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する内燃機関の排気浄化装置において、酸化触媒が劣化しても燃料消費の悪化を抑制したＳ被毒解消処理により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。
【解決手段】本内燃機関の排気浄化装置においては、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の保持部のＳＯX保持量Ａが推定され（ステップ１０２）、ＳＯX保持量が設定量Ａ’以上となった時に酸化触媒のＳ被毒解消処理が実施され（ステップ１０４）、パティキュレートフィルタの再生処理の初期におけるパティキュレートフィルタの昇温速度Ｓが設定速度Ｓ’以下となった時（ステップ１０７）には、設定量を減少させる（ステップ１０８）。
【解決手段】本内燃機関の排気浄化装置においては、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の保持部のＳＯX保持量Ａが推定され（ステップ１０２）、ＳＯX保持量が設定量Ａ’以上となった時に酸化触媒のＳ被毒解消処理が実施され（ステップ１０４）、パティキュレートフィルタの再生処理の初期におけるパティキュレートフィルタの昇温速度Ｓが設定速度Ｓ’以下となった時（ステップ１０７）には、設定量を減少させる（ステップ１０８）。
【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、排気抵抗が許容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、又は、パティキュレートフィルタの直上流側に配置された酸化触媒装置に担持された酸化触媒により排気ガス中の還元物質を酸化させた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】
パティキュレートフィルタ又は酸化触媒装置等に担持されて排気通路内に位置する酸化触媒は、排気ガス中のＳＯXが付着して機能低下（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
【特許文献２】特開２００４−１７６６６４
【特許文献３】特開２００４−３０１１２７
【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、酸化触媒の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、それにより、酸化触媒のＳ被毒程度が低いにも係わらずにＳ被毒解消処理が実施されることがあり、燃料消費を悪化させる。
【０００７】
硫黄成分検出装置により酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値を検出すれば、この積算値は酸化触媒のＳ被毒程度に対応するために、酸化触媒のＳ被毒程度を推定することができる。それにより、硫黄成分検出装置により酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値（又はこの積算値に対応する値）を検出して、検出された積算値が設定積算値を超える時にだけＳ被毒の解消処理を実施するようにすれば、燃料消費の悪化を抑制することができる。
【０００８】
しかしながら、このようにＳ被毒の解消処理を実施して燃料消費の悪化を抑制すると、パティキュレートフィルタの再生処理において、酸化触媒の劣化により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、排気抵抗が許容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、燃料消費の悪化を抑制したＳ被毒解消処理により酸化触媒が劣化し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保持量が設定値量上となった時に、又は、前記ＳＯX保持量に基づき推定される前記酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値が設定積算値以上となった時に、前記酸化触媒のＳ被毒解消処理が実施される内燃機関の排気浄化装置において、前記再生処理の初期における前記パティキュレートフィルタの昇温速度が設定速度以下となった時には、前記設定量又は前記設定積算値を減少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、燃料消費の悪化を抑制するために、排気通路のパティキュレートフィルタの上流側に硫黄成分検出装置を配置し、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、ＳＯX保持量が設定量以上となった時に、又は、ＳＯX保持量に基づき推定される酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値が設定積算値以上となった時に、酸化触媒のＳ被毒解消処理が実施される内燃機関の排気浄化装置において、再生処理の初期におけるパティキュレートフィルタの昇温速度が設定速度以下となった時には、酸化触媒のＳ被毒程度が低いにも係わらずに酸化触媒が機能低下していることとなるために酸化触媒が劣化していると考えられ、設定量又は設定積算値を減少させることによりＳ被毒程度が低くてもＳ被毒解消処理が実施されるようにし、酸化触媒のＳ被毒による機能低下を改善することによってパティキュレートフィルタの良好な再生処理を実現することができる。
【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酸化触媒のＳ被毒解消及びパティキュレートフィルタの再生処理のためのフローチャートである。
【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等を排気ガス中の酸素を使用して酸化させることにより浄化するものである。
【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。６はパティキュレートフィルタ２から流出する排気ガスの温度をパティキュレートフィルタ２の温度として検出するための温度センサであり、パティキュレートフィルタ２の温度を直接的に測定するものとしても良い。
【００１７】
図２は、硫黄成分検出装置４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４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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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及び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。
【００２１】
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の位置において排気通路１を通過した排気ガス中に含まれるＳＯX量の積算値に一定の保持割合を乗算した値と考えることができる。
【００２２】
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量に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。
【００２３】
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の位置において排気通路１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、酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値に対応し、また、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
酸化触媒装置３の酸化触媒及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒は、排気ガス中のＳＯXが付着して酸化機能が低下する（Ｓ被毒）。それにより、酸化機能が大きく低下する前に酸化触媒のＳ被毒を解消する処理を実施することが必要である。また、パティキュレートフィルタ２は、捕集したパティキュレートによって排気抵抗が許容値を超えるようになる前に捕集したパティキュレートを焼失させる再生処理を実施することが必要である。図３は、本実施形態の内燃機関の排気浄化装置における酸化触媒のＳ被毒解消処理及びパティキュレートフィルタ２の再生処理のためのフローチャートであり、本フローチャートは電子制御装置において設定時間間隔毎に繰り返して実施される。
【００２９】
先ずは、ステップ１０１において、硫黄成分検出装置３の現在のＳＯX保持量を検出する時期であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、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被毒程度に対応する硫黄成分検出装置３の現在のＳＯX保持量は検出されず、ステップ１０５へ進む。
【００３０】
一方、ステップ１０１の判断が肯定される時には、ステップ１０２において、前述したようにして硫黄成分検出装置３の現在のＳＯX保持量Ａが検出される。次いで、ステップ１０３において、現在のＳＯX保持量Ａが設定量Ａ’以上であるか否かが判断され（又は、現在のＳＯX保持量Ａに対応する酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値が設定積算値以上であるか否かが判断され）、この判断が否定される時には、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被毒程度は低いために、Ｓ被毒解消処理を実施することなく、ステップ１０５へ進む。
【００３１】
しかしながら、現在のＳＯX保持量Ａが設定量Ａ’以上である時には、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被毒程度は高いために、ステップ１０４においてＳ被毒解消処理が実施されてステップ１０５へ進む。こうして、Ｓ被毒解消処理は、酸化触媒のＳ被毒程度が高い時にだけ実施されるために、燃料消費の悪化を抑制することができる。Ｓ被毒解消処理は、先ずは、排気ガスの空燃比をリーンに維持する程度に燃料供給装置５によって排気ガス中に第一追加燃料を供給し、第一追加燃料を酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒において排気ガス中の十分な量の酸素を使用して燃焼させ、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の温度を約４００°Ｃ以上に昇温する。次いで、排気ガスの空燃比をリッチにするように燃料供給装置５によって第二追加燃料を供給する。もちろん、このような第一及び第二追加燃料は、燃料噴射弁を使用して膨張行程又は排気行程において気筒内へ供給するようにしても良い。
【００３２】
このようなＳ被毒解消処理によって、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被毒は完全に解消されると共に、硫黄成分検出装置４のＮＯX及びＳＯX保持部４２は、熱容量が小さいために第一追加燃料により約６５０°以上に昇温され、第二追加燃料を含むリッチ空燃比の排気ガスによってＮＯX及びＳＯX保持部４２に保持されたＳＯXが完全に放出される。それにより、Ｓ被毒解消処理以降においても、ＮＯX及びＳＯX保持部４２のＳＯX保持量を酸化触媒のＳ被毒程度に対応させることができる。
【００３３】
ステップ１０５では、パティキュレートフィルタ２の再生時期であるか否かが判断される。例えば、設定運転時間毎にパティキュレートフィルタ２の再生時期とすれば良い。設定運転時間は、どのように内燃機関を運転しても、排気抵抗が許容値を超えて機関出力を著しく低下させるほどのパティキュレート量がパティキュレートフィルタ２に捕集されないように設定される。
【００３４】
ステップ１０５の判断が否定される時にはそのまま終了するが、ステップ１０５の判断が肯定される時には、ステップ１０６において、パティキュレートフィルタ２の再生処理が実施される。再生処理は、排気ガスの空燃比をリーンに維持する程度に燃料供給装置５から排気ガス中へ追加燃料を供給する（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）。この時の追加燃料は前述のＳ被毒解消処理の第一追加燃料よりは多くされる。このように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（約６００°Ｃ）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させることができる。
【００３５】
ステップ１０７では、パティキュレートフィルタ２の直下流側に配置された温度センサ６を使用してパティキュレートフィルタ２から排出される排気ガス温度をパティキュレートフィルタ２の温度として検出し、パティキュレートが燃焼を開始する前の再生処理初期におけるパティキュレートフィルタ２の昇温速度Ｓを算出し、この昇温速度Ｓが設定速度Ｓ’以下であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、特に問題はなくそのまま終了する。
【００３６】
酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値が設定積算値以上となった時には、ステップ１０４において酸化触媒のＳ被毒解消処理が実施されるために、パティキュレートフィルタの再生処理が実施される時には酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒のＳ被毒程度が高いはずはなく、それにも係わらずに、再生処理においてパティキュレートの燃焼が開始されるまでのパティキュレートフィルタ２の昇温速度Ｓが低くステップ１０７の判断が肯定されるのであれば、酸化触媒がシンタリング等により機能低下していると考えられる。これを放置すると、パティキュレートフィルタ２の再生処理が不十分となって、再生処理後にパティキュレートが残留し、排気抵抗が許容値を超えるほどのパティキュレートがパティキュレートフィルタ２に捕集されるようになってしまう。
【００３７】
本フローチャートでは、これを防止するために、ステップ１０７の判断が肯定される時には、ステップ１０８において、Ｓ毒解消処理を実施するか否かの判断に使用する閾値（硫黄成分検出装置のＳＯX保持量に対する閾値）である設定量Ａ’を値ａだけ減少させ、次いで、ステップ１０４においてＳ被毒解消処理を実施するようになっている。ここで、Ｓ毒解消処理を実施するか否かが、酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値により判断される場合には、その閾値である設定積算値を減少させることとなる。
【００３８】
それにより、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒が劣化により機能低下した時には、酸化触媒のＳ被毒程度が低くても、Ｓ被毒解消処理が実施されて酸化触媒のＳ被毒による機能低下が改善され、パティキュレートフィルタの良好な再生処理を実現することができる。
【００３９】
酸化触媒の劣化がさらに進行して、値ａだけ減少させた現在の設定量Ａ’を閾値とするＳ被毒解消処理では、再生処理初期のパティキュレートフィルタ２の昇温速度Ｓが再び設定速度Ｓ’以下になってしまうのであれば、ステップ１０８において、設定量Ａ’はさらに値ａだけ小さくされ、Ｓ被毒解消処理がさらに頻繁に実施されるようになっている。
【００４０】
ところで、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、排気抵抗が許容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。
【符号の説明】
【００４３】
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、排気抵抗が許容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、又は、パティキュレートフィルタの直上流側に配置された酸化触媒装置に担持された酸化触媒により排気ガス中の還元物質を酸化させた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】
パティキュレートフィルタ又は酸化触媒装置等に担持されて排気通路内に位置する酸化触媒は、排気ガス中のＳＯXが付着して機能低下（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
【特許文献２】特開２００４−１７６６６４
【特許文献３】特開２００４−３０１１２７
【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、酸化触媒の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、それにより、酸化触媒のＳ被毒程度が低いにも係わらずにＳ被毒解消処理が実施されることがあり、燃料消費を悪化させる。
【０００７】
硫黄成分検出装置により酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値を検出すれば、この積算値は酸化触媒のＳ被毒程度に対応するために、酸化触媒のＳ被毒程度を推定することができる。それにより、硫黄成分検出装置により酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値（又はこの積算値に対応する値）を検出して、検出された積算値が設定積算値を超える時にだけＳ被毒の解消処理を実施するようにすれば、燃料消費の悪化を抑制することができる。
【０００８】
しかしながら、このようにＳ被毒の解消処理を実施して燃料消費の悪化を抑制すると、パティキュレートフィルタの再生処理において、酸化触媒の劣化により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、排気抵抗が許容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、燃料消費の悪化を抑制したＳ被毒解消処理により酸化触媒が劣化し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保持量が設定値量上となった時に、又は、前記ＳＯX保持量に基づき推定される前記酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値が設定積算値以上となった時に、前記酸化触媒のＳ被毒解消処理が実施される内燃機関の排気浄化装置において、前記再生処理の初期における前記パティキュレートフィルタの昇温速度が設定速度以下となった時には、前記設定量又は前記設定積算値を減少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、燃料消費の悪化を抑制するために、排気通路のパティキュレートフィルタの上流側に硫黄成分検出装置を配置し、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、ＳＯX保持量が設定量以上となった時に、又は、ＳＯX保持量に基づき推定される酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値が設定積算値以上となった時に、酸化触媒のＳ被毒解消処理が実施される内燃機関の排気浄化装置において、再生処理の初期におけるパティキュレートフィルタの昇温速度が設定速度以下となった時には、酸化触媒のＳ被毒程度が低いにも係わらずに酸化触媒が機能低下していることとなるために酸化触媒が劣化していると考えられ、設定量又は設定積算値を減少させることによりＳ被毒程度が低くてもＳ被毒解消処理が実施されるようにし、酸化触媒のＳ被毒による機能低下を改善することによってパティキュレートフィルタの良好な再生処理を実現することができる。
【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酸化触媒のＳ被毒解消及びパティキュレートフィルタの再生処理のためのフローチャートである。
【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等を排気ガス中の酸素を使用して酸化させることにより浄化するものである。
【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。６はパティキュレートフィルタ２から流出する排気ガスの温度をパティキュレートフィルタ２の温度として検出するための温度センサであり、パティキュレートフィルタ２の温度を直接的に測定するものとしても良い。
【００１７】
図２は、硫黄成分検出装置４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４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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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及び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。
【００２１】
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の位置において排気通路１を通過した排気ガス中に含まれるＳＯX量の積算値に一定の保持割合を乗算した値と考えることができる。
【００２２】
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量に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。
【００２３】
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の位置において排気通路１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、酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値に対応し、また、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
酸化触媒装置３の酸化触媒及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒は、排気ガス中のＳＯXが付着して酸化機能が低下する（Ｓ被毒）。それにより、酸化機能が大きく低下する前に酸化触媒のＳ被毒を解消する処理を実施することが必要である。また、パティキュレートフィルタ２は、捕集したパティキュレートによって排気抵抗が許容値を超えるようになる前に捕集したパティキュレートを焼失させる再生処理を実施することが必要である。図３は、本実施形態の内燃機関の排気浄化装置における酸化触媒のＳ被毒解消処理及びパティキュレートフィルタ２の再生処理のためのフローチャートであり、本フローチャートは電子制御装置において設定時間間隔毎に繰り返して実施される。
【００２９】
先ずは、ステップ１０１において、硫黄成分検出装置３の現在のＳＯX保持量を検出する時期であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、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被毒程度に対応する硫黄成分検出装置３の現在のＳＯX保持量は検出されず、ステップ１０５へ進む。
【００３０】
一方、ステップ１０１の判断が肯定される時には、ステップ１０２において、前述したようにして硫黄成分検出装置３の現在のＳＯX保持量Ａが検出される。次いで、ステップ１０３において、現在のＳＯX保持量Ａが設定量Ａ’以上であるか否かが判断され（又は、現在のＳＯX保持量Ａに対応する酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値が設定積算値以上であるか否かが判断され）、この判断が否定される時には、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被毒程度は低いために、Ｓ被毒解消処理を実施することなく、ステップ１０５へ進む。
【００３１】
しかしながら、現在のＳＯX保持量Ａが設定量Ａ’以上である時には、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被毒程度は高いために、ステップ１０４においてＳ被毒解消処理が実施されてステップ１０５へ進む。こうして、Ｓ被毒解消処理は、酸化触媒のＳ被毒程度が高い時にだけ実施されるために、燃料消費の悪化を抑制することができる。Ｓ被毒解消処理は、先ずは、排気ガスの空燃比をリーンに維持する程度に燃料供給装置５によって排気ガス中に第一追加燃料を供給し、第一追加燃料を酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒において排気ガス中の十分な量の酸素を使用して燃焼させ、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の温度を約４００°Ｃ以上に昇温する。次いで、排気ガスの空燃比をリッチにするように燃料供給装置５によって第二追加燃料を供給する。もちろん、このような第一及び第二追加燃料は、燃料噴射弁を使用して膨張行程又は排気行程において気筒内へ供給するようにしても良い。
【００３２】
このようなＳ被毒解消処理によって、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被毒は完全に解消されると共に、硫黄成分検出装置４のＮＯX及びＳＯX保持部４２は、熱容量が小さいために第一追加燃料により約６５０°以上に昇温され、第二追加燃料を含むリッチ空燃比の排気ガスによってＮＯX及びＳＯX保持部４２に保持されたＳＯXが完全に放出される。それにより、Ｓ被毒解消処理以降においても、ＮＯX及びＳＯX保持部４２のＳＯX保持量を酸化触媒のＳ被毒程度に対応させることができる。
【００３３】
ステップ１０５では、パティキュレートフィルタ２の再生時期であるか否かが判断される。例えば、設定運転時間毎にパティキュレートフィルタ２の再生時期とすれば良い。設定運転時間は、どのように内燃機関を運転しても、排気抵抗が許容値を超えて機関出力を著しく低下させるほどのパティキュレート量がパティキュレートフィルタ２に捕集されないように設定される。
【００３４】
ステップ１０５の判断が否定される時にはそのまま終了するが、ステップ１０５の判断が肯定される時には、ステップ１０６において、パティキュレートフィルタ２の再生処理が実施される。再生処理は、排気ガスの空燃比をリーンに維持する程度に燃料供給装置５から排気ガス中へ追加燃料を供給する（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）。この時の追加燃料は前述のＳ被毒解消処理の第一追加燃料よりは多くされる。このように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（約６００°Ｃ）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させることができる。
【００３５】
ステップ１０７では、パティキュレートフィルタ２の直下流側に配置された温度センサ６を使用してパティキュレートフィルタ２から排出される排気ガス温度をパティキュレートフィルタ２の温度として検出し、パティキュレートが燃焼を開始する前の再生処理初期におけるパティキュレートフィルタ２の昇温速度Ｓを算出し、この昇温速度Ｓが設定速度Ｓ’以下であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、特に問題はなくそのまま終了する。
【００３６】
酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値が設定積算値以上となった時には、ステップ１０４において酸化触媒のＳ被毒解消処理が実施されるために、パティキュレートフィルタの再生処理が実施される時には酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒のＳ被毒程度が高いはずはなく、それにも係わらずに、再生処理においてパティキュレートの燃焼が開始されるまでのパティキュレートフィルタ２の昇温速度Ｓが低くステップ１０７の判断が肯定されるのであれば、酸化触媒がシンタリング等により機能低下していると考えられる。これを放置すると、パティキュレートフィルタ２の再生処理が不十分となって、再生処理後にパティキュレートが残留し、排気抵抗が許容値を超えるほどのパティキュレートがパティキュレートフィルタ２に捕集されるようになってしまう。
【００３７】
本フローチャートでは、これを防止するために、ステップ１０７の判断が肯定される時には、ステップ１０８において、Ｓ毒解消処理を実施するか否かの判断に使用する閾値（硫黄成分検出装置のＳＯX保持量に対する閾値）である設定量Ａ’を値ａだけ減少させ、次いで、ステップ１０４においてＳ被毒解消処理を実施するようになっている。ここで、Ｓ毒解消処理を実施するか否かが、酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値により判断される場合には、その閾値である設定積算値を減少させることとなる。
【００３８】
それにより、酸化触媒装置３及びパティキュレートフィルタ２の酸化触媒が劣化により機能低下した時には、酸化触媒のＳ被毒程度が低くても、Ｓ被毒解消処理が実施されて酸化触媒のＳ被毒による機能低下が改善され、パティキュレートフィルタの良好な再生処理を実現することができる。
【００３９】
酸化触媒の劣化がさらに進行して、値ａだけ減少させた現在の設定量Ａ’を閾値とするＳ被毒解消処理では、再生処理初期のパティキュレートフィルタ２の昇温速度Ｓが再び設定速度Ｓ’以下になってしまうのであれば、ステップ１０８において、設定量Ａ’はさらに値ａだけ小さくされ、Ｓ被毒解消処理がさらに頻繁に実施されるようになっている。
【００４０】
ところで、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、排気抵抗が許容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。
【符号の説明】
【００４３】
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保持量が設定量以上となった時に、又は、前記ＳＯX保持量に基づき推定される前記酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値が設定積算値以上となった時に、前記酸化触媒のＳ被毒解消処理が実施される内燃機関の排気浄化装置において、前記再生処理の初期における前記パティキュレートフィルタの昇温速度が設定速度以下となった時には、前記設定量又は前記設定積算値を減少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保持量が設定量以上となった時に、又は、前記ＳＯX保持量に基づき推定される前記酸化触媒近傍を通過した排気ガス中のＳＯX量の積算値が設定積算値以上となった時に、前記酸化触媒のＳ被毒解消処理が実施される内燃機関の排気浄化装置において、前記再生処理の初期における前記パティキュレートフィルタの昇温速度が設定速度以下となった時には、前記設定量又は前記設定積算値を減少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２０１１−１４４７４９（Ｐ２０１１−１４４７４９Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６００３（Ｐ２０１０−６００３）
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【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２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【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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