、触媒装置温度センサを設けて触媒装置温度を直接計測する場合には、計測された温度がそのまま検出された触媒装置温度となる。

[0058] 再生開始判定手段 C13は、 NOx濃度検出手段 C11から触媒入口 NOx濃度 Cnox inと触媒出口 NOx濃度 Cnoxexを入力し、エンジンの制御量から燃料噴射量 (燃料重量) Qg、吸入空気量（吸入空気重量) Agを入力する。そして、これらの排気ガスの状態を示す値から、 Rnoxl = (Qg +Ag ) X (Cnoxin— Cnoxex )の計算で、単位時間当たりの NOx吸蔵量 Rnoxlを算出する。この場合に、 NOx吸蔵量が温度に多少影響するため、関数として多少、この NOx吸蔵量 Rnoxlを補正し、この補正した値を累積計算して、 NOx吸蔵推定量 Rnoxを求める。この NOx吸蔵推定量 Rnoxと再生制御開始用の判定値 R0を比較して、 NOx吸蔵推定量 Rnoxがこの所定の判定値 R0以上になった時に、再生制御の開始の時期であると判断する。

[0059] なお、この再生制御開始用の判定値 R0は、エンジンの運転状態を示すエンジン回転速度 Neと負荷 Qとから、予め設定された開始判定値用マップデータ力算出する。このマップデータは、事前実験などによって得られたデータに基づいて、エンジン回転速度 Neと負荷 Qをベースとして再生制御開始用の判定値 R0の値をマップ状に設定したものである。

[0060] 前期リッチ制御手段 C14は、触媒装置 50から放出される酸素量に見合う還元剤の量 (追加還元剤量)を、触媒装置温度と酸素吸蔵量の関係を示すマップデータから決定する追加還元剤量算出手段 C141を有して構成される。この前期リッチ制御手段 C14は、再生制御の初期に触媒装置 50から放出される NOxを還元するために供給する還元剤の量 (標準還元剤量）に、追加還元剤量を加算して、目標空燃比を理論空燃比よりも小さくした深いリッチ状態の前期リッチ制御を行う手段である。この前期リッチ制御手段 C14は、吸気絞りによる大量 EGR、排気管内噴射、及び、燃料噴射制御等により、触媒装置 50の入口側酸素濃度が目標空燃比の酸素濃度になるようにフィードバック制御する。この吸気絞りでは、吸気絞り弁 22や EGR弁 42を制御する。また、燃料噴射制御では、排気管燃料添加弁 22による排気管内噴射、及び、ポスト噴射又は主噴射増量等が行われる。

[0061] 追加還元剤量に関しては、触媒装置 50から放出される酸素量に見合う還元剤の量を、検出された触媒装置温度から、触媒装置温度と酸素吸蔵量の関係を示すマップデータを参照して酸素吸蔵量を算出し、この酸素吸蔵量から放出酸素量を算出し、この放出酸素量に見合った追加還元量を算出する。

[0062] また、放出酸素を考慮しな、標準還元剤量は、エンジンの運転状態を示すェンジン回転速度 Neと負荷 Qとから、予め実験などによって設定された標準還元剤量算出用マップデータから算出する。このマップデータは、エンジン回転速度 Neと負荷 Qをベースとして、放出酸素が無い場合に触媒装置 50の下流側への NOx流出量が最低となる還元剤量を標準還元剤量の値として設定したものである。このマップデータは、事前実験などによって得られたデータに基づいて設定される。

[0063] 酸素放出完了判定手段 C15は、前期リッチ制御において、触媒装置 50の下流側の酸素濃度から、酸素の放出の完了を判定する手段である。この酸素放出完了判定手段 C15は、触媒装置 50の下流側の酸素濃度を検出する空気過剰率センサ 52の出力値が反転した時に酸素の放出が完了したと判定する。

[0064] 後期リッチ制御手段 C16は、酸素の放出が完了したと判定した時に、前期リッチ制御よりも目標空燃比を大きくし、前期リッチ制御よりも浅いリッチ状態の理論空燃比付近の後期リッチ制御を行う手段である。また、この後期リッチ制御においては、 NOx 吸蔵還元型触媒 50の入口側酸素濃度がそれぞれの目標空燃比の酸素濃度になるようにフィードバック制御する。このフィードバック制御では、排気管燃料添加弁 22による排気管内噴射を行わずに、吸気絞りによる大量 EGR、及び、ポスト噴射又は主噴射増量等の燃料噴射制御等を行う。この後期リッチ制御においては、目標空燃比を、放出される酸素を考慮しない標準還元剤量を基に算出する。

[0065] また、この後期リッチ制御手段 C16においては、後期リッチ制御の制御時間 Trを、エンジンの負荷とエンジン回転数とをベースとする第 1制御時間用マップデータ、又は、エンジンの負荷と触媒装置温度とをベースとする第 2制御時間用マップデータから算出する。

[0066] 図 4に示すように、この第 1制御時間用マップデータは、エンジンの負荷とエンジン回転数とをベースとして、後期リッチ制御の制御時間 Trを、マトリックス状に並べてマップ状にしたものである。この第 1制御時間用マップデータは、検出されたエンジンの負荷とエンジン回転数に該当する制御時間を選択できるように構成される。第 2制御時間用マップデータもこの第 1制御時間用マップデータと同様に構成される。

[0067] また、図 5に示すように、後期リッチ制御の経過時間に対して、触媒装置 50の NOx 残量と、触媒装置 50の下流側で検出される流出 HC量は減少傾向と増加傾向にあるので、最適な時点（図 5では交差する時点）を後期リッチ制御の終了時点 Reとすることもできる。つまり、後期リッチ制御の制御時間 Trを、触媒装置 50の NOx残量と、触媒装置 50の下流側で検出される流出 HC量とから決定することもできる。

[0068] そして、脱硫再生制御手段 C20は、脱硫制御開始判定手段 C21、脱硫制御手段 C22を有して構成される。この脱硫制御開始判定手段 C21は、硫黄 (サルファ）蓄積量を積算する等の方法で、 NOx吸蔵能力が低下するまで硫黄が蓄積した力否かでサルファパージ制御を開始する力否かを判定する手段である。この手段 C20は、硫黄蓄積量が所定の判定値以上になると脱硫の開始とする。また、脱硫制御手段 C22 は、一酸ィ匕炭素 (CO)の大気中への排出を抑制しながら、効率よく脱硫を行う手段である。この手段 C22は、排気管内噴射又はポスト噴射により排気ガスの空燃比を制御すると共に、 EGR制御や吸気絞り制御を行って、触媒装置 50の温度を脱硫可能な温度まで昇温する。

[0069] そして、この排気ガス浄化システム 10では、エンジン 1の制御装置 60に組み込まれた排気ガス浄ィ匕システム 10の制御装置の排気ガス浄ィ匕システムの制御手段 C 1により、図 3に例示するような制御フローに従って、触媒装置 50の再生制御が行われる。なお、この図 3の制御フローは、エンジン 1の運転に際して、エンジンの他の制御フロ一と並行して、実行されるものとして示してある。

[0070] この図 3の制御フローがスタートすると、再生開始判定手段 C13により、ステップ S1 1で、触媒入口 NOx濃度 Cnoxin、触媒出口 NOx濃度 Cnoxex、燃料噴射量 (燃料重量) Qg、吸入空気量（吸入空気重量) Agとから NOx吸蔵推定量 Rnoxを算出する。また、次のステップ S 12で、この NOx吸蔵推定量 Rnoxと再生制御開始用の判定値 R0を比較して、 NOx吸蔵推定量 Rnoxがこの所定の判定値 R0以上になった時に、再生制御開始の時期であると判定する。なお、この再生制御開始用の判定値 R0 は、エンジンの運転状態を示すエンジン回転速度 Neと負荷 Qとから、予め設定された開始判定値用マップデータ力も算出する。

[0071] このステップ S 12の判定で、再生制御開始ではな!/、と判定された場合には、ステツプ S40で、再生制御以外の制御を行う。そして、この再生制御以外の制御のルーチンを通った後は、ステップ S 11に戻る。なお、この再生制御以外の制御では、諸条件が整えば、脱硫制御等の再生制御以外の制御を行うが、それぞれの条件が整わない場合にはこれらの制御を行うことなぐ戻ってくる。

[0072] また、ステップ S12の判定で、再生制御開始であると判定された場合には、ステップ S20に行き、再生制御手段 C10の前期リッチ手段 C14により、前期リッチ制御を行う

[0073] この前期リッチ制御では、先ず、ステップ S21で、前期リッチ制御の目標空燃比 (又は目標空気過剰率 λ 1)を、再生制御の初期に触媒装置 50から放出される酸素を考慮しなヽ標準還元剤量に、触媒装置 50から放出される酸素量に見合う還元剤の量である追加還元剤量とを加えた値を基にして算出する。この目標空燃比は理論空燃比よりち/ J、さくなる。

[0074] また、予め追加還元剤量を考慮した前期リッチ制御の目標空燃比 (又は目標空気過剰率 λ 1)のマップデータをエンジン負荷とエンジン回転数をベースに用意しておいてもよい。この場合は、このマップデータを参照して、検出したエンジン負荷とェンジン回転数とから、前期リッチ制御の目標空燃比 (又は目標空気過剰率 λ 1)を求める。このマップデータ作成の場合には、実質的には触媒装置温度で酸素の吸着量が決まり、触媒装置温度と密接な関係を持つ排気ガス温度がエンジン負荷とエンジン回転数とから決まるため、排気温度を介して、触媒装置温度をベースにする代わりに、エンジン負荷とエンジン回転数をベースにすることができる。

[0075] 次にステップ S22で、吸気絞りによる大量 EGRと排気管内噴射、及び、ポスト噴射又は主噴射増量などの制御により、触媒装置 50の入口側酸素濃度が目標空燃比の酸素濃度になるようにフィードバック制御する。この制御により、排気ガスの空燃比を触媒前で空気過剰率（λ )換算値で 0. 70〜0. 98 (例えば、 0. 90)にする。それと共に、所定の温度範囲 (触媒にもよる力概ね 200°C〜600°C)にして、 NOx吸蔵能力、即ち NOx浄ィ匕能力を回復し、 NOx触媒の再生を行う。このステップ S 22の前期リッチ制御は、酸素放出完了の判定を行うインターバルに関係する所定の時間 A tの間行い、ステップ S23に行く。

[0076] このステップ S23では、酸素放出完了判定手段 C15により、前期リッチ制御中において、触媒装置 50の酸素ストレージ機能により吸着'貯蔵されていた酸素の放出の完了を判定する。この酸素の放出の完了の判定は、触媒装置 50の下流側に設けた空気過剰率センサ 52の出力値 (電圧) V 2が、大きく変化し、 λ = 1の値を境に反転した時に、酸素の放出が完了したと判定する。

[0077] このステップ S23で、酸素放出が完了していないと判定された時は、ステップ S22 に戻り、ステップ S23で、酸素放出が完了したと判定されるまで、ステップ S22とステップ S23を繰り返す。

[0078] ステップ S23で、酸素放出が完了したと判定されたときは、ステップ S30の後期リツチ制御に行く。このステップ S30の後期リッチ制御では、後期リッチ制御手段 C16により、前期リッチ制御よりも目標空燃比を大きくした理論空燃比付近の後期リッチ制御を行うが、先ず、ステップ S31で、後期リッチ制御の目標空燃比（目標空気過剰率 λ 2 )を、放出される酸素を考慮しない標準還元剤量の値を基にして算出する。

[0079] また、ステップ S32で、後期リッチ制御の制御時間 Trを算出する。この制御時間 Tr の算出は、エンジンの負荷とエンジン回転数とをベースとする第 1制御時間用マップデータ、又は、エンジンの負荷と触媒装置温度とをベースとする第 2制御時間用マツプデータ力も算出する。あるいは、後期リッチ制御の制御時間 Trを、触媒装置 50の NOx残量と、触媒装置 50の下流側で検出される HC量とから決定する。この NOx残量は、事前に試験等により測定したマップと、前回の再生時の排気ガス温度と再生時間から判定する。また、 HC量については、事前の試験結果から O濃度と HC量の関

2

係をマップ化しておく。そして、触媒出口の空気過剰率センサ 52の値力も HC量を算出し、これらのマップから、後期リッチ制御の制御時間 Trを決定する。

[0080] 次にステップ S33で、吸気絞りによる大量 EGRと排気管内噴射、及び、ポスト噴射又は主噴射増量などの制御により、触媒装置 50の入口側酸素濃度が目標空燃比（目標空気過剰率え 2 )の酸素濃度になるようにフィードバック制御する。この制御により、排気ガスの空燃比を触媒前で空気過剰率（λ )換算値で 0. 98〜： L 02 (例えば、 1. 0)にする。それと共に、所定の温度範囲 (触媒にもよる力概ね 200°C〜600°C) にして、 NOx吸蔵能力、即ち NOx浄ィ匕能力を回復し、 NOx触媒の再生を行う。このステップ S33の後期リッチ制御は、ステップ S32で算出された後期リッチ制御の制御時間 Trの間行い終了する。 [0081] このステップ S20の前記リッチ制御とステップ S30の後期リッチ制御とで、再生制御が行われ、この後期リッチ制御が終了すると、ステップ S 11に戻る。

[0082] この図 3の制御フローは繰り返し実行され、エンジンの停止まで繰り返される。なお、制御の途中でエンジンキーがオフされた場合には、ステップ S13の割り込みが発生する。この割り込みが生じたステップで必要な終了処理（図示してヽな、）を行った後、リターンする。そして、メインの制御の終了と共に、この制御フローも終了する。

[0083] この制御フローによれば、排気ガス NOx浄化システムの再生制御にお!/、て、再生制御の初期に触媒装置 50から放出される酸素量に見合う還元剤の量を、触媒装置 50から放出される NOxを還元するために供給する還元剤の量に加算して、目標空燃比 (空気過剰率 λ 1)を理論空燃比よりも小さく（深く）した前期リッチ制御を行う。この前期リッチ制御において、触媒装置 50の下流側の酸素濃度により、酸素の放出の完了を判定し、酸素の放出が完了したと判定した時に、前期リッチ制御よりも目標空燃比を大きく（浅く）した理論空燃比付近 (空気過剰率 λ 2)の後期リッチ制御を行つて、触媒装置 50の再生を行うことができる。

[0084] 図 6に、この図 3の制御フローによる、ポスト噴射又は主噴射増量等の燃料噴射制御 Α,排気管内噴射制御 Β, NOx吸蔵推定量 C (Rnox )、 EGR弁の弁開度 D,吸気弁のスロットル開度 E,吸気量 F,触媒入口空気過剰率 λ in,触媒出口空気過剰率 λ exの時系列の一例を模式的に示す。

[0085] 図 6では、 NOx吸蔵推定量 C (Rnox )が閾値 R0を超えた時点 Rslから再生制御を開始する力前記リッチ制御では、目標空気過剰率 λ ΐを 0. 70〜0. 98 (例えば、 0 . 90)にして、ポスト噴射等の燃料噴射制御に加えて、排気管燃料添加弁 22による排気管内噴射を行う。それと共に、 EGR弁の弁開度 Dを開とし、吸気弁のスロットル開度 Εを閉として、吸気量 Fを減少する。そして、触媒入口空気過剰率 λ inがこの目標空気過剰率 λ ΐになるようにフィードバック制御する。この触媒入口空気過剰率 λ ί ηはオーバーシュートしてから目標空気過剰率 λ 1になり、酸素放出が完了する時点 Oeまで、この前期リッチ制御を継続する。この前期リッチ制御により、 NOx吸蔵推定量 C (Rnox )が減少する。

[0086] そして、酸素放出が完了する時点 Oeでは、触媒出口空気過剰率え exが急激に減少し始める。これを検出した時点 Rs2にて、前期リッチ制御を終了し、後期リッチ制御を開始する。この後期リッチ制御では、目標空気過剰率え 2を 0. 98〜： L 02 (例えば、 1. 0)にして、ポスト噴射等の燃料噴射制御を継続するが、排気管燃料添加弁 2 2による排気管内噴射は停止する。そして、触媒入口空気過剰率え inがこの目標空気過剰率え 2になるようにフィードバック制御する。この触媒入口空気過剰率 λ inは、目標空気過剰率え 2になり、所定の制御時間 Trの間維持された後、時点 Reでポスト噴射等の燃料噴射制御を停止する。それと共に、 EGR弁の弁開度 Dを閉とし、吸気弁のスロットル開度 Eを開として、吸気量 Fを元に戻す。これにより、後期リッチ制御を終了する。この前期リッチ制御と後期リッチ制御により、 NOx吸蔵推定量 C (Rnox ) が略ゼロとなり、 NOx吸蔵能力が回復され、再生制御が完了する。

[0087] そして、以上の構成の排気ガス浄ィ匕システム 10によれば、 NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置 50の NOx吸蔵能力の再生制御において、触媒装置 50の再生に際して、 NOx吸蔵還元型触媒 50の酸素ストレージ機能を考慮に入れて、再生初期に放出される酸素を消費するのに必要な量の還元剤を増量して前期リッチ制御を行うので、触媒装置 50からの酸素放出にもかかわらず、触媒装置 50における空燃比を理論空燃比近傍のリッチ状態に維持できる。また、放出された酸素による還元剤消費量を見込んで、るので、触媒装置 50から放出される NOxを十分な量の還元剤で還元できる。

[0088] 更に、酸素放出後において、適切な還元剤量に変更した後期リッチ制御を行うので、酸素放出が終了した後でも、触媒装置 50の NOx吸蔵還元型触媒の近傍における空燃比を理論空燃比近傍のリッチ状態に維持でき、触媒装置 50から放出される NO Xを適正な量の還元剤で還元できる。

[0089] 従って、再生制御初期における未浄ィ匕の NOxの流出を減少でき、 NOx浄ィ匕性能を向上することができると共に、更に、酸素放出完了後における再生制御後半の HC , COの流出 (スリップ)を減少できる。

産業上の利用可能性

[0090] 上述した優れた効果を有する本発明の排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法は、自動車搭載の内燃機関の排気ガスのみならず、各種産業用機械や定置式の内燃機関の排ガスや工場ガス，発電所ガス等の排気ガス浄ィ匕システム及び排気ガス浄ィ匕方法として、極めて有効に利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 排気ガスの空燃比が、リーン状態の場合に NOxを吸蔵し、かつ、リッチ状態の場合に吸蔵していた NOxを放出すると共に還元する NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置を備え、該触媒装置に吸蔵されたと推定される NOx吸蔵推定量が所定の判定値に達したと判定した時に、該触媒装置の NOx吸蔵能力を回復するための再生制御を行う排気ガス NOx浄ィ匕システムの再生制御において、

再生制御の初期に前記触媒装置から放出される酸素量に見合う還元剤の量を、前記触媒装置力も放出される NOxを還元するために供給する還元剤の量に加算して、目標空燃比を理論空燃比よりも小さくした前期リッチ制御を行い、

該前期リッチ制御において、前記触媒装置の下流側の酸素濃度により、前記酸素の放出の完了を判定し、

前記酸素の放出が完了したと判定した時に、前記前期リッチ制御よりも目標空燃比を大きくした理論空燃比付近の後期リッチ制御を行って、前記触媒装置の再生を行うことを特徴とする排気ガス浄ィ匕方法。

[2] 排気ガスの空燃比が、リーン状態の場合に NOxを吸蔵し、かつ、リッチ状態の場合に吸蔵していた NOxを放出すると共に還元する NOx吸蔵還元型触媒を担持した触媒装置を備え、該触媒装置に吸蔵されたと推定される NOx吸蔵推定量が所定の判定値に達した時に、該触媒装置の NOx吸蔵能力を回復するための再生制御を行う再生制御手段を備えた排気ガス浄ィ匕システムにおヽて、前記再生制御手段が、再生制御の初期に前記触媒装置から放出される酸素量に見合う還元剤の量を、前記触媒装置力も放出される NOxを還元するために供給する還元剤の量に加算して、目標空燃比を理論空燃比よりも小さくした前期リッチ制御を行う前期リッチ制御手段と、

前記前期リッチ制御において、前記触媒装置の下流側の酸素濃度から、前記酸素の放出の完了を判定する酸素放出完了判定手段と、

前記酸素の放出が完了したと判定した時に、前記前期リッチ制御よりも目標空燃比を大きくした理論空燃比付近の後期リッチ制御を行う後期リッチ制御手段とを備えたことを特徴とする排気ガス浄ィ匕システム。

[3] 前記前期リッチ制御手段が、前記触媒装置から放出される酸素量に見合う還元剤の量を、触媒装置温度と酸素吸蔵量の関係を示すマップデータ力決定する追加還元剤量算出手段を有すると共に、

前記前期リッチ制御及び前記後期リッチ制御が、それぞれ、前記触媒装置の入口側酸素濃度がそれぞれの目標空燃比の酸素濃度になるようにフィードバック制御することを特徴とする請求項 2記載の排気ガス浄ィ匕システム。

[4] 前記酸素放出完了判定手段が、酸素の放出の完了の判定において、前記触媒装置の下流側の酸素濃度を検出する空気過剰率センサの出力値が大きく変化し、空気過剰率 = 1の値を境に反転した時に酸素の放出が完了したと判定することを特徴とする請求項 2又は 3に記載の排気ガス浄ィ匕システム。

[5] 前記後期リッチ制御手段が、前記後期リッチ制御の制御時間を、エンジンの負荷とエンジン回転数とをベースとするマップデータ、又は、エンジンの負荷と触媒装置温度とをベースとするマップデータ力算出することを特徴とする請求項 2〜4の、ずれ力 1項に記載の排気ガス浄ィ匕システム。

[6] 前記後期リッチ制御手段が、前記後期リッチ制御の制御時間を、前記触媒装置の

NOx残量と、前記触媒装置の下流側で検出される HC量とから決定することを特徴とする請求項 2〜4のいずれ力 1項に記載の排気ガスシステム。