特許 6305128 リーンノックストラップの脱硫装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6305128

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】リーンノックストラップの脱硫装置および方法

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/20 20060101AFI20180326BHJP

   B01D 53/86 20060101ALI20180326BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20180326BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20180326BHJP

   F01N 3/025 20060101ALI20180326BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20180326BHJP

   F01N 3/035 20060101ALI20180326BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/20 EZAB

   B01D53/86 222

   B01D53/94 222

   F01N3/08 A

   F01N3/025 101

   F01N3/24 N

   F01N3/20 C

   F01N3/035 E

【請求項の数】16

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-49764(P2014-49764)

(22)【出願日】2014年3月13日

(65)【公開番号】特開2015-102089(P2015-102089A)

(43)【公開日】2015年6月4日

【審査請求日】2017年2月13日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0143261

(32)【優先日】2013年11月22日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】591251636

【氏名又は名称】現代自動車株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＨＹＵＮＤＡＩ ＭＯＴＯＲ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】李 津 夏

【審査官】 石川 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２６４３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１５２８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７３５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３３９９９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／００−３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気浄化装置に備えられたリーンノックストラップ（Ｌｅａｎ ＮＯｘ Ｔｒａｐ；以下ＬＮＴ）の脱硫装置において、
前記リーンノックストラップは、空燃比が希薄（ｌｅａｎ）な雰囲気で排気ガスに含まれている窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵し、濃厚（ｒｉｃｈ）な雰囲気で吸蔵された窒素酸化物を脱着し、排気ガスに含まれている窒素酸化物または脱着した窒素酸化物を還元させるようになっており、
前記排気浄化装置は、排気ガスに含まれている粒子状物質をスートとして捕集し、再生条件を満たす時、捕集されたスートを焼いて再生される媒煙フィルタと、前記リーンノックストラップの脱硫および前記媒煙フィルタの再生を制御する制御器とをさらに含み、
前記制御器は、媒煙フィルタの再生中にスート再生量が設定再生量以上であれば、リーンノックストラップの脱硫を進行させ、リーンノックストラップの脱硫中に脱硫中止条件を満たすと、リーンノックストラップの脱硫を中止させ、前の脱硫が完了した時点から現在までの脱硫中止回数が設定値以上でかつ、硫黄被毒量が設定硫黄被毒量未満であれば、媒煙フィルタの再生を、前記再生条件を満たすか否かにかかわらず再び進行できる状態にすることを特徴とするリーンノックストラップの脱硫装置。

【請求項2】

前記制御器は、媒煙フィルタの再生を前記再生条件を満たすか否かに関わらず再び進行できる状態にした後、リーンノックストラップの脱硫が可能であれば、媒煙フィルタの再生を再び進行させることを特徴とする請求項１に記載のリーンノックストラップの脱硫装置。

【請求項3】

前記制御器は、媒煙フィルタの再生を再び進行させる前に、脱硫運転を勧告する第１警告を発することを特徴とする請求項２に記載のリーンノックストラップの脱硫装置。

【請求項4】

前記制御器は、前の脱硫が完了した時点から現在までの脱硫中止回数が設定値未満であれば、脱硫および媒煙フィルタの再生を完全に終了し、一般運転モードに進入することを特徴とする請求項１に記載のリーンノックストラップの脱硫装置。

【請求項5】

前記制御器は、前の脱硫が完了した時点から現在までの脱硫中止回数が設定値以上で、かつ、硫黄被毒量が設定硫黄被毒量以上であり、ＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率を超えると、媒煙フィルタの再生を前記再生条件を満たすか否かに関わらず再び進行できる状態にすることを特徴とする請求項１に記載のリーンノックストラップの脱硫装置。

【請求項6】

前記制御器は、媒煙フィルタの再生を前記再生条件を満たすか否かに関わらず再び進行できる状態にした後、リーンノックストラップの脱硫が可能であれば、媒煙フィルタの再生を再び進行させることを特徴とする請求項５に記載のリーンノックストラップの脱硫装置。

【請求項7】

前記制御器は、媒煙フィルタの再生を再び進行させる前に、脱硫運転を勧告する第１警告を発することを特徴とする請求項６に記載のリーンノックストラップの脱硫装置。

【請求項8】

前記制御器は、前の脱硫が完了した時点から現在までの脱硫中止回数が設定値以上でかつ、硫黄被毒量が設定硫黄被毒量以上であり、ＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率以下であれば、サービスセンターへの訪問を勧告する第２警告を発することを特徴とする請求項１に記載のリーンノックストラップの脱硫装置。

【請求項9】

燃焼雰囲気によって排気ガスに含まれている窒素酸化物を吸蔵または脱着／還元するリーンノックストラップの脱硫方法において、前記リーンノックストラップは、排気浄化装置に備えられ、
前記排気浄化装置は、排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集する媒煙フィルタをさらに含み、前記脱硫方法は、
再生条件を満たした時に媒煙フィルタを再生する段階と、
媒煙フィルタのスート再生量が設定再生量以上であるかを判断する段階と、
媒煙フィルタのスート再生量が設定再生量以上であれば、リーンノックストラップの脱硫を進行させる段階と、
リーンノックストラップの脱硫中止条件を満たすかを判断する段階と、
リーンノックストラップの脱硫中止条件を満たすと、リーンノックストラップの脱硫を中止する段階と、
前の脱硫が完了した時点から現在までの脱硫中止回数が設定値以上であるかを判断する段階と、
脱硫中止回数が設定値以上であれば、硫黄被毒量が設定硫黄被毒量未満であるかを判断する段階と、
硫黄被毒量が設定硫黄被毒量未満であれば、媒煙フィルタの再生を、前記再生条件を満たすか否かにかかわらず再び進行できる状態にする段階と、
を含むことを特徴とするリーンノックストラップの脱硫方法。

【請求項10】

媒煙フィルタの再生を前記再生条件を満たすか否かに関わらず再び進行できる状態にした後、リーンノックストラップの脱硫が可能であれば、媒煙フィルタの再生を再び進行させることを特徴とする請求項９に記載のリーンノックストラップの脱硫方法。

【請求項11】

前記媒煙フィルタの再生を再び進行させる前に、脱硫運転を勧告する第１警告を発する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のリーンノックストラップの脱硫方法。

【請求項12】

前記脱硫中止回数が設定値未満であれば、一般運転モードに進入する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のリーンノックストラップの脱硫方法。

【請求項13】

前記硫黄被毒量が設定硫黄被毒量以上であれば、ＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率を超えるかを判断する段階と、
ＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率以下であれば、サービスセンターへの訪問を勧告する第２警告を発する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のリーンノックストラップの脱硫方法。

【請求項14】

前記ＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率を超えると、媒煙フィルタの再生を前記再生条件を満たすか否かに関わらず再び進行できる状態にする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のリーンノックストラップの脱硫方法。

【請求項15】

前記媒煙フィルタの再生を
前記再生条件を満たすか否かに関わらず再び進行できる状態にした後、リーンノックストラップの脱硫が可能であれば、媒煙フィルタの再生を再び進行させることを特徴とする請求項１４に記載のリーンノックストラップの脱硫方法。

【請求項16】

前記媒煙フィルタの再生を再び進行させる前に、脱硫運転を勧告する第１警告を発する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のリーンノックストラップの脱硫方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リーンノックストラップ（Ｌｅａｎ ＮＯｘ Ｔｒａｐ；以下ＬＮＴ）の脱硫装置および方法に係り、より詳しくは、ＬＮＴの脱硫中止条件が満たされても、設定された状況下では脱硫モードから抜けることなく再び脱硫を進行させることにより、燃費を改善させるＬＮＴの脱硫装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、エンジンから排気マニホールドを通して排出される排気ガスは、排気パイプに設けられた触媒コンバータ（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）に誘導されて浄化され、マフラを通過しながら騒音が減衰した後、テールパイプを通して大気中に排出されて前記触媒コンバータは、排気ガスに含まれている汚染物質を浄化する。そして、排気パイプ上には、排気ガスに含まれている粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒｓ：ＰＭ）を捕集するための媒煙フィルタが装着される。

【0003】

窒素酸化物低減触媒（Ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ；ＤｅＮＯｘ Ｃａｔａｌｙｓｔ）は、排気ガスに含まれている窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化させる触媒コンバータの一形式である。尿素（Ｕｒｅａ）、アンモニア（Ａｍｍｏｎｉａ）、一酸化炭素および炭化水素（Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ；ＨＣ）などの還元剤を排気ガスに接触させると、窒素酸化物低減触媒では、排気ガスに含まれている窒素酸化物が前記還元剤との酸化−還元反応により還元される。
最近は、このような窒素酸化物低減触媒としてＬＮＴ（Ｌｅａｎ ＮＯｘ Ｔｒａｐ）が使用されている。ＬＮＴは、エンジンの空燃比が１以上の希薄（ｌｅａｎ）な雰囲気では、排気ガスに含まれている窒素酸化物を吸着し、エンジンの空燃比が１以下の濃厚（ｒｉｃｈ）な雰囲気では、吸着した窒素酸化物を脱着し、脱着した窒素酸化物および排気ガスに含まれている窒素酸化物を還元させる。

【0004】

しかし、ＬＮＴにおいて窒素酸化物を吸蔵する物質は塩基性であるため、排気ガスに含まれている窒素酸化物と共に、硫黄酸化物（燃料またはエンジンオイルに含まれている硫黄成分が酸化された物質）も吸着し、ＬＮＴ内の硫黄成分の被毒はＬＮＴの浄化効率を低下させるため、ＬＮＴの脱硫過程が必要となる。
従来のＬＮＴの脱硫方法によれば、ＬＮＴに被毒される硫黄酸化物の量が設定された量以上になると、エンジンを脱硫モードに制御してＬＮＴに被毒された硫黄酸化物を脱着させる。しかし、脱硫を進行させている途中に運転条件が変更されて脱硫を引き続き進行させることが難しい場合、例えば、車両が減速したり道路が混雑した場合、脱硫を中止し、一般運転モードに戻る。この状態で、脱硫が可能な運転条件を満たすと、再び排気ガスの温度を上昇させた後、脱硫モードに進入する。

【0005】

また、媒煙フィルタの再生後直ちに脱硫モードに進入する場合には、脱硫モード進入のために媒煙フィルタの再生モードに進入し、媒煙フィルタの再生を再び進行させた後、脱硫モードに進入する。つまり、脱硫中止条件が満たされると、無条件で脱硫モードから抜けた後、再び脱硫モードに進入できず、媒煙フィルタの再生モードを再び経た後、脱硫モードに進入する。これにより、燃費が悪化し、エンジンが破損することがあり、媒煙フィルタの再生時に噴射される尿素の消耗量が急激に増加する問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特表２０１３−５１４８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

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って、その目的とするところは、ＬＮＴの脱硫中止条件が満たされても、設定された状況下では脱硫モードから抜けることなく再び脱硫を進行させることにより、燃費を改善させることができるＬＮＴの脱硫装置および方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、排気浄化装置に備えられたリーンノックストラップ（Ｌｅａｎ ＮＯｘ Ｔｒａｐ；以下ＬＮＴ）の脱硫装置において、
前記リーンノックストラップは、空燃比が希薄（ｌｅａｎ）な雰囲気で排気ガスに含まれている窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵し、濃厚（ｒｉｃｈ）な雰囲気で吸蔵された窒素酸化物を脱着し、排気ガスに含まれている窒素酸化物または脱着した窒素酸化物を還元させるようになっており、
前記排気浄化装置は、排気ガスに含まれている粒子状物質をスートとして捕集し、再生条件を満たす時、捕集されたスートを焼いて再生される媒煙フィルタと、前記リーンノックストラップの脱硫および前記媒煙フィルタの再生を制御する制御器とをさらに含み、
前記制御器は、媒煙フィルタの再生中にスート再生量が設定再生量以上であれば、リーンノックストラップの脱硫を進行させ、リーンノックストラップの脱硫中に脱硫中止条件を満たすと、リーンノックストラップの脱硫を中止させ、前の脱硫が完了した時点から現在までの脱硫中止回数が設定値以上でかつ、硫黄被毒量が設定硫黄被毒量未満であれば、媒煙フィルタの再生を、前記再生条件を満たすか否かにかかわらず再び進行できる状態にすることを特徴とする。

【0009】

前記制御器は、媒煙フィルタの再生を前記再生条件を満たすか否かに関わらず再び進行できる状態にした後、リーンノックストラップの脱硫が可能であれば、媒煙フィルタの再生を再び進行させることを特徴とする。

【0010】

前記制御器は、媒煙フィルタの再生を再び進行させる前に、脱硫運転を勧告する第１警告を発することを特徴とする。

【0011】

前記制御器は、前の脱硫が完了した時点から現在までの脱硫中止回数が設定値未満であれば、脱硫および媒煙フィルタの再生を完全に終了し、一般運転モードに進入することを特徴とする。

【0012】

前記制御器は、前の脱硫が完了した時点から現在までの脱硫中止回数が設定値以上で、かつ、硫黄被毒量が設定硫黄被毒量以上であり、ＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率を超えると、媒煙フィルタの再生を前記再生条件を満たすか否かに関わらず再び進行できる状態にすることを特徴とする。

【0013】

前記制御器は、媒煙フィルタの再生を前記再生条件を満たすか否かに関わらず再び進行できる状態にした後、リーンノックストラップの脱硫が可能であれば、媒煙フィルタの再生を再び進行させることを特徴とする。

【0014】

前記制御器は、媒煙フィルタの再生を再び進行させる前に、脱硫運転を勧告する第１警告を発することを特徴とする。

【0015】

前記制御器は、前の脱硫が完了した時点から現在までの脱硫中止回数が設定値以上でかつ、硫黄被毒量が設定硫黄被毒量以上であり、ＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率以下であれば、サービスセンターへの訪問を勧告する第２警告を発することを特徴とする。

【0016】

燃焼雰囲気によって排気ガスに含まれている窒素酸化物を吸蔵または脱着／還元するリーンノックストラップの脱硫方法において、前記リーンノックストラップは、排気浄化装置に備えられ、
前記排気浄化装置は、排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集する媒煙フィルタをさらに含み、前記脱硫方法は、
再生条件を満たした時に媒煙フィルタを再生する段階と、
媒煙フィルタのスート再生量が設定再生量以上であるかを判断する段階と、
媒煙フィルタのスート再生量が設定再生量以上であれば、リーンノックストラップの脱硫を進行させる段階と、
リーンノックストラップの脱硫中止条件を満たすかを判断する段階と、
リーンノックストラップの脱硫中止条件を満たすと、リーンノックストラップの脱硫を中止する段階と、
前の脱硫が完了した時点から現在までの脱硫中止回数が設定値以上であるかを判断する段階と、
脱硫中止回数が設定値以上であれば、硫黄被毒量が設定硫黄被毒量未満であるかを判断する段階と、
硫黄被毒量が設定硫黄被毒量未満であれば、媒煙フィルタの再生を、前記再生条件を満たすか否かにかかわらず再び進行できる状態にする段階と、
を含むことを特徴とする。

【0017】

媒煙フィルタの再生を前記再生条件を満たすか否かに関わらず再び進行できる状態にした後、リーンノックストラップの脱硫が可能であれば、媒煙フィルタの再生を再び進行させることを特徴とする。

【0018】

前記媒煙フィルタの再生を再び進行させる前に、脱硫運転を勧告する第１警告を発する段階をさらに含むことを特徴とする。

【0019】

前記脱硫中止回数が設定値未満であれば、一般運転モードに進入する段階をさらに含むことを特徴とする。

【0020】

前記硫黄被毒量が設定硫黄被毒量以上であれば、ＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率を超えるかを判断する段階と、
ＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率以下であれば、サービスセンターへの訪問を勧告する第２警告を発する段階とをさらに含むことを特徴とする。

【0021】

前記ＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率を超えると、媒煙フィルタの再生を前記再生条件を満たすか否かに関わらず再び進行できる状態にする段階をさらに含むことを特徴とする。

【0022】

前記媒煙フィルタの再生を
前記再生条件を満たすか否かに関わらず再び進行できる状態にした後、リーンノックストラップの脱硫が可能であれば、媒煙フィルタの再生を再び進行させることを特徴とする。

【0023】

前記媒煙フィルタの再生を再び進行させる前に、脱硫運転を勧告する第１警告を発する段階をさらに含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、繰り返される脱硫モード進入、または媒煙フィルタの再生モード再進入後の脱硫モード進入などによる燃費の悪化を防止し、脱硫モードによるＬＮＴ触媒の劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施形態に係るＬＮＴの脱硫装置が適用可能な排気ガス浄化装置を示した概略図である。

【図2】本発明の実施形態に係るＬＮＴの脱硫方法に用いられる制御器において入力と出力の関係を示したブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係るＬＮＴの脱硫方法のフローチャートである。

【図4】本発明の実施形態に係るＬＮＴの脱硫方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の好ましい実施形態を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るＬＮＴの脱硫装置が適用可能な排気ガス浄化装置を示した概略図である。
図１に示す通り、内燃機関の排気装置は、エンジン１０と、排気パイプ２０と、排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ；ＥＧＲ）装置３０と、リーンノックストラップ（Ｌｅａｎ ＮＯｘ Ｔｒａｐ；ＬＮＴ）４０と、噴射モジュール５０と、媒煙フィルタ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）６０と、制御器７０とを含む。

【0027】

エンジン１０は、燃料と空気の混合された混合気を燃焼させ、化学的エネルギーを機械的エネルギーに変換する。エンジン１０は、吸気マニホールド１６に連結され、燃焼室１２の内部に空気が流入し、燃焼過程で発生した排気ガスは、排気マニホールド１８に集められた後、エンジンの外部に排出される。燃焼室１２にはインジェクタ１４が装着され、燃料を燃焼室１２の内部に噴射する。
ここでは、ディーゼルエンジンを例示したが、希薄燃焼（ｌｅａｎ ｂｕｒｎ）ガソリンエンジンを用いることもできる。ガソリンエンジンを使用する場合、吸気マニホールド１６を通して混合気が燃焼室１２の内部に流入し、燃焼室１２の上部には、点火のための点火プラグ（図示せず）が装着される。また、ガソリン直接噴射（Ｇａｓｏｌｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ；ＧＤＩ）エンジンを用いる場合、ディーゼルエンジンと同様に、インジェクタ１４が燃焼室１２の上部に装着される。
また、多様な圧縮比、好ましくは１６．５以下の圧縮比を有するエンジンが使用できる。

【0028】

排気パイプ２０は、排気マニホールド１８に連結され、排気ガスを車両の外部に排出させる。排気パイプ２０上には、ＬＮＴ４０、噴射モジュール５０、および媒煙フィルタ６０が装着され、排気ガス中に含まれている炭化水素、一酸化炭素、粒子状物質、そして窒素酸化物などを除去する。
排気ガス再循環装置３０は、排気パイプ２０上に装着され、エンジン１０から排出される排気ガスの一部を、排気ガス再循環装置３０を通してエンジン１０に再供給する。また、排気ガス再循環装置３０は、吸気マニホールド１６に連結され、排気ガスの一部を空気に混合して燃焼温度を制御する。このような燃焼温度の制御は、制御器７０の制御によって吸気マニホールド１６に供給される排気ガスの量を調節することにより行われる。したがって、排気ガス再循環装置３０と吸気マニホールド１６とを連結するライン上には、制御器７０によって制御される再循環バルブ（図示せず）が装着できる。

【0029】

排気ガス再循環装置３０の後方の排気パイプ２０には第１酸素センサ７２が装着され、排気ガス再循環装置３０を通過した排気ガス中の酸素量を検出して制御器７０に伝達することにより、制御器７０が排気ガスのリーン／リッチ制御（ｌｅａｎ／ｒｉｃｈ ｃｏｎｔｒｏｌ）を行うことを補助させることができる。本明細書では、第１酸素センサ７２の測定値をＬＮＴの前段の空燃比（ｌａｍｂｄａ）と称する。
また、排気ガス再循環装置３０の後方の排気パイプ２０には第１温度センサ７４が装着され、排気ガス再循環装置３０を通過した排気ガスの温度を検出する。
ＬＮＴ４０は、排気ガス再循環装置３０の後方の排気パイプ２０に装着されている。ＬＮＴ４０は、希薄（ｌｅａｎ）な雰囲気で排気ガスに含まれている窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵し、濃厚（ｒｉｃｈ）な雰囲気で吸蔵された窒素酸化物を脱着し、排気ガスに含まれている窒素酸化物または脱着した窒素酸化物を還元させる。また、ＬＮＴ４０は、排気ガスに含まれている一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）を酸化させる。

【0030】

ここで、炭化水素は、排気ガスおよび燃料に含まれている炭素と水素で構成された化合物をすべて示すものとする。
ＬＮＴ４０の後方の排気パイプ２０には、第２酸素センサ７６、第２温度センサ７８、および第１ＮＯｘセンサ８０が装着されている。
第２酸素センサ７６は、媒煙フィルタ６０に流入する排気ガスに含まれている酸素量を測定し、これに対する信号を制御器７０に伝達する。第１酸素センサ７２および第２酸素センサ７６の検出値に基づいて、制御器７０は、排気ガスのリーン／リッチ制御を行うことができる。本明細書において、第２酸素センサ７６の測定値をフィルタの前段の空燃比（ｌａｍｂｄａ）と称する。
第２温度センサ７８は、媒煙フィルタ６０に流入する排気ガスの温度を測定し、これに対する信号を制御器７０に伝達する。

【0031】

第１ＮＯｘセンサ８０は、媒煙フィルタ６０に流入する排気ガスに含まれているＮＯｘ量を測定し、これに対する信号を制御器７０に伝達する。第１ＮＯｘセンサ８０で測定されたＮＯｘ量は、噴射モジュール５０で噴射する還元剤の量を決定するのに使用できる。
噴射モジュール５０は、媒煙フィルタ６０の前段の排気パイプ２０に装着されており、制御器７０によって制御されて還元剤を排気ガスに噴射する。通常、噴射モジュール５０は、尿素を噴射し、噴射された尿素は、加水分解によってアンモニアに変換される。しかし、還元剤は、アンモニアに限定されない。以下、説明の便宜上、還元剤としてアンモニアを使用し、噴射モジュール５０で尿素を噴射することを例示する。しかし、本発明の技術的思想内においてアンモニア以外の還元剤を使用することも本発明の範囲に含まれる。

【0032】

噴射モジュール５０の後段の排気パイプ２０にはミキサ５５が装着され、還元剤を排気ガスに均一に混合させる。
媒煙フィルタ６０は、ミキサ５５の後段の排気パイプに装着されており、排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集し、噴射モジュール５０から噴射された還元剤を用いて、排気ガスに含まれている窒素酸化物を還元する。このような目的のために、媒煙フィルタ６０は、選択的還元触媒のコーティングされたディーゼル媒煙フィルタ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ；ＳＤＰＦ）６２と、追加的な選択的還元触媒（ＳＣＲ）６４とを含む。

【0033】

ＳＤＰＦ６２は、ＤＰＦのチャネルを構成する隔壁にＳＣＲがコーティングされている。通常、ＤＰＦは、複数の入口チャネルおよび出口チャネルを含む。入口チャネルは、その一端が開口し、その他端が詰まっていて、ＤＰＦの前段から排気ガスが流入する。また、出口チャネルは、その一端が詰まっており、その他端が開口し、ＤＰＦ内部の排気ガスを排出する。入口チャネルを通してＤＰＦに流入した排気ガスは、入口チャネルおよび出口チャネルを分割する多孔性の隔壁を通して出口チャネルに入った後、出口チャネルを通してＤＰＦから排出される。排気ガスが多孔性の隔壁を通過する過程で、排気ガスに含まれている粒子状物質が捕集される。また、ＳＤＰＦ６２にコーティングされたＳＣＲは、噴射モジュール５０から噴射された還元剤を用いて、排気ガスに含まれている窒素酸化物を還元させる。

【0034】

追加的なＳＣＲ６４は、ＳＤＰＦ６２の後段に装着される。追加的なＳＣＲ６４は、ＳＤＰＦ６２で窒素酸化物が完璧に浄化されない場合、窒素酸化物を追加的に還元させる。
一方、排気パイプ２０には差圧センサ６６が装着されている。差圧センサ６６は、媒煙フィルタ６０の前段部および後段部の圧力差を測定し、これに対する信号を前記制御器７０に伝達する。制御器７０は、差圧センサ６６で測定された圧力差が設定圧力以上の場合、媒煙フィルタ６０を再生するように制御することができる。この場合、インジェクタ１４から燃料を後噴射することにより、媒煙フィルタ６０の内部に捕集された粒子状物質を燃焼させることができる。

【0035】

また、媒煙フィルタ６０の後段の排気パイプ２０には第２ＮＯｘセンサ８２が装着される。第２ＮＯｘセンサ８２は、媒煙フィルタ６０から排出された排気ガスに含まれている窒素酸化物の量を検出し、これに対する信号を制御器７０に伝達する。制御器７０は、第２ＮＯｘセンサ８２の検出値に基づいて、媒煙フィルタ６０が排気ガスに含まれている窒素酸化物を正常に除去しているかをモニタリングすることができる。つまり、第２ＮＯｘセンサ８２は、媒煙フィルタ６０の性能を評価するために使用できる。
制御器７０は、各センサで検出された信号に基づいて、エンジンの運転条件を判断し、前記エンジンの運転条件に基づいて、リーン／リッチ制御および噴射モジュール５０から噴射される還元剤の量を制御する。一例として、制御器７０は、排気ガスの温度が転移温度未満の場合、リーン／リッチ制御によってＬＮＴ４０で窒素酸化物を除去させ、排気ガスの温度が転移温度以上の場合、還元剤の噴射によって媒煙フィルタ６０で窒素酸化物を除去させることができる。リーン／リッチ制御は、インジェクタ１４から噴射される燃料の量を調節することにより行われるのが好ましい。

【0036】

一方、制御器７０は、エンジンの運転条件に基づいて、ＳＤＰＦ６２の内部温度、ＳＤＰＦ６２に吸蔵されたアンモニアの量、脱硫時のＬＮＴ４０の後段のＮＯｘ排出量、および媒煙フィルタ６０の再生時のＬＮＴ４０の後段のＮＯｘ排出量などを計算する。このような目的のために、制御器７０には、媒煙フィルタ６０の内部温度に応じたアンモニア吸蔵／酸化特性、媒煙フィルタ６０の内部温度に応じたアンモニア脱着特性、濃厚な雰囲気でのＬＮＴ４０のＮＯｘスリップ特性などが格納されている。媒煙フィルタ６０の内部温度に応じたアンモニア吸蔵／酸化特性、媒煙フィルタ６０の内部温度に応じたアンモニア脱着特性、濃厚な雰囲気でのＬＮＴ４０のＮＯｘスリップ特性などは、数多くの実験によってマップに定められるのが好ましい。
また、制御器７０は、媒煙フィルタ６０の再生およびＬＮＴ４０の脱硫を進行させる。

【0037】

図２は、本発明の実施形態に係るＬＮＴの脱硫方法に用いられる制御器において入力と出力の関係を示したブロック図である。
図２に示す通り、第１酸素センサ７２、第１温度センサ７４、第２酸素センサ７６、第２温度センサ７８、第１ＮＯｘセンサ８０、第２ＮＯｘセンサ８２、そして差圧センサ６６は、制御器７０に電気的に連結されており、検出した値を制御器７０に伝達する。
第１酸素センサ７２は、排気ガス再循環装置３０を通過した排気ガス中の酸素量を検出し、これに対する信号を前記制御器７０に伝達する。制御器７０が、第１酸素センサ７２で検出された排気ガス中の酸素量に基づいて、排気ガスのリーン／リッチ制御（ｌｅａｎ／ｒｉｃｈ ｃｏｎｔｒｏｌ）を行うことを補助できる。

【0038】

第１酸素センサ７２で検出された値は、ラムダ（λ）で表示される。ラムダは、理論空気量に対する実際の空気量の比を示し、ラムダが１を超えると希薄な雰囲気、ラムダが１未満であれば濃厚な雰囲気と見る。
第１温度センサ７４は、排気ガス再循環装置３０を通過した排気ガスの温度を検出し、これに対する信号を制御器７０に伝達する。
第２酸素センサ７６は、媒煙フィルタ６０に流入する排気ガスに含まれている酸素量を測定し、これに対する信号を制御器７０に伝達する。
第２温度センサ７８は、媒煙フィルタ６０に流入する排気ガスの温度を測定し、これに対する信号を制御器７０に伝達する。
第１ＮＯｘセンサ８０は、媒煙フィルタ６０に流入する排気ガスに含まれているＮＯｘ量を測定し、これに対する信号を制御器７０に伝達する。

【0039】

第２ＮＯｘセンサ８２は、媒煙フィルタ６０から排出された排気ガスに含まれている窒素酸化物の量を検出し、これに対する信号を制御器７０に伝達する。
差圧センサ６６は、媒煙フィルタ６０の前段部および後段部の圧力差を測定し、これに対する信号を制御器７０に伝達する。
制御器７０は、伝達された値に基づいて、エンジンの運転条件、燃料噴射量、燃料噴射時期、燃料噴射パターン、還元剤噴射量、媒煙フィルタ６０の再生時期、およびＬＮＴ４０の脱硫時期を決定し、インジェクタ１４および噴射モジュール５０を制御するための信号をインジェクタ１４および噴射モジュール５０に出力する。
また、制御器７０は、設定されたプログラムによって動作する１つ以上のプロセッサで実現可能であり、設定されたプログラムは、本発明の実施形態に係るＬＮＴの脱硫方法の各段階を行うようにプログラミングされたものであることが好ましい。
一方、本発明の実施形態に係る排気ガス浄化装置には、図２に記載したセンサ以外に複数のセンサが装着できるが、説明の便宜のために省略する。

【0040】

以下、図３および図４を参照して、本発明の実施形態に係るＬＮＴの脱硫方法を詳細に説明する。
図３および図４は、本発明の実施形態に係るＬＮＴの脱硫方法のフローチャートである。
図３および図４に示す通り、本発明の実施形態に係るＬＮＴの脱硫方法は、エンジン１０が運転中の場合に実行される。エンジン１０は、最初は一般モードで運転される（Ｓ１００）。ここで、一般モードとは、媒煙フィルタ６０の再生モードでもなく、ＬＮＴ４０の脱硫モードでもない運転モードを意味する。
エンジン１０が一般モードで運転している状態で、制御器７０は、媒煙フィルタ６０の再生条件を満たすかを判断する（Ｓ１１０）。つまり、差圧センサ６６の検出された圧力差が設定圧力以上であるかを判断する。
Ｓ１１０段階で媒煙フィルタ６０の再生条件が満たされなければ、制御器７０は、Ｓ１００段階に戻り、エンジン１０を一般モードで運転させる。

【0041】

Ｓ１１０段階で媒煙フィルタ６０の再生条件が満たされると、制御器７０は、媒煙フィルタ６０の再生モードに進入する（Ｓ１２０）。つまり、制御器７０は、排気ガスを再循環させることなくインジェクタ１４が燃料を後噴射するように制御することにより、排気ガスの温度を上昇させる。これにより、媒煙フィルタ６０に捕集された粒子状物質が焼ける。
制御器７０は、媒煙フィルタ６０の再生中に媒煙フィルタ６０の再生中止条件が満たされるかを判断する（Ｓ１３０）。つまり、制御器７０は、車速が減少して、媒煙フィルタ６０の再生のために必要な温度まで温度を上昇させることができないかを判断する。
Ｓ１３０段階で媒煙フィルタ６０の再生中止条件が満たされると、制御器７０は、媒煙フィルタ６０の再生を中止させ（Ｓ２００）、エンジン１０を一般モードで運転させる（Ｓ１００）。

【0042】

Ｓ１３０段階で媒煙フィルタ６０の再生中止条件を満たさなければ、制御器７０は、媒煙フィルタ６０を引き続き再生させ、媒煙フィルタ６０のスート（粒子状物質）再生量をチェックする。その後、制御器７０は、媒煙フィルタ６０のスート再生量が設定再生量以上であるかを判断する（Ｓ１４０）。
Ｓ１４０段階で媒煙フィルタ６０のスート再生量が設定再生量未満であれば、制御器７０は、Ｓ１２０段階に戻る。
Ｓ１４０段階で媒煙フィルタ６０のスート再生量が設定再生量以上であれば、制御器７０は、ＬＮＴの脱硫モードに進入し（Ｓ１５０）、媒煙フィルタ６０の再生およびＬＮＴ４０の脱硫を同時に進行させる。ＬＮＴ４０の脱硫は、制御器７０のリーン／リッチ制御によって行われる。

【0043】

その後、制御器７０は、ＬＮＴ４０の内部温度が第１設定温度以上であるかを判断する（Ｓ１６０）。ＬＮＴ４０の内部温度が第１設定温度未満であれば、制御器７０は、媒煙フィルタ６０の再生モードに再進入（Ｓ２１０）し、媒煙フィルタ６０の再生を再び進行させる。その後、制御器７０は、ＬＮＴ４０の内部温度が第２設定温度未満であるかを判断し（Ｓ２２０）、ＬＮＴ４０の内部温度が第２設定温度以上であれば、媒煙フィルタ６０の再生を継続し、ＬＮＴ４０の内部温度が第２設定温度未満であれば、ＬＮＴ４０の脱硫モードに再進入する（Ｓ１５０）。
一方、Ｓ１６０段階でＬＮＴ４０の内部温度が第１設定温度以上であれば、制御器７０は、ＬＮＴ４０の脱硫を引き続き進行させ、ＬＮＴ４０の脱硫中止条件を満たすかを判断する（Ｓ１７０）。つまり、制御器７０は、車速が減少して、ＬＮＴ４０の脱硫のために必要な温度まで温度を上昇させることができないかを判断する。また、脱硫中止条件は、運転状態の変動によって脱硫を維持し難いいずれの条件も含むことができる。

【0044】

Ｓ１７０段階でＬＮＴ４０の脱硫中止条件を満たさなければ、制御器７０は、ＬＮＴ４０の脱硫を引き続き行い、脱硫量が設定脱硫量以上であるかを判断する（Ｓ１８０）。
Ｓ１８０段階で脱硫量が設定脱硫量未満であれば、制御器７０は、Ｓ１５０段階に戻る。
Ｓ１８０段階で脱硫量が設定脱硫量以上であれば、制御器７０は、脱硫を終了し、本発明の実施形態に係るＬＮＴの脱硫方法を終了する。
一方、Ｓ１７０段階で脱硫中止条件を満たすと、制御器７０は、ＬＮＴ４０の脱硫を中止させ（Ｓ２３０）、脱硫中止回数を累積する（Ｓ２４０）。ここで、脱硫中止回数は、前の脱硫が完了した時点（つまり、脱硫が中止されず脱硫が完了した時点）から現在まで累積された脱硫中止回数を指す。また、仮に脱硫が完了した場合、脱硫中止回数は「０」にリセットされる。
その後、制御器７０は、脱硫中止回数が設定値未満であるかを判断する（Ｓ２５０）。

【0045】

Ｓ２５０段階で脱硫中止回数が設定値未満であれば、制御器７０は、Ｓ１００段階に戻り、エンジン１０を一般モードで運転させる。
Ｓ２５０段階で脱硫中止回数が設定値以上であれば、制御器７０は、ＬＮＴ４０に被毒された硫黄被毒量が設定硫黄被毒量未満であるかを判断する（Ｓ２６０）。
Ｓ２６０段階でＬＮＴ４０に被毒された硫黄被毒量が設定硫黄被毒量未満であれば、脱硫運転を勧告する第１警告を発し（Ｓ２７０）、媒煙フィルタ６０の再生モードに再進入できるように準備をする。この場合には、ＬＮＴ４０の脱硫モードから完全に抜けることなく媒煙フィルタ６０の再生モードに再進入できるように準備をすることにより、ＬＮＴ４０の脱硫が可能であれば、直ちにＬＮＴ４０の脱硫モードに再進入させる。また、ＬＮＴ４０の脱硫がよく行われるように、運転者に脱硫運転を勧告して運転者が車速を上げるように誘導する。第１警告の発送は、ランプの点灯、案内文字の発送、案内放送などが好ましい。

【0046】

Ｓ２６０段階でＬＮＴ４０に被毒された硫黄被毒量が設定硫黄被毒量以上であれば、制御器７０は、ＬＮＴ４０のＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率を超えるかを判断する（Ｓ２８０）。
Ｓ２８０段階でＬＮＴ４０のＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率を超えると、制御器７０は、第１警告を発し（Ｓ２７０）、媒煙フィルタ６０の再生モードに再進入できるように準備をする。
Ｓ２８０段階でＬＮＴ４０のＮＯｘ浄化率が設定ＮＯｘ浄化率以下であれば、制御器７０は、サービスセンターへの訪問を勧告する第２警告を発し（Ｓ２９０）、本発明の実施形態に係るＬＮＴの脱硫方法を終了する。第２警告の発送は、ランプの点灯、案内文字の発送、案内放送などであるとよい。
一方、Ｓ２７０段階を行った後、制御器７０は、現在の運転条件で脱硫が可能であるかを判断する（Ｓ３００）。つまり、現在の運転条件で排気ガスの温度を脱硫が可能な温度まで上昇させることができるかを判断する。

【0047】

Ｓ３００段階で現在の運転条件での脱硫が可能でなければ、制御器７０は、脱硫が可能な運転条件に進入するまで運転条件を引き続きモニタリングする。Ｓ３００段階で現在の運転条件での脱硫が可能であれば、制御器７０は、直ちに媒煙フィルタ６０の再生モードに再進入し（Ｓ１２０）、媒煙フィルタ６０の再生およびＬＮＴ４０の脱硫を順次に進行させる。
上述のように、本発明の実施形態によれば、頻繁な運転モードの切替を防止することにより、燃費を向上させることができる。
また、脱硫制御ロジックを簡略化することにより、制御器のメモリを縮小することができる。
さらに、運転者が脱硫運転をするように誘導したり、サービスセンターへの訪問を勧告することにより、エンジンの破損を防止することができる。

【0048】

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって容易に変更され、均等と認められる範囲のすべての変更を含む。

【符号の説明】

【0049】

１０ エンジン
１２ 燃焼室
１４ インジェクタ
１６ 吸気マニホールド
１８ 排気マニホールド
２０ 排気パイプ
３０ 排気ガス再循環装置
４０ リーンノックストラップ、ＬＮＴ
５０ 噴射モジュール
５５ ミキサ
６０ 媒煙フィルタ
６２ ＳＤＰＦ
６４ 選択的還元触媒（ＳＣＲ）
６６ 差圧センサ
７０ 制御器
７２ 第１酸素センサ
７４ 第１温度センサ
７６ 第２酸素センサ
７８ 第２温度センサ
８０ 第１ＮＯｘセンサ
８２ 第２ＮＯｘセンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】