内燃機関の排気浄化装置
【課題】酸化触媒により排気ガス中の還元物質を燃焼させた際の燃焼熱を利用して再生処理が実施されるパティキュレートフィルタを具備し、酸化触媒がＳ被毒していても良好な再生処理を実現可能とする内燃機関の排気浄化装置を提供する。
【解決手段】排気通路１のパティキュレートフィルタ２の上流側に配置されて酸化触媒近傍を通過する排気ガス中の硫黄成分を検出する硫黄成分検出装置４は、排気ガス中のＳＯX及びＮＯXを保持し、ＳＯX保持量が増加するほどＮＯX保持可能量が減少する保持部を具備し、保持部に保持されたＮＯX保持量に基づきＳＯX保持量を推定するものであり、ＳＯX保持量が設定値以上である時にはＳＯX保持量が設定値より少ない時に比較して、パティキュレートフィルタの再生処理において酸化触媒により燃焼させる還元物質の量を増加させる。
【解決手段】排気通路１のパティキュレートフィルタ２の上流側に配置されて酸化触媒近傍を通過する排気ガス中の硫黄成分を検出する硫黄成分検出装置４は、排気ガス中のＳＯX及びＮＯXを保持し、ＳＯX保持量が増加するほどＮＯX保持可能量が減少する保持部を具備し、保持部に保持されたＮＯX保持量に基づきＳＯX保持量を推定するものであり、ＳＯX保持量が設定値以上である時にはＳＯX保持量が設定値より少ない時に比較して、パティキュレートフィルタの再生処理において酸化触媒により燃焼させる還元物質の量を増加させる。
【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装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パティキュレートの大気放出を抑制するために、内燃機関の排気通路にパティキュレートフィルタを配置することが提案されている。パティキュレートフィルタは、捕集パティキュレート量が多くなるほど排気抵抗を増加させる。それにより、排気抵抗が設定値を超えないようにするために、パティキュレートフィルタにおいては定期的又は不定期的に捕集パティキュレートを焼失させる再生処理が必要となる。
【０００３】
再生処理のために、パティキュレートフィルタには酸化触媒が担持され、酸化触媒により排気ガス中の還元物質を酸化させる際の発熱を利用して捕集パティキュレートの一部を燃焼温度まで昇温させる。こうして、捕集パティキュレートの一部を燃焼させれば、その燃焼熱により残りの捕集パティキュレートも燃焼させることができる。
【０００４】
このようなパティキュレートフィルタの上流側に酸化触媒装置を配置する場合において、酸化触媒装置に担持された酸化触媒には、排気ガス中のＳＯXが付着して酸化触媒が機能低下（Ｓ被毒）するために、酸化触媒の温度を約４００°Ｃまで高めて排気ガスの空燃比をリッチにすることにより酸化触媒のＳ被毒を解消することが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０９７６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の内燃機関に排気浄化装置において、パティキュレートフィルタに担持された酸化触媒もＳ被毒して機能低下する。酸化触媒装置のＳ被毒の解消処理において、排気ガスの空燃比がリッチにされるために、この時にパティキュレートフィルタの温度を約４００°Ｃとすれば、酸化触媒装置の下流側に位置するパティキュレートフィルタにおいても酸化触媒のＳ被毒を解消することができる。
【０００７】
酸化触媒装置のＳ被毒の解消処理は、パティキュレートフィルタの再生処理より頻繁に実施されるようになっており、もし、パティキュレートフィルタの再生処理の直前に酸化触媒装置のＳ被毒の解消処理が必ず実施されれば、パティキュレートフィルタの再生処理に際してパティキュレートフィルタの酸化触媒のＳ被毒も解消されており、特に問題は発生しない。
【０００８】
しかしながら、酸化触媒装置のＳ被毒の解消処理は、パティキュレートフィルタの再生処理の直前に必ず実施されるとは限らず、また、このように頻繁に酸化触媒装置のＳ被毒の解消処理を実施すると燃料消費を悪化させる。こうして、もし、パティキュレートフィルタの再生処理の直前に酸化触媒装置のＳ被毒の解消処理が実施されなければ、パティキュレートフィルタの再生処理に際してパティキュレートフィルタの酸化触媒がＳ被毒により機能低下していることがあり、それによって、パティキュレートフィルタにおいて捕集パティキュレートの一部を確実に着火燃焼させることができなければ、パティキュレートフィルタの再生処理が不十分となって、排気抵抗が設定値を超えるようになるまでパティキュレートフィルタにパティキュレートが捕集されてしまうことがある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、酸化触媒により排気ガス中の還元物質を燃焼させた際の燃焼熱を利用して再生処理が実施されるパティキュレートフィルタを具備し、酸化触媒がＳ被毒していてもパティキュレートフィルタの良好な再生処理を実現可能とする内燃機関の排気浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に配置されて排気ガス中のパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタであって、酸化触媒により排気ガス中の還元物質を燃焼させた際の燃焼熱を利用して再生処理が実施されるパティキュレートフィルタと、前記排気通路の前記パティキュレートフィルタの上流側に配置されて前記酸化触媒近傍を通過する排気ガス中の硫黄成分を検出する硫黄成分検出装置とを具備し、前記硫黄成分検出装置は、排気ガス中のＳＯX及びＮＯXを保持し、ＳＯX保持量が増加するほどＮＯX保持可能量が減少する保持部を具備し、前記保持部に保持されたＮＯX保持量に基づき前記ＳＯX保持量を推定するものであり、前記ＳＯX保持量が設定値以上である時には前記ＳＯX保持量が前記設定値より少ない時に比較して、パティキュレートフィルタの再生処理において前記酸化触媒により燃焼させる還元物質の量を増加させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気通路のパティキュレートフィルタの上流側に配置された硫黄成分検出装置は、排気ガス中のＳＯX及びＮＯXを保持し、ＳＯX保持量が増加するほどＮＯX保持可能量が減少する保持部を具備し、保持部に保持されたＮＯX保持量に基づきＳＯX保持量を推定するものであり、こうして推定された保持部のＳＯX保持量は、硫黄成分検出装置のＳＯX保持量が零であった時から現在までの酸化触媒近傍を通過する排気ガス中のＳＯXの積算値に対応するために酸化触媒の現在のＳ被毒の程度にも対応し、ＳＯX保持量が設定値以上である時にはＳＯX保持量が設定値より少ない時に比較して、酸化触媒のＳ被毒の程度は大きいとして、パティキュレートフィルタの再生処理において酸化触媒により燃焼させる還元物質の量を増加させるようになっている。それにより、酸化触媒がＳ被毒していても、パティキュレートフィルタにおいて捕集パティキュレートの一部を燃焼温度まで昇温させ易くなり、パティキュレートフィルタの良好な再生処理を可能とし、排気抵抗が設定値を超えるようになるまでパティキュレートフィルタにパティキュレートが捕集されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による内燃機関の排気浄化装置の実施形態を示す概略図である。
【図２】硫黄成分検出装置を示す概略断面図である。
【図３】本発明による内燃機関の排気浄化装置におけるパティキュレートフィルタの捕集パティキュレート量と、硫黄成分検出装置のＳＯX保持量と、パティキュレートフィルタの再生処理における還元物質供給量との関係を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は本発明による内燃機関の排気浄化装置の実施形態を示す概略図であり、同図において、１は内燃機関の排気通路である。内燃機関は、ディーゼルエンジン又は筒内噴射式火花点火内燃機関のような希薄燃焼を実施する内燃機関である。このような内燃機関の排気ガス中には、比較的多くのパティキュレートが含まれるために、排気通路１には、パティキュレートの大気放出を抑制するためのパティキュレートフィルタ２が配置されている。３は同一ハウジング内においてパティキュレートフィルタ２の直上流側に配置された酸化触媒装置である。酸化触媒装置３は排気ガス中のＨＣ及びＣＯ等を酸化により浄化する。
【００１４】
パティキュレートフィルタ２は、例えば、コージライトのような多孔質材料から形成されたハニカム構造をなすウォールフロー型であり、多数の軸線方向に延在する隔壁によって細分された多数の軸線方向空間を有している。隣接する二つの軸線方向空間において、一方は栓によって排気下流側を閉鎖され、他方は栓によって排気上流側を閉鎖される。こうして、隣接する二つの軸線方向空間の一方は排気ガスの流入通路となり、他方は流出通路となり、排気ガスが必ず隔壁を通過する。排気ガス中のパティキュレートは、隔壁の細孔の大きさに比較して非常に小さいものであるが、隔壁の排気上流側表面及び隔壁内の細孔表面上に衝突して捕集される。こうして、各隔壁５４は、パティキュレートを捕集する捕集壁として機能する。パティキュレートフィルタ２には、隔壁の表面上にアルミナ等を使用して白金Ｐｔ等の貴金属酸化触媒が担持されている。
【００１５】
酸化触媒装置３も、例えば、コージライトのような多孔質材料から形成されたハニカム構造を有し、パティキュレートフィルタ２とは異なり、各軸線方向空間において排気下流側も排気上流側も閉鎖されていない。各軸線方向空間を形成する隔壁の表面上にはアルミナ等を使用して白金Ｐｔ等の貴金属酸化触媒が担持されている。
【００１６】
図１において、４は酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２へ流入する排気ガス中の硫黄成分を検出するための硫黄成分検出装置である。また、５は硫黄成分検出装置４の上流側において排気ガス中に燃料を供給する燃料供給装置である。図２は、硫黄成分検出装置の実施形態を示す概略断面図である。同図において、４１は硫黄成分検出装置３を構成する熱電対等の温度センサである。４２は温度センサ４１の感温部を覆うように配置されたＮＯX及びＳＯX保持部である。
【００１７】
ＮＯX及びＳＯX保持部４２は、排気通路１を通過する排気ガス中に晒されて排気ガス中のＮＯX及びＳＯXを保持するものであり、例えば、ＮＯX保持材と白金Ｐｔのような貴金属触媒とを温度センサ４１の感温部に塗布することにより形成することができる。
【００１８】
ＮＯX保持材は、カリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類金属、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つである。
【００１９】
このようにＮＯX保持材及び貴金属触媒により形成されたＮＯX及びＳＯX保持部４２は、排気ガスがリーン空燃比である時、すなわち、排気ガス中の酸素濃度が高い時に、排気ガス中のＮＯXを硝酸塩として吸収し、排気ガス中のＳＯXを硫酸塩として吸収する。ＮＯXをＳＯX保持部４２は、ＮＯX保持材の量に応じて、ＳＯXが保持されていない時のＮＯX保持可能量（又はＮＯX及びＳＯXの保持可能量）を有し、硝酸塩に比較して硫酸塩は安定な物質であるために、ＳＯXが保持されていない時のＮＯX保持可能量を基準値として、ＳＯX保持量が増加するほど、現在のＮＯX保持可能量は減少することとなる。
【００２０】
それにより、ＮＯX及びＳＯX保持部４２における現在のＮＯX保持可能量を検出して基準値から減算すれば、ＮＯX及びＳＯX保持部４２における現在のＳＯX保持量に対応する値となる。現在のＳＯX保持量は、ＮＯX及びＳＯX保持部４２にＳＯXが保持されていなかった時から現在までの間にＮＯX及びＳＯX保持部４２近傍を通過した排気ガス中の積算ＳＯX量に一定の保持割合を乗算した値と考えることができる。
【００２１】
一方、ＮＯX及びＳＯX保持部４２にＳＯXが保持されていなかった時から現在までの間に酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２へ流入した排気ガス中の積算ＳＯX量の一定の付着割合を乗算した値だけ酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒がＳ被毒したと考えることができる。
【００２２】
また、ＮＯX及びＳＯX保持部４２にＳＯXが保持されていなかった時から現在までの間にＮＯX及びＳＯX保持部４２近傍を通過した排気ガス中の積算ＳＯX量は、ＮＯX及びＳＯX保持部４２にＳＯXが保持されていなかった時から現在までの間に酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２へ流入した排気ガス中の積算ＳＯX量と同じであり、こうして、ＮＯX及びＳＯX保持部４２にＳＯXが保持されていなかった時、すなわち、ＮＯX及びＳＯX保持部４２のＳＯX保持量が零であった時に、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒はＳ被毒していない又はＳ被毒が解消された場合には、ＮＯX及びＳＯX保持部４２のＳＯX保持量は、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒のＳ被毒程度に対応していると考えることができる。
【００２３】
ＮＯX及びＳＯX保持部４２の現在のＮＯX保持可能量を検出するためには、先ずは、ＮＯX及びＳＯX保持部４２を排気ガス中に長時間晒すことによりＮＯX及びＳＯX保持部４２に最大限に排気ガス中のＮＯXを吸収させる。次いで、排気ガスの空燃比をリッチ（理論空燃比よりリッチ側の空燃比）とする。排気ガスの空燃比をリッチにするためには、燃料供給装置５によって排気ガス中に追加燃料を供給したり、気筒内での燃焼空燃比をリッチにしたり、又は、膨張行程又は排気行程において気筒内へ追加燃料を供給したりすれば良い。
【００２４】
排気ガスの空燃比がリッチとされると、ＮＯX及びＳＯX保持部４２周りの酸素濃度が低下し、又は、ＮＯX及びＳＯX保持部４２の貴金属触媒が排気ガス中のＨＣ等の還元物質を排気ガス中の酸素を使用して酸化させることによりＮＯX及びＳＯX保持部４２周りの酸素濃度が低下し、それにより、以下に示すように、ＮＯX及びＳＯX保持部４２に吸収されているＮＯXが放出され、それと同時に、放出ＮＯXはＮＯX及びＳＯX保持部４２の貴金属触媒により排気ガス中の還元物質（例えばＣＯ）を使用して還元される。
【００２５】
1/2Ｂａ（ＮＯ3)2→1/2ＢａＯ＋ＮＯ＋3/4Ｏ2−309.6kJ/mol
ＣＯ＋ＮＯ→1/2Ｎ2＋2ＣＯ2＋373.2kJ/mol
3/2ＣＯ+3/4Ｏ2→3/2ＣＯ2＋424.5kJ/mol
こうして、１molのＮＯに対して約490kJの発熱が発生する。それにより、ＮＯX及びＳＯX保持部４２近傍の排気ガスの空燃比がリッチにされる前のＮＯX及びＳＯX保持部４２の温度ＴｂとＮＯX及びＳＯX保持部４２近傍の排気ガスの空燃比がリッチにされた後の最高温度Ｔａとの間の温度上昇値ΔＴ（Ｔａ−Ｔｂ）を温度センサ４１により測定すれば、この温度上昇値ΔＴに基づいてＮＯX及びＳＯX保持部４２に保持されていたＮＯX保持量（mol）、すなわち、現在のＮＯX保持可能量を検出することができる。
【００２６】
また、ＮＯX及びＳＯX保持部４２に保持されているＮＯXは、ＮＯX及びＳＯX保持部４２の温度を約５００°Ｃとすれば酸素濃度を低下させなくても放出される。これを利用して、例えばＮＯX及びＳＯX保持部４２を加熱する電気ヒータを設けてＮＯX及びＳＯX保持部４２を加熱すれば、ＮＯX及びＳＯX保持部４２が全てのＮＯXを放出するのに使用した熱量に基づき、ＮＯX及びＳＯX保持部４２の現在のＮＯX保持可能量を検出することも可能である。
【００２７】
本実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、例えば設定運転時間毎にパティキュレートフィルタ２の捕集パティキュレートを焼失させる再生処理を実施するようになっている。どのように内燃機関を運転しても、設定運転時間では、排気抵抗が設定値を超えて機関出力が著しく低下するほどのパティキュレート量ＡＰ’がパティキュレートフィルタ２に捕集されないようになっている。しかしながら、再生処理において、捕集パティキュレートの一部が残留してしまうと、次回の設定運転時間後において、パティキュレート量ＡＰ’を超える量のパティキュレートがパティキュレートフィルタ２に捕集され、機関出力が著しく低下することがあり、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、このような機関出力の低下を抑制するためのものである。
【００２８】
図３は、パティキュレートフィルタ２の捕集パティキュレート量ＡＰと、硫黄成分検出装置４のＳＯX保持量ＡＳと、パティキュレートフィルタ２の再生処理における燃料供給量ＡＦとの関係を示すタイムチャートである。
【００２９】
時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、及びｔ４において、設定運転時間毎のパティキュレートフィルタ２の再生処理が実施される。パティキュレートフィルタ２の再生処理を実施するためには、燃料供給装置５から排気ガス中へ燃料を供給する（又は、膨張行程又は排気行程において気筒内へ追加燃料を供給する）が、排気ガスの空燃比はリーンとされる。それにより、排気ガス中へ供給された燃料は、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒により排気ガス中の多量の酸素を使用して良好に燃焼して、パティキュレートフィルタ２の捕集パティキュレートの一部を燃焼温度へ昇温する。こうして、捕集パティキュレートの一部が燃焼を開始すれば、その燃焼熱によって残りの捕集パティキュレートも燃焼温度となって燃焼する。
【００３０】
しかしながら、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒がＳ被毒により機能低下していると、排気ガス中へ供給された燃料の一部しか燃焼させることができず、それにより、燃焼温度へ昇温される捕集パティキュレートの量が減少すれば、その燃焼熱によって残り全ての捕集パティキュレートを燃焼温度へ昇温することが困難となって、再生処理の終了後に捕集パティキュレートの一部がパティキュレートフィルタ２に残留することがある。
【００３１】
本実施形態では、パティキュレートフィルタ２の再生時期ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４において、硫黄成分検出装置４の現在のＮＯX保持可能量を前述したようにして検出し、硫黄成分検出装置４の現在のＳＯX保持量ＡＳを推定する。前述したように、硫黄成分検出装置４の現在のＳＯX保持量ＡＳは、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒の現在のＳ被毒程度に対応する。ＮＯX及びＳＯX保持部４２のＳＯX保持量が零であった時からの各再生時期までの経過時間は、再生時期ｔ１、ｔ２、ｔ３の順に長くなっており、それにより、各再生時期における硫黄成分検出装置４のＳＯX保持量ＡＳも徐々に多くなり、各再生時期における酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒のＳ被毒程度も徐々に悪化している。
【００３２】
各再生時期におけるＮＯX及びＳＯX保持部４２のＳＯX保持量ＡＳが多いほど、各再生時期における酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒のＳ被毒程度はより悪化していることとなり、燃料供給装置５から再生処理のために供給される燃料供給量ＡＦを多くするようにしている。それにより、酸化触媒がＳ被毒により機能低下していても、より多くの燃料が供給されるために、所望量の捕集パティキュレートを燃焼温度へ昇温するのに必要な量の燃料を燃焼させることができる。その結果、再生処理においてほぼ全ての捕集パティキュレートを焼失させることができ、排気抵抗が設定値を超えて機関出力が著しく低下するほどのパティキュレート量ＡＰ’がパティキュレートフィルタ２に捕集されることはない。
【００３３】
再生処理において、パティキュレートフィルタ２は高温となるが、排気ガスの空燃比がリーンであるために、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒のＳ被毒は解消しない。また、硫黄成分検出装置４においてＮＯX保持可能量を検出するために排気ガスの空燃比がリッチとされる時は、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の温度が低いために、やはり、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒のＳ被毒は解消しない。
【００３４】
しかしながら、硫黄成分検出装置４においてＳＯX保持量を零とするためのＳＯX放出処理が実施されると、この時には、ＮＯX及びＳＯX保持部４２の温度を約６００°Ｃまで昇温するために、排気ガス温度を高めたり、パティキュレートフィルタ２の再生処理と同様に排気ガス中に還元物質を供給してＮＯX及びＳＯX保持部４２において燃焼させたりすることが必要となり、それにより、硫黄成分検出装置４の下流側の酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２も４００°Ｃ以上の温度となり、次いで、排気ガスの空燃比がリッチとされるために、時刻ｔ４’のように、硫黄成分検出装置４から全てのＳＯXが放出されてＳＯX保持量ＡＳが零となると、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒のＳ被毒も解消される。時刻ｔ４’における硫黄成分検出装置４のＳＯX放出処理において、パティキュレートフィルタ２の捕集パティキュレートが燃焼しても、次回の再生時期ｔ４における捕集パティキュレート量が少なくなるだけであり、特に問題はない。
【００３５】
こうして、次の再生時期ｔ４となった時には、硫黄成分検出装置４のＳＯX保持量ＡＳが比較的少なく、それにより、再生処理のための燃料供給量ＡＦも少なくされるが、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒も殆どＳ被毒しておらず、良好な再生処理が実現される。
【００３６】
本実施形態においては、硫黄成分検出装置のＳＯX保持量が多いほど、パティキュレートフィルタ２の再生処理において酸化触媒により燃焼させる燃料等の還元物質の量を多くしたが、もちろん、このような無段階的でなく、還元物質の量を二段階、三段階、四段階のように、多段階的に制御するようにしても良く、例えば、二段階の制御として、硫黄成分検出装置のＳＯX保持量が設定値以上である時にはＳＯX保持量が設定値より少ない時に比較して、パティキュレートフィルタの再生処理において酸化触媒により燃焼させる還元物質の量を増加させるようにしても良い。
【００３７】
また、本実施形態において、パティキュレートフィルタ２の直上流側に酸化触媒装置３が配置されているが、これは本発明を限定するものではなく省略可能である。また、パティキュレートフィルタ２の直上流側の酸化触媒装置３が配置されている場合には、パティキュレートフィルタ２自身に担持させた酸化触媒を省略するようにしても良い。また、パティキュレートフィルタ２にセリア等の酸素保持材を担持させることにより、再生処理時において、酸素保持材から放出される酸素を使用して還元物質が燃焼し易くなり、また、酸素保持材から放出される酸素によって捕集パティキュレートを直接的に酸化除去することもできる。このような酸素保持材も酸素に代えてＳＯXを保持して機能低下するために、硫黄成分検出装置４のＳＯX保持量に基づき再生処理時の還元物質供給量を制御することは有効である。
【００３８】
本実施形態において、パティキュレートフィルタ２の再生処理は、設定運転時間毎としたが、設定走行距離毎としても良いし、不定期的としても良く、排気抵抗が設定値を超えて機関出力が著しく低下するほどのパティキュレート量ＡＰ’がパティキュレートフィルタ２に捕集される前に再生処理が実施されるようになっていれば良い。
【００３９】
また、硫黄成分検出装置４のＳＯX放出処理は実施されなくても良いが、この場合において、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒のＳ被毒を解消しなければ、硫黄成分検出装置４のＳＯX保持量ＡＳを、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒のＳ被毒程度に対応させることができる。一方、硫黄成分検出装置４のＳＯX放出処理が実施されない場合において、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒のＳ被毒が解消された時には、Ｓ被毒を解消した時のＳＯX保持量ＡＳ’を記憶すれば、硫黄成分検出装置４の現在のＳＯX保持量ＡＳから記憶されたＳＯX保持量ＡＳ’を減算した値を、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒の現在のＳ被毒程度に対応させることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 排気通路
２ パティキュレートフィルタ
３ 酸化触媒装置
４ 硫黄成分検出装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パティキュレートの大気放出を抑制するために、内燃機関の排気通路にパティキュレートフィルタを配置することが提案されている。パティキュレートフィルタは、捕集パティキュレート量が多くなるほど排気抵抗を増加させる。それにより、排気抵抗が設定値を超えないようにするために、パティキュレートフィルタにおいては定期的又は不定期的に捕集パティキュレートを焼失させる再生処理が必要となる。
【０００３】
再生処理のために、パティキュレートフィルタには酸化触媒が担持され、酸化触媒により排気ガス中の還元物質を酸化させる際の発熱を利用して捕集パティキュレートの一部を燃焼温度まで昇温させる。こうして、捕集パティキュレートの一部を燃焼させれば、その燃焼熱により残りの捕集パティキュレートも燃焼させることができる。
【０００４】
このようなパティキュレートフィルタの上流側に酸化触媒装置を配置する場合において、酸化触媒装置に担持された酸化触媒には、排気ガス中のＳＯXが付着して酸化触媒が機能低下（Ｓ被毒）するために、酸化触媒の温度を約４００°Ｃまで高めて排気ガスの空燃比をリッチにすることにより酸化触媒のＳ被毒を解消することが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０９７６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の内燃機関に排気浄化装置において、パティキュレートフィルタに担持された酸化触媒もＳ被毒して機能低下する。酸化触媒装置のＳ被毒の解消処理において、排気ガスの空燃比がリッチにされるために、この時にパティキュレートフィルタの温度を約４００°Ｃとすれば、酸化触媒装置の下流側に位置するパティキュレートフィルタにおいても酸化触媒のＳ被毒を解消することができる。
【０００７】
酸化触媒装置のＳ被毒の解消処理は、パティキュレートフィルタの再生処理より頻繁に実施されるようになっており、もし、パティキュレートフィルタの再生処理の直前に酸化触媒装置のＳ被毒の解消処理が必ず実施されれば、パティキュレートフィルタの再生処理に際してパティキュレートフィルタの酸化触媒のＳ被毒も解消されており、特に問題は発生しない。
【０００８】
しかしながら、酸化触媒装置のＳ被毒の解消処理は、パティキュレートフィルタの再生処理の直前に必ず実施されるとは限らず、また、このように頻繁に酸化触媒装置のＳ被毒の解消処理を実施すると燃料消費を悪化させる。こうして、もし、パティキュレートフィルタの再生処理の直前に酸化触媒装置のＳ被毒の解消処理が実施されなければ、パティキュレートフィルタの再生処理に際してパティキュレートフィルタの酸化触媒がＳ被毒により機能低下していることがあり、それによって、パティキュレートフィルタにおいて捕集パティキュレートの一部を確実に着火燃焼させることができなければ、パティキュレートフィルタの再生処理が不十分となって、排気抵抗が設定値を超えるようになるまでパティキュレートフィルタにパティキュレートが捕集されてしまうことがある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、酸化触媒により排気ガス中の還元物質を燃焼させた際の燃焼熱を利用して再生処理が実施されるパティキュレートフィルタを具備し、酸化触媒がＳ被毒していてもパティキュレートフィルタの良好な再生処理を実現可能とする内燃機関の排気浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に配置されて排気ガス中のパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタであって、酸化触媒により排気ガス中の還元物質を燃焼させた際の燃焼熱を利用して再生処理が実施されるパティキュレートフィルタと、前記排気通路の前記パティキュレートフィルタの上流側に配置されて前記酸化触媒近傍を通過する排気ガス中の硫黄成分を検出する硫黄成分検出装置とを具備し、前記硫黄成分検出装置は、排気ガス中のＳＯX及びＮＯXを保持し、ＳＯX保持量が増加するほどＮＯX保持可能量が減少する保持部を具備し、前記保持部に保持されたＮＯX保持量に基づき前記ＳＯX保持量を推定するものであり、前記ＳＯX保持量が設定値以上である時には前記ＳＯX保持量が前記設定値より少ない時に比較して、パティキュレートフィルタの再生処理において前記酸化触媒により燃焼させる還元物質の量を増加させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気通路のパティキュレートフィルタの上流側に配置された硫黄成分検出装置は、排気ガス中のＳＯX及びＮＯXを保持し、ＳＯX保持量が増加するほどＮＯX保持可能量が減少する保持部を具備し、保持部に保持されたＮＯX保持量に基づきＳＯX保持量を推定するものであり、こうして推定された保持部のＳＯX保持量は、硫黄成分検出装置のＳＯX保持量が零であった時から現在までの酸化触媒近傍を通過する排気ガス中のＳＯXの積算値に対応するために酸化触媒の現在のＳ被毒の程度にも対応し、ＳＯX保持量が設定値以上である時にはＳＯX保持量が設定値より少ない時に比較して、酸化触媒のＳ被毒の程度は大きいとして、パティキュレートフィルタの再生処理において酸化触媒により燃焼させる還元物質の量を増加させるようになっている。それにより、酸化触媒がＳ被毒していても、パティキュレートフィルタにおいて捕集パティキュレートの一部を燃焼温度まで昇温させ易くなり、パティキュレートフィルタの良好な再生処理を可能とし、排気抵抗が設定値を超えるようになるまでパティキュレートフィルタにパティキュレートが捕集されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による内燃機関の排気浄化装置の実施形態を示す概略図である。
【図２】硫黄成分検出装置を示す概略断面図である。
【図３】本発明による内燃機関の排気浄化装置におけるパティキュレートフィルタの捕集パティキュレート量と、硫黄成分検出装置のＳＯX保持量と、パティキュレートフィルタの再生処理における還元物質供給量との関係を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は本発明による内燃機関の排気浄化装置の実施形態を示す概略図であり、同図において、１は内燃機関の排気通路である。内燃機関は、ディーゼルエンジン又は筒内噴射式火花点火内燃機関のような希薄燃焼を実施する内燃機関である。このような内燃機関の排気ガス中には、比較的多くのパティキュレートが含まれるために、排気通路１には、パティキュレートの大気放出を抑制するためのパティキュレートフィルタ２が配置されている。３は同一ハウジング内においてパティキュレートフィルタ２の直上流側に配置された酸化触媒装置である。酸化触媒装置３は排気ガス中のＨＣ及びＣＯ等を酸化により浄化する。
【００１４】
パティキュレートフィルタ２は、例えば、コージライトのような多孔質材料から形成されたハニカム構造をなすウォールフロー型であり、多数の軸線方向に延在する隔壁によって細分された多数の軸線方向空間を有している。隣接する二つの軸線方向空間において、一方は栓によって排気下流側を閉鎖され、他方は栓によって排気上流側を閉鎖される。こうして、隣接する二つの軸線方向空間の一方は排気ガスの流入通路となり、他方は流出通路となり、排気ガスが必ず隔壁を通過する。排気ガス中のパティキュレートは、隔壁の細孔の大きさに比較して非常に小さいものであるが、隔壁の排気上流側表面及び隔壁内の細孔表面上に衝突して捕集される。こうして、各隔壁５４は、パティキュレートを捕集する捕集壁として機能する。パティキュレートフィルタ２には、隔壁の表面上にアルミナ等を使用して白金Ｐｔ等の貴金属酸化触媒が担持されている。
【００１５】
酸化触媒装置３も、例えば、コージライトのような多孔質材料から形成されたハニカム構造を有し、パティキュレートフィルタ２とは異なり、各軸線方向空間において排気下流側も排気上流側も閉鎖されていない。各軸線方向空間を形成する隔壁の表面上にはアルミナ等を使用して白金Ｐｔ等の貴金属酸化触媒が担持されている。
【００１６】
図１において、４は酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２へ流入する排気ガス中の硫黄成分を検出するための硫黄成分検出装置である。また、５は硫黄成分検出装置４の上流側において排気ガス中に燃料を供給する燃料供給装置である。図２は、硫黄成分検出装置の実施形態を示す概略断面図である。同図において、４１は硫黄成分検出装置３を構成する熱電対等の温度センサである。４２は温度センサ４１の感温部を覆うように配置されたＮＯX及びＳＯX保持部である。
【００１７】
ＮＯX及びＳＯX保持部４２は、排気通路１を通過する排気ガス中に晒されて排気ガス中のＮＯX及びＳＯXを保持するものであり、例えば、ＮＯX保持材と白金Ｐｔのような貴金属触媒とを温度センサ４１の感温部に塗布することにより形成することができる。
【００１８】
ＮＯX保持材は、カリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類金属、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つである。
【００１９】
このようにＮＯX保持材及び貴金属触媒により形成されたＮＯX及びＳＯX保持部４２は、排気ガスがリーン空燃比である時、すなわち、排気ガス中の酸素濃度が高い時に、排気ガス中のＮＯXを硝酸塩として吸収し、排気ガス中のＳＯXを硫酸塩として吸収する。ＮＯXをＳＯX保持部４２は、ＮＯX保持材の量に応じて、ＳＯXが保持されていない時のＮＯX保持可能量（又はＮＯX及びＳＯXの保持可能量）を有し、硝酸塩に比較して硫酸塩は安定な物質であるために、ＳＯXが保持されていない時のＮＯX保持可能量を基準値として、ＳＯX保持量が増加するほど、現在のＮＯX保持可能量は減少することとなる。
【００２０】
それにより、ＮＯX及びＳＯX保持部４２における現在のＮＯX保持可能量を検出して基準値から減算すれば、ＮＯX及びＳＯX保持部４２における現在のＳＯX保持量に対応する値となる。現在のＳＯX保持量は、ＮＯX及びＳＯX保持部４２にＳＯXが保持されていなかった時から現在までの間にＮＯX及びＳＯX保持部４２近傍を通過した排気ガス中の積算ＳＯX量に一定の保持割合を乗算した値と考えることができる。
【００２１】
一方、ＮＯX及びＳＯX保持部４２にＳＯXが保持されていなかった時から現在までの間に酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２へ流入した排気ガス中の積算ＳＯX量の一定の付着割合を乗算した値だけ酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒がＳ被毒したと考えることができる。
【００２２】
また、ＮＯX及びＳＯX保持部４２にＳＯXが保持されていなかった時から現在までの間にＮＯX及びＳＯX保持部４２近傍を通過した排気ガス中の積算ＳＯX量は、ＮＯX及びＳＯX保持部４２にＳＯXが保持されていなかった時から現在までの間に酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２へ流入した排気ガス中の積算ＳＯX量と同じであり、こうして、ＮＯX及びＳＯX保持部４２にＳＯXが保持されていなかった時、すなわち、ＮＯX及びＳＯX保持部４２のＳＯX保持量が零であった時に、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒はＳ被毒していない又はＳ被毒が解消された場合には、ＮＯX及びＳＯX保持部４２のＳＯX保持量は、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒のＳ被毒程度に対応していると考えることができる。
【００２３】
ＮＯX及びＳＯX保持部４２の現在のＮＯX保持可能量を検出するためには、先ずは、ＮＯX及びＳＯX保持部４２を排気ガス中に長時間晒すことによりＮＯX及びＳＯX保持部４２に最大限に排気ガス中のＮＯXを吸収させる。次いで、排気ガスの空燃比をリッチ（理論空燃比よりリッチ側の空燃比）とする。排気ガスの空燃比をリッチにするためには、燃料供給装置５によって排気ガス中に追加燃料を供給したり、気筒内での燃焼空燃比をリッチにしたり、又は、膨張行程又は排気行程において気筒内へ追加燃料を供給したりすれば良い。
【００２４】
排気ガスの空燃比がリッチとされると、ＮＯX及びＳＯX保持部４２周りの酸素濃度が低下し、又は、ＮＯX及びＳＯX保持部４２の貴金属触媒が排気ガス中のＨＣ等の還元物質を排気ガス中の酸素を使用して酸化させることによりＮＯX及びＳＯX保持部４２周りの酸素濃度が低下し、それにより、以下に示すように、ＮＯX及びＳＯX保持部４２に吸収されているＮＯXが放出され、それと同時に、放出ＮＯXはＮＯX及びＳＯX保持部４２の貴金属触媒により排気ガス中の還元物質（例えばＣＯ）を使用して還元される。
【００２５】
1/2Ｂａ（ＮＯ3)2→1/2ＢａＯ＋ＮＯ＋3/4Ｏ2−309.6kJ/mol
ＣＯ＋ＮＯ→1/2Ｎ2＋2ＣＯ2＋373.2kJ/mol
3/2ＣＯ+3/4Ｏ2→3/2ＣＯ2＋424.5kJ/mol
こうして、１molのＮＯに対して約490kJの発熱が発生する。それにより、ＮＯX及びＳＯX保持部４２近傍の排気ガスの空燃比がリッチにされる前のＮＯX及びＳＯX保持部４２の温度ＴｂとＮＯX及びＳＯX保持部４２近傍の排気ガスの空燃比がリッチにされた後の最高温度Ｔａとの間の温度上昇値ΔＴ（Ｔａ−Ｔｂ）を温度センサ４１により測定すれば、この温度上昇値ΔＴに基づいてＮＯX及びＳＯX保持部４２に保持されていたＮＯX保持量（mol）、すなわち、現在のＮＯX保持可能量を検出することができる。
【００２６】
また、ＮＯX及びＳＯX保持部４２に保持されているＮＯXは、ＮＯX及びＳＯX保持部４２の温度を約５００°Ｃとすれば酸素濃度を低下させなくても放出される。これを利用して、例えばＮＯX及びＳＯX保持部４２を加熱する電気ヒータを設けてＮＯX及びＳＯX保持部４２を加熱すれば、ＮＯX及びＳＯX保持部４２が全てのＮＯXを放出するのに使用した熱量に基づき、ＮＯX及びＳＯX保持部４２の現在のＮＯX保持可能量を検出することも可能である。
【００２７】
本実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、例えば設定運転時間毎にパティキュレートフィルタ２の捕集パティキュレートを焼失させる再生処理を実施するようになっている。どのように内燃機関を運転しても、設定運転時間では、排気抵抗が設定値を超えて機関出力が著しく低下するほどのパティキュレート量ＡＰ’がパティキュレートフィルタ２に捕集されないようになっている。しかしながら、再生処理において、捕集パティキュレートの一部が残留してしまうと、次回の設定運転時間後において、パティキュレート量ＡＰ’を超える量のパティキュレートがパティキュレートフィルタ２に捕集され、機関出力が著しく低下することがあり、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、このような機関出力の低下を抑制するためのものである。
【００２８】
図３は、パティキュレートフィルタ２の捕集パティキュレート量ＡＰと、硫黄成分検出装置４のＳＯX保持量ＡＳと、パティキュレートフィルタ２の再生処理における燃料供給量ＡＦとの関係を示すタイムチャートである。
【００２９】
時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、及びｔ４において、設定運転時間毎のパティキュレートフィルタ２の再生処理が実施される。パティキュレートフィルタ２の再生処理を実施するためには、燃料供給装置５から排気ガス中へ燃料を供給する（又は、膨張行程又は排気行程において気筒内へ追加燃料を供給する）が、排気ガスの空燃比はリーンとされる。それにより、排気ガス中へ供給された燃料は、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒により排気ガス中の多量の酸素を使用して良好に燃焼して、パティキュレートフィルタ２の捕集パティキュレートの一部を燃焼温度へ昇温する。こうして、捕集パティキュレートの一部が燃焼を開始すれば、その燃焼熱によって残りの捕集パティキュレートも燃焼温度となって燃焼する。
【００３０】
しかしながら、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒がＳ被毒により機能低下していると、排気ガス中へ供給された燃料の一部しか燃焼させることができず、それにより、燃焼温度へ昇温される捕集パティキュレートの量が減少すれば、その燃焼熱によって残り全ての捕集パティキュレートを燃焼温度へ昇温することが困難となって、再生処理の終了後に捕集パティキュレートの一部がパティキュレートフィルタ２に残留することがある。
【００３１】
本実施形態では、パティキュレートフィルタ２の再生時期ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４において、硫黄成分検出装置４の現在のＮＯX保持可能量を前述したようにして検出し、硫黄成分検出装置４の現在のＳＯX保持量ＡＳを推定する。前述したように、硫黄成分検出装置４の現在のＳＯX保持量ＡＳは、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒の現在のＳ被毒程度に対応する。ＮＯX及びＳＯX保持部４２のＳＯX保持量が零であった時からの各再生時期までの経過時間は、再生時期ｔ１、ｔ２、ｔ３の順に長くなっており、それにより、各再生時期における硫黄成分検出装置４のＳＯX保持量ＡＳも徐々に多くなり、各再生時期における酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒のＳ被毒程度も徐々に悪化している。
【００３２】
各再生時期におけるＮＯX及びＳＯX保持部４２のＳＯX保持量ＡＳが多いほど、各再生時期における酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒のＳ被毒程度はより悪化していることとなり、燃料供給装置５から再生処理のために供給される燃料供給量ＡＦを多くするようにしている。それにより、酸化触媒がＳ被毒により機能低下していても、より多くの燃料が供給されるために、所望量の捕集パティキュレートを燃焼温度へ昇温するのに必要な量の燃料を燃焼させることができる。その結果、再生処理においてほぼ全ての捕集パティキュレートを焼失させることができ、排気抵抗が設定値を超えて機関出力が著しく低下するほどのパティキュレート量ＡＰ’がパティキュレートフィルタ２に捕集されることはない。
【００３３】
再生処理において、パティキュレートフィルタ２は高温となるが、排気ガスの空燃比がリーンであるために、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒のＳ被毒は解消しない。また、硫黄成分検出装置４においてＮＯX保持可能量を検出するために排気ガスの空燃比がリッチとされる時は、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の温度が低いために、やはり、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２に担持された酸化触媒のＳ被毒は解消しない。
【００３４】
しかしながら、硫黄成分検出装置４においてＳＯX保持量を零とするためのＳＯX放出処理が実施されると、この時には、ＮＯX及びＳＯX保持部４２の温度を約６００°Ｃまで昇温するために、排気ガス温度を高めたり、パティキュレートフィルタ２の再生処理と同様に排気ガス中に還元物質を供給してＮＯX及びＳＯX保持部４２において燃焼させたりすることが必要となり、それにより、硫黄成分検出装置４の下流側の酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２も４００°Ｃ以上の温度となり、次いで、排気ガスの空燃比がリッチとされるために、時刻ｔ４’のように、硫黄成分検出装置４から全てのＳＯXが放出されてＳＯX保持量ＡＳが零となると、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒のＳ被毒も解消される。時刻ｔ４’における硫黄成分検出装置４のＳＯX放出処理において、パティキュレートフィルタ２の捕集パティキュレートが燃焼しても、次回の再生時期ｔ４における捕集パティキュレート量が少なくなるだけであり、特に問題はない。
【００３５】
こうして、次の再生時期ｔ４となった時には、硫黄成分検出装置４のＳＯX保持量ＡＳが比較的少なく、それにより、再生処理のための燃料供給量ＡＦも少なくされるが、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒も殆どＳ被毒しておらず、良好な再生処理が実現される。
【００３６】
本実施形態においては、硫黄成分検出装置のＳＯX保持量が多いほど、パティキュレートフィルタ２の再生処理において酸化触媒により燃焼させる燃料等の還元物質の量を多くしたが、もちろん、このような無段階的でなく、還元物質の量を二段階、三段階、四段階のように、多段階的に制御するようにしても良く、例えば、二段階の制御として、硫黄成分検出装置のＳＯX保持量が設定値以上である時にはＳＯX保持量が設定値より少ない時に比較して、パティキュレートフィルタの再生処理において酸化触媒により燃焼させる還元物質の量を増加させるようにしても良い。
【００３７】
また、本実施形態において、パティキュレートフィルタ２の直上流側に酸化触媒装置３が配置されているが、これは本発明を限定するものではなく省略可能である。また、パティキュレートフィルタ２の直上流側の酸化触媒装置３が配置されている場合には、パティキュレートフィルタ２自身に担持させた酸化触媒を省略するようにしても良い。また、パティキュレートフィルタ２にセリア等の酸素保持材を担持させることにより、再生処理時において、酸素保持材から放出される酸素を使用して還元物質が燃焼し易くなり、また、酸素保持材から放出される酸素によって捕集パティキュレートを直接的に酸化除去することもできる。このような酸素保持材も酸素に代えてＳＯXを保持して機能低下するために、硫黄成分検出装置４のＳＯX保持量に基づき再生処理時の還元物質供給量を制御することは有効である。
【００３８】
本実施形態において、パティキュレートフィルタ２の再生処理は、設定運転時間毎としたが、設定走行距離毎としても良いし、不定期的としても良く、排気抵抗が設定値を超えて機関出力が著しく低下するほどのパティキュレート量ＡＰ’がパティキュレートフィルタ２に捕集される前に再生処理が実施されるようになっていれば良い。
【００３９】
また、硫黄成分検出装置４のＳＯX放出処理は実施されなくても良いが、この場合において、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒のＳ被毒を解消しなければ、硫黄成分検出装置４のＳＯX保持量ＡＳを、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒のＳ被毒程度に対応させることができる。一方、硫黄成分検出装置４のＳＯX放出処理が実施されない場合において、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒のＳ被毒が解消された時には、Ｓ被毒を解消した時のＳＯX保持量ＡＳ’を記憶すれば、硫黄成分検出装置４の現在のＳＯX保持量ＡＳから記憶されたＳＯX保持量ＡＳ’を減算した値を、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒の現在のＳ被毒程度に対応させることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 排気通路
２ パティキュレートフィルタ
３ 酸化触媒装置
４ 硫黄成分検出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に配置されて排気ガス中のパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタであって、酸化触媒により排気ガス中の還元物質を燃焼させた際の燃焼熱を利用して再生処理が実施されるパティキュレートフィルタと、前記排気通路の前記パティキュレートフィルタの上流側に配置されて前記酸化触媒近傍を通過する排気ガス中の硫黄成分を検出する硫黄成分検出装置とを具備し、前記硫黄成分検出装置は、排気ガス中のＳＯX及びＮＯXを保持し、ＳＯX保持量が増加するほどＮＯX保持可能量が減少する保持部を具備し、前記保持部に保持されたＮＯX保持量に基づき前記ＳＯX保持量を推定するものであり、前記ＳＯX保持量が設定値以上である時には前記ＳＯX保持量が前記設定値より少ない時に比較して、パティキュレートフィルタの再生処理において前記酸化触媒により燃焼させる還元物質の量を増加させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１】
排気通路に配置されて排気ガス中のパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタであって、酸化触媒により排気ガス中の還元物質を燃焼させた際の燃焼熱を利用して再生処理が実施されるパティキュレートフィルタと、前記排気通路の前記パティキュレートフィルタの上流側に配置されて前記酸化触媒近傍を通過する排気ガス中の硫黄成分を検出する硫黄成分検出装置とを具備し、前記硫黄成分検出装置は、排気ガス中のＳＯX及びＮＯXを保持し、ＳＯX保持量が増加するほどＮＯX保持可能量が減少する保持部を具備し、前記保持部に保持されたＮＯX保持量に基づき前記ＳＯX保持量を推定するものであり、前記ＳＯX保持量が設定値以上である時には前記ＳＯX保持量が前記設定値より少ない時に比較して、パティキュレートフィルタの再生処理において前記酸化触媒により燃焼させる還元物質の量を増加させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１３２８７１（Ｐ２０１１−１３２８７１Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９２４２７（Ｐ２００９−２９２４２７）
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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