CN101052791A

CN101052791A - 用于内燃机的废气净化装置

Info

Publication number: CN101052791A
Application number: CNA2006800010859A
Authority: CN
Inventors: 加藤健治; 广冈重正
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2026-03-03
Also published as: KR100876564B1; EP1853798B1; JP2006242124A; KR20070064653A; DE602006019383D1; WO2006093357A1; EP1853798A1; CN101052791B; US7694512B2; JP4192905B2; US20080028745A1

Abstract

在发动机1的排气通道2中布置NO_x包藏和还原催化剂7，以净化废气中的NO_x。发动机的电子控制单元(ECU)30以如下操作模式操作发动机，在所述的操作模式中，废气温度增加同时其空燃比保持较低，每次预定量的SO_x包藏于催化剂7，并且进行SO_x中毒恢复过程以从催化剂7脱去SO_x。ECU以这种方式控制发动机的空燃比，使得废气中的H₂浓度在预定范围内，其中所述H₂浓度是通过布置于催化剂7上游的排气通道中的H₂传感器检测的。结果，在SO_x中毒恢复过程期间，适量的氢被供给到催化剂7。因此，在SO_x中毒恢复过程期间，适量的氢被供给到催化剂7，使得抑制H₂S生成的同时有效地进行SO_x中毒恢复过程。

Description

用于内燃机的废气净化装置

技术领域

本发明涉及用于内燃机的废气净化装置，本发明尤其涉及使用NO_x包藏和还原催化剂的内燃机废气净化装置。

背景技术

在已知的使用NO_x包藏和还原催化剂的内燃机废气净化装置中，当流入催化剂的废气的空燃比高时，废气中的NO_x组分被包藏(本发明中使用的术语“包藏”为包括“吸收”和“吸附”两种的概念)，和当流入催化剂的废气的空燃比变成化学计量或低空燃比时，使用废气中的还原组分将包藏的NO_x还原和净化。

在废气中存在SO_x(硫的氧化物)时，在其中废气的空燃比高的情况下，已知NO_x包藏和还原催化剂以与NO_x完全相同的方式包藏SO_x。

SO_x与包藏的NO_x组分具有较高的亲合性，并且产生很稳定的化合物。因此，一旦SO_x包藏于NO_x包藏和还原催化剂中，简单地通过设定废气的空燃比到低的空燃比，基本上不能从NO_x包藏和还原催化剂中脱去包藏的SO_x，因此SO_x逐渐地在催化剂中累积。

换句话说，在通过还原NO_x进行包藏和净化的正常过程中，包藏于NO_x包藏和还原催化剂的SO_x基本上没有脱去。因此，随包藏的SO_x量的增加，NO_x包藏和还原催化剂的NO_x包藏容量(可以被NO_x包藏和还原催化剂包藏的最大NO_x量)根据包藏的SO_x量而降低。因此，随被NO_x包藏和还原催化剂包藏的SO_x量的增加，NO_x包藏和还原催化剂不再能充分地包藏包含于废气的NO_x，并发生所谓的硫中毒现象(SO_x中毒)，其中NO_x净化速率明显降低。

为防止NO_x包藏和还原催化剂的SO_x中毒，需要中毒恢复过程，其中从NO_x包藏和还原催化剂脱去包藏的SO_x并降低包藏的SO_x的量。

然而，如上所述，包藏于NO_x包藏和还原催化剂的SO_x形成远远比NO_x更稳定的化合物，并且基本上不能从NO_x包藏和还原催化剂脱去，因此，不能简单地通过设定流入NO_x包藏和还原催化剂的废气的空燃比为低的空燃比，而从NO_x包藏和还原催化剂充分地脱去SO_x。

因此，通常如此进行中毒恢复过程，使得废气被设定为低的空燃比，同时将NO_x包藏和还原催化剂保持于高温范围。

然而，如上所述，很难从NO_x包藏和还原催化剂脱去SO_x，和不能在短时间内充分地从NO_x包藏和还原催化剂脱去SO_x，甚至通过将NO_x包藏和还原催化剂保持于具有低空燃比的高温环境的中毒恢复过程也是如此。另一方面，延长进行中毒恢复过程带来的问题是，增加催化剂经受高温的时间易于引起催化剂的热劣化。

另一方面，众所周知，在中毒恢复过程期间，在流入NO_x包藏和还原催化剂的废气含有氢的情况下，从NO_x包藏和还原催化剂脱去SO_x的速率增加，并且可以在相对较短的时间内有效地完成中毒恢复过程。

通常，除将储存在外部容器内的氢供给到废气的方法之外，供给氢到废气的方法包括其中通过水煤气转化反应从包含于废气中的HC，CO或H₂O产生氢的方法。

例如，在发动机废气的空燃比变成较低的情况下，发生水煤气转化反应(CO+H₂O→CO₂+H₂)或水蒸气重整(HC+H₂O→CO₂+H₂)，并从燃烧时产生的HC，CO或H₂O生成氢。通过三元催化剂等进一步促进这些反应。例如，在NO_x包藏和还原催化剂的上游排气通道中具有三元催化剂作为起始催化剂的常规内燃机中，在进行中毒恢复过程或还原包藏于NO_x包藏和还原催化剂的NO_x时，一旦废气的空燃比变低，就在废气中产生相对大量的氢。

除三元催化剂外，在以低空燃比运行发动机的时候，能够通过布置于排气通道以引起水煤气转化反应或水蒸气重整的氢生成催化剂，有效地产生氢。

例如，在日本的未审查专利公开(特开)No.2002-47919(′919公开)中，尽管没有记载SO_x中毒恢复过程，但是其在通过还原包藏于NO_x包藏和还原催化剂的NO_x而进行净化的时候，使用在废气中产生的氢组分确定了NO_x包藏和还原催化剂的退化。

在通过还原包藏于NO_x包藏和还原催化剂的NO_x而进行净化的时候，因为还原NO_x而消耗了废气中的氢，因此只要NO_x仍然包藏于催化剂中，在NO_x包藏和还原催化剂的下游就没有氢流出。

因此，当氢开始流出并进入NO_x包藏和还原催化剂的下游废气的时候，包藏于NO_x包藏和还原催化剂的全部量的NO_x被认为已经通过还原而净化。因此，从通过还原包藏的NO_x而开始净化到在下游侧检测到氢组分的时间，对应于被NO_x包藏和还原催化剂包藏的NO_x的量。

根据所述的′919公开，将用于检测废气中氢的H₂传感器布置于排气通道中NO_x包藏和还原催化剂的上游和下游，和基于在通过还原包藏的NO_x而进行净化过程期间，从上游侧H₂传感器检测到氢到下游侧H₂传感器检测到氢所需要的时间，确定被NO_x包藏和还原催化剂包藏的NO_x的量是否降低(NO_x包藏和还原催化剂是否退化)。

如上所述，通过在进行SO_x中毒恢复过程期间，将氢供给到流入NO_x包藏和还原催化剂的废气，可以有效地进行中毒恢复过程。

然而，为此目的，在进行中毒恢复过程期间，需要将足够量的氢供给到NO_x包藏和还原催化剂，其中所述足够量的氢足以从催化剂脱去包藏于NO_x包藏和还原催化剂的全部量的SO_x。在废气中氢组分浓度低的情况下，为供给足够量的氢到NO_x包藏和还原催化剂，需要长的SO_x中毒恢复过程。

另外，在中毒恢复过程期间，在供给到NO_x包藏和还原催化剂的废气中的氢组分浓度超过预定值的情况下，带来的问题是额外的SO_x与氢反应，并产生H₂S(硫化氢)。硫化氢不但具有独特的臭味而且是有毒的，因此在每次进行中毒恢复过程时产生硫化氢不是所希望的。

为此，在SO_x中毒恢复过程期间，需要如此设定供给到NO_x包藏再生催化剂的废气中氢组分的浓度和中毒恢复过程的持续时间，一方面使得足够量的氢可被供给到NO_x以脱去和降低包藏于NO_x包藏和还原催化剂的SO_x，另一方面需要废气中氢组分的浓度低于产生硫化氢的值。换句话说，考虑到上述事实，需要将在SO_x中毒恢复过程期间废气中氢组分的浓度和恢复过程的持续时间控制在适当的范围。

然而，没有现有技术认为，需要控制SO_x中毒恢复过程期间的废气中氢组分的浓度和与氢组分浓度相关的恢复过程持续时间。尽管′919公开涉及使用H₂传感器检测废气中的氢组分，但是其完全没有考虑：在SO_x中毒恢复过程期间有效地使用氢进行恢复过程，或进行氢组分浓度的检测和氢组分浓度控制的操作，或恢复过程的持续时间。

结果，在现有技术中，存在的问题是不能有效地进行NO_x包藏和还原催化剂的SO_x中毒恢复过程。

发明内容

考虑到如上所述的问题开发了本发明，本发明的目的是提供用于内燃机的废气净化装置，其中可以使用氢有效地进行NO_x包藏和还原催化剂的SO_x中毒恢复过程。

为实现上述目的，根据本发明，提供一种用于内燃机的废气净化装置，包括布置于内燃机排气通道的NO_x包藏和还原催化剂，当流入催化剂的废气的空燃比高时其用于吸收和/或吸附或从而包藏废气中的NO_x，和当流入催化剂的废气的空燃比是化学计量空燃比或低空燃比时，通过使用废气中的还原组分还原包藏的NO_x而进行净化；和布置于NO_x包藏和还原催化剂上游排气通道中的H₂传感器，用于检测废气中氢组分的浓度；其中如此进行SO_x中毒恢复过程，使得在进行SO_x中毒恢复过程期间基于由H₂传感器检测的NO_x还原催化剂上游废气中氢组分浓度，控制在进行SO_x中毒恢复过程期间流入NO_x包藏和还原催化剂的废气的空燃比和SO_x中毒恢复过程的持续时间中的至少一个，其中在所述SO_x中毒恢复过程中，流入NO_x包藏和还原催化剂的废气的空燃比被设置为低空燃比，同时升高废气的温度，以从NO_x包藏和还原催化剂脱去与NO_x一起包藏于NO_x包藏和还原催化剂的硫氧化物。

即，根据本发明，通过H₂传感器检测流入NO_x包藏和还原催化剂的废气中的氢组分浓度，和根据检测的氢组分浓度，控制废气空燃比和SO_x中毒恢复过程的持续时间中的至少一个。

发动机废气中氢组分的浓度根据废气的空燃比变化，并在低空燃比范围内，废气的空燃比越低(燃料越富足)，氢组分的浓度越高。因此，通过根据废气中氢组分的浓度改变废气的空燃比，可以在适当的范围内调节流入NO_x包藏和还原催化剂的废气中氢组分的浓度，其中可以在相对较短的时间内完成SO_x中毒恢复过程并且不产生硫化氢。

通过用H₂传感器检测氢组分浓度(即事实上流入NO_x包藏和还原催化剂的废气中氢组分的浓度)，并根据检测的氢组分浓度改变中毒恢复过程的持续时间，也可以将足够量的氢供给到NO_x包藏和还原催化剂，以脱去和还原包藏于NO_x包藏和还原催化剂的全部量的SO_x。

根据本发明的另一个方面，提供用于内燃机的废气净化装置，其另外包括布置于NO_x包藏和还原催化剂上游和H₂传感器下游排气通道中的SO_x收集器，以在流入SO_x收集器的废气的空燃比是高空燃比的情况下，包藏废气的SO_x，和在流入SO_x收集器的废气的空燃比是化学计量空燃比或低空燃比的情况下，脱去包藏的SO_x。

即，在本发明的该方面中，SO_x收集器布置在NO_x包藏和还原催化剂的上游，和H₂传感器检测流入SO_x收集器的废气中氢组分的浓度，所述SO_x收集器在废气的空燃比高时包藏废气的SO_x。因此，通过将SO_x收集器布置在NO_x包藏和还原催化剂的上游，可以预先从流入NO_x包藏和还原催化剂的废气中除去SO_x，和可以大量地降低NO_x包藏和还原催化剂包藏的SO_x量。

然而，在通过布置在NO_x包藏和还原催化剂上游的SO_x收集器除去废气中SO_x的情况下，在SO_x中毒恢复过程期间通过SO_x收集器的高温废气具有低空燃比时，脱去包藏于SO_x收集器的SO_x，和SO_x以相对高的浓度流入位于SO_x收集器下游的NO_x包藏和还原催化剂。

如上所述，在含有相对高浓度SO_x的废气流入NO_x包藏和还原催化剂的情况下，废气中的部分SO_x可以包藏于NO_x包藏和还原催化剂中，甚至当废气变为富足时也是如此，从而导致NO_x包藏和还原催化剂的SO_x中毒。

仍然在这种情况下，在废气中存在具有高还原能力的氢时，一方面促进SO_x从SO_x收集器脱去，并且还防止在氢存在下从SO_x收集器脱去的SO_x再次被布置在下游的NO_x包藏和还原催化剂包藏。

还是在这种情况下，如根据权利要求1的本发明中，需要的氢浓度和中毒恢复过程的持续时间具有最佳范围，因此，可以通过根据由H₂传感器检测的氢组分浓度，控制废气的空燃比和中毒恢复过程的持续时间中的至少一个，而有效地进行中毒恢复过程。

根据本发明的另一个方面，在进行SO_x中毒恢复过程期间，控制流入NO_x包藏和还原催化剂的废气的空燃比，使得由H₂传感器检测的废气中的氢组分浓度低于由NO_x包藏和还原催化剂生成硫化氢时的氢组分浓度。

即，在本发明的该方面中，控制废气的空燃比，使得由H₂传感器检测的废气中氢组分的浓度成为不产生硫化氢的浓度范围。结果，在SO_x中毒恢复过程期间防止硫化氢的产生。

根据本发明的另一个方面，在进行SO_x中毒恢复过程期间，以如此方式控制流入NO_x包藏和还原催化剂的废气的空燃比，使得由H₂传感器检测的废气中氢组分的浓度为0.1％～2.0％。

即，在本发明的该方面中，以如此方式控制废气的空燃比，使得废气中氢组分的浓度为0.1％～2.0％。2.0％的氢组分浓度是在对NO_x包藏和还原催化剂进行SO_x中毒恢复过程期间，不产生硫化氢的常规的上限值，和0.1％的氢组分浓度是等于可以进行SO_x中毒恢复过程的废气空燃比上限的值(即，化学计量空燃比)。结果，根据权利要求4的本发明，可以进行SO_x中毒恢复过程，同时积极地防止硫化氢的产生。

根据本发明的另一个方面，在进行SO_x中毒恢复过程期间以如此方式控制废气的空燃比，使得流入NO_x包藏和还原催化剂的废气中氢组分的浓度在SO_x中毒恢复过程开始的时候较高，并随后逐渐地降低。

即，在本发明的该方面中，供给到NO_x包藏和还原催化剂的废气中氢组分的浓度在中毒恢复过程开始的时候较高，并随后降低。在SO_x中毒恢复过程期间，在废气为低空燃比或升高温度的情况下，开始从NO_x包藏和还原催化剂和SO_x收集器脱去相对大量的SO_x，然后逐渐地降低脱去SO_x的量。

为防止脱去的SO_x再次被NO_x包藏和还原催化剂包藏，和为了有效地从NO_x包藏和还原催化剂脱去SO_x，因此需要在SO_x中毒恢复过程开始的时候，将相对大量的氢供给到NO_x包藏和还原催化剂。随后，脱去的SO_x的量降低，因此可以相应地减少供给的氢的量。

在本发明的该方面中，在SO_x中毒恢复过程开始的时候，废气中氢组分的浓度被设定在较高水平(在低的废气空燃比)，并以如此方式控制废气的空燃比，使得随后逐渐地降低氢组分的浓度(逐渐地增加废气的空燃比)。以这种方法，总是将可从NO_x包藏和还原催化剂脱去SO_x的足够量的氢供给到NO_x包藏和还原催化剂，同时防止产生额外的氢(防止废气的空燃比低到超过必需的)。

根据本发明的另一个方面，所述装置另外包括布置于NO_x包藏和还原催化剂下游排气通道中的SO_x传感器，以检测废气中硫氧化物的浓度，其中基于由H₂传感器检测的氢组分浓度和由SO_x传感器检测的SO_x浓度，控制在进行SO_x中毒恢复期间流入NO_x包藏和还原催化剂的废气的空燃比和SO_x中毒恢复过程的持续时间中的至少一个。

根据本发明的另一个方面，在其中由H₂传感器检测的氢组分浓度高于或等于第一预定值和由SO_x传感器检测的硫氧化物浓度低于或等于第二预定值的情况下，结束SO_x中毒恢复过程。

即，在本发明的这些方面中，除在NO_x包藏和还原催化剂的上游布置H₂传感器之外，在NO_x包藏和还原催化剂的下游布置SO_x传感器。在NO_x包藏和还原催化剂的SO_x中毒恢复过程期间，从NO_x包藏和还原催化剂脱去SO_x，和因此SO_x被包含于NO_x包藏和还原催化剂下游的废气中。另一方面，一旦完成SO_x的脱去，NO_x包藏和还原催化剂下游的废气不再包含SO_x。因此，基于布置在NO_x包藏和还原催化剂下游的SO_x传感器的输出，可以确定SO_x中毒恢复过程完成的时间(SO_x中毒恢复过程的持续时间)。

即，如果由下游侧SO_x传感器检测的SO_x浓度是低的，那么尽管由NO_x包藏和还原催化剂上游的H₂传感器检测的氢组分浓度高于预定值以及据此应该从NO_x包藏和还原催化剂脱去包藏的SO_x，但是待脱去的SO_x已经不再包藏于NO_x包藏和还原催化剂中了。换句话说，确定SO_x中毒恢复过程已经完成。

如上所述，根据本发明的这些方面，除在NO_x包藏和还原催化剂上游布置H₂传感器之外，在NO_x包藏和还原催化剂下游布置SO_x传感器，和通过根据由它们检测的氢组分浓度和SO_x浓度，控制废气的空燃比和中毒恢复过程的持续时间，可以有效地进行中毒恢复过程。

本发明具有在NO_x包藏和还原催化剂的SO_x中毒恢复过程中可以有效地使用氢进行中毒恢复过程的优点。

附图说明

图1是解释应用于机动车辆内燃机的本发明实施方式的一般构造的简图，图2是显示废气的空燃比和产生的H₂量之间关系的简图，图3是显示使用H₂传感器的SO_x中毒恢复过程的一个例子的流程图，图4是显示对于中毒恢复过程设定H₂浓度目标值的一个例子的简图，图5是显示使用H₂传感器的SO_x中毒恢复过程的不同于图3的实施方式的流程图，图6是解释应用于机动车辆内燃机的不同于图1的实施方式的一般构造的简图，图7是解释应用于机动车辆内燃机的不同于图1和图6的实施方式的一般构造的简图，和图8是显示使用H₂传感器和SO_x传感器的SO_x中毒恢复过程的一个例子的流程图。

实施本发明的最佳方式

以下参考附图解释本发明的实施方式。

图1是解释表示应用到机动车辆内燃机的本发明实施方式的一般构造的简图。

在图1中，附图标记1表示机动车辆的内燃机。根据该实施方式，发动机1是具有四个汽缸#1到#4的四缸汽油发动机，所述四个汽缸分别配备有燃料喷射阀111～114以将燃料喷入各个汽缸的进气口。根据该实施方式，发动机1是贫燃发动机，其可以在从低到高形式的大范围空燃比条件下运转，并在大部分的运转区域中，以贫燃的空燃比进行运转。

根据该实施方式，汽缸#1～#4被分成两个汽缸组，其间点火正时不是连续的(根据显示在图1中的实施方式，例如，汽缸#1，#3，#4和#2顺序点火，汽缸#1，#4或汽缸#2，#3形成相同的汽缸组)。一方面每个汽缸的排气口连接到每个汽缸组的排气歧管，并另一方面连接到各个汽缸组的排气通道。

在图1中，附图标记21a表示将包括汽缸#1，#4的汽缸组的排气口连接到单独的排气通道2a的排气歧管，附图标记21b表示将包括汽缸#2，#4的汽缸组的排气口连接到单独的排气通道2b的排气歧管。根据该实施方式，各自由三元催化剂组成的起始催化剂5a，5b分别布置在单独的排气通道2a，2b上。单独的排气通道2a，2b也在起始催化剂下游与总排气通道2合并。稍后说明的具有容纳于外壳的NO_x包藏和还原催化剂的转化器70布置在总排气通道2上。

图1中，附图标记31表示布置在排气通道2上转化器70的入口附近的H₂传感器，用于检测废气中氢(H₂)组分的浓度。

另外，图3中的附图标记30表示发动机1的电子控制单元(ECU)。ECU 30是众所周知的构造的微型计算机，其具有RAM，ROM和CPU，根据该实施方式执行基本控制操作，包括发动机1的点火正时控制和燃料喷射控制。

根据该实施方式，除上述的基本控制操作之外，ECU 30也进行间歇富足(rich spike)操作，其中当包藏于NO_x包藏和还原催化剂的NO_x量增加到预定量的时候，增加喷射阀111～114的燃料喷射量，使得发动机以低空燃比运行较短的时间，从而通过还原被NO_x包藏和还原催化剂7包藏的NO_x而进行脱去和净化。

另外，根据该实施方式，ECU 30如此以低空燃比操作发动机，使得包藏于NO_x包藏和还原催化剂7的硫氧化物(SO_x)的量增加到超过预定值的时候，升高废气温度。以这种方法进行SO_x中毒恢复过程，其中具有低空燃比的高温废气提供给NO_x包藏和还原催化剂7，和从NO_x包藏和还原催化剂7脱去包藏的SO_x。

如以下说明的，在进行SO_x中毒恢复过程期间，ECU 30基于由H₂传感器31检测的废气中氢组分的浓度，控制废气的空燃比和处理时间的长度。

为进行这些控制操作，ECU 30的输入端口提供有表示发动机工作条件的信号，比如来自布置于发动机进气歧管(未显示)中的进气压力传感器33的相应于发动机进气压力的信号，来自布置于发动机曲柄轴(未显示)附近的转速传感器35的相应于发动机转速的信号，和表示驾驶者设定的加速踏板角度(加速器开放度)并由布置在发动机1的加速踏板(未显示)附近的加速踏板角度传感器37传送的信号。ECU 30也提供有来自H₂传感器31的在NO_x包藏和还原催化剂7入口处的废气中的H₂浓度。

另一方面，ECU 30的输出端口通过燃料喷射电路(未显示)连接到汽缸的燃料喷射阀111～114，以控制各个汽缸的燃料喷射量和燃料喷射时间。

以下说明根据该实施方式的NO_x包藏和还原催化剂7。

根据该实施方式的NO_x包藏和还原催化剂7使用载体，其由堇青石等制成，形成为蜂房形状，在载体表面上形成氧化铝涂层，并且选自碱金属比如钾K、钠Na、锂Li和铯Cs，碱土金属族比如钡Ba和钙Ca和稀土金属族比如镧La、铈Ce和钇Y的至少一种组分与比如铂Pt的贵金属一起负载于氧化铝层。在流入催化剂的废气具有高空燃比的情况下，NO_x包藏和还原催化剂以硝酸根离子NO₃ ^-的形式吸附废气中的NO_x(NO₂，NO)，并随着流入催化剂的废气中氧浓度的降低，脱去如此吸附的NO_x。

具体地说，在以高空燃比运转发动机和流入NO_x包藏和还原催化剂的废气是高空燃比的情况下，那么废气中的NO_x(NO)在铂Pt上被氧化成例如NO₂，和通过进一步氧化产生硝酸根离子。在BaO用作吸附剂的情况下，例如，硝酸根离子吸附到吸附剂中，与氧化钡BaO化合，以硝酸根离子NO₃ ^-的形式扩散于吸附剂中。结果，在贫乏的气氛中，废气中的NO_x以在NO_x吸附剂中的氮化物形式包藏。

随废气中氧浓度的显著降低(即，其中废气的空燃比变成化学计量或低空燃比的情况下)，在铂Pt上产生的硝酸根离子的量降低，因此反应以相反的方向进行。如此，吸附剂中的硝酸根离子NO₃ ^-以NO₂的形式从吸附剂脱去。在这种情况下，在废气中用作还原剂的组分比如CO或H₂或HC组分(以下称为还原组分)的存在下，NO₂在铂Pt上被这些组分还原。

如此操作NO_x包藏和还原催化剂7，使得在高空燃比中，通过如上所述的机理，废气中的NO_x以硝酸根离子的形式包藏入吸附剂(比如BaO)。因此，随着吸附剂中硝酸根离子浓度的增加，硝酸根离子较不容易被吸附到吸附剂中，并且废气的NO_x净化速率降低。一旦NO_x包藏和还原催化剂包藏的NO_x的量达到上限值(当因为吸附剂中硝酸根离子浓度的增加而达到饱和浓度的时候)，完全停止包藏废气中的NO_x。

根据该实施方式，基于表示发动机工作条件的参数比如发动机进气压力、发动机转速或加速踏板角度，ECU 30使用预先通过实验或以其它方式确定的关系，估计发动机1每单位时间产生的NO_x量。然后，以预定时间间隔，累加发动机产生的预定比例的NO_x量，作为NO_x包藏和还原催化剂7包藏的NO_x量。该累加值(以下称为NO_x计数)对应于NO_x包藏和还原催化剂7包藏的NO_x量。

每次NO_x计数达到预定值时，ECU 30进一步执行间歇富足操作，其中发动机1以低空燃比短时间运行，和将低空燃比的废气提供给NO_x包藏和还原催化剂7。因此，从NO_x包藏和还原催化剂7脱去包藏的NO_x，同时脱去的NO_x通过使用包含于废气的还原组分还原而被净化。结果，在NO_x包藏和还原催化剂7包藏的NO_x量相对小的条件下，NO_x包藏和还原催化剂7总是进行NO_x的包藏，因此，NO_x包藏和还原催化剂7的NO_x净化速率可以保持在高水平。

可以在NO_x包藏和还原催化剂下游的排气通道上布置检测废气中NO_x浓度的NO_x传感器，而不是使用NO_x计数估计NO_x包藏和还原催化剂7包藏的NO_x量，和随着下游废气中NO_x浓度增加到预定值(即随着包藏于NO_x包藏和还原催化剂7的NO_x量的增加，NO_x包藏和还原催化剂7的NO_x净化容量降低，并确定没有被NO_x包藏和还原催化剂7包藏的、到达三元催化剂下游侧的NO_x组分增加)，可以进行上述的间歇富足操作。

如上所述，通过进行间歇富足操作，包藏于NO_x包藏和还原催化剂7的NO_x可以相对容易地从NO_x包藏和还原催化剂7脱去。

然而，在SO_x包含于废气中的情况下，当空燃比高时，SO_x通过与NO_x实际上相同的机理被NO_x包藏和还原催化剂7包藏。

另外，SO_x与包藏的NO_x组分具有较高的亲合性。因此，一旦包藏于NO_x包藏和还原催化剂，SO_x基本上不能仅通过间歇富足操作从NO_x包藏和还原催化剂脱去，并在催化剂中逐渐地累积SO_x。随着包藏的SO_x量的增加，可参与NO_x包藏的吸附剂的量相对降低。因此，包藏的NO_x量的上限降低，从而NO_x包藏和还原催化剂7的包藏容量降低(即导致SO_x中毒)。

因此，在使用NO_x包藏和还原催化剂的情况下，通常的做法是每次催化剂中包藏的SO_x增加到一定程度的时候，进行SO_x中毒恢复过程并从NO_x包藏和还原催化剂脱去SO_x。

在SO_x中毒恢复过程中，发动机以低空燃比运行，同时排气温度升高，使得NO_x包藏和还原催化剂保持在高温和空燃比低的气氛中。

具体地说，在SO_x中毒恢复过程中，通过增加NO_x包藏和还原催化剂温度而生成的硫化物被分解，并从催化剂脱去SO_x，所以通过保持NO_x包藏和还原催化剂于低空燃比，防止脱去的SO_x再次包藏于NO_x包藏和还原催化剂。然而，事实上如上所述SO_x与包藏的NO_x组分具有如此强的亲合性，使得尽管保持在低空燃比，从NO_x包藏和还原催化剂上游侧脱去的SO_x在其下游侧也再次被包藏。结果，在NO_x包藏和还原催化剂上游侧包藏的SO_x被交替地脱去和包藏，同时逐渐地向下游移动。因此，在完全地从催化剂脱去SO_x之前需要相当的时间。

因此，SO_x中毒恢复过程需要相对长的时间，并且发动机燃料消耗增加，以及NO_x包藏和还原催化剂经受更长时间的高温，从而催化剂劣化。

众所周知，通过供给氢(H₂)到NO_x包藏和还原催化剂，可以有效地进行SO_x中毒恢复过程。氢H₂具有很高的还原强度，因此促进SO_x从NO_x包藏和还原催化剂脱去，同时防止脱去的SO_x再次被NO_x包藏和还原催化剂包藏。因此，通过在中毒恢复过程期间供给H₂到NO_x包藏和还原催化剂，可以在短时间内完全地从NO_x包藏和还原催化剂脱去SO_x。

作为供应H₂到NO_x包藏和还原催化剂的方法，如上所述H₂从外部源加入到废气，或内燃机以低空燃比运转，同时使用三元催化剂或氢生成催化剂。

如图1所示，根据该实施方式，三元催化剂作为起始催化剂5a，5b布置在NO_x包藏和还原催化剂7的上游。因此，一旦发动机1以低空燃比运转以进行SO_x中毒恢复过程，就通过起始催化剂5a，5b生成氢。

图2是显示废气的空燃比和产生的H₂量之间关系的简图。图2的简图示意地显示在起始催化剂5a，5b中产生的H₂的量。如图2中实线1所示，在三元催化剂中产生的H₂的量基本上随空燃比的富足(随空燃比的降低)线性地增加。尽管量不同，发动机本身产生的H₂的量或H₂生成催化剂产生的H₂的量也随空燃比的降低基本上线性地增加。

因此，根据图1中显示的实施方式，通过改变操作中发动机1的空燃比，可以改变产生的H₂的量(废气中氢组分的浓度)。

在SO_x中毒恢复过程期间，每单位时间从NO_x包藏和还原催化剂脱去的SO_x的量(即，SO_x的脱去速率)与废气中氢组分的浓度成比例。结果，如图2中实线1所示，SO_x的脱去速率也基本上随空燃比线性地改变。因此，仅仅为了快速地从NO_x包藏和还原催化剂脱去SO_x的目的，需要废气的氢组分浓度更高。

然而，在实际操作中，在SO_x中毒恢复过程期间一旦H₂浓度上升到超过一定水平，就出现脱去的SO_x另外与H₂反应的问题并发生硫化氢H₂S的生成。图2中的虚线2显示在SO_x中毒恢复过程期间，废气的空燃比(即H₂浓度)和NO_x包藏和还原催化剂中产生的H₂S的量之间的关系。如图2中的虚线2所示，一旦废气的H₂浓度(废气的空燃比)超过一定的临界值(由图2中的HRS表示)，NO_x包藏和还原催化剂开始以更大的速率生成H₂S，随后随H₂浓度的增加，生成H₂S的量增加。因此，在SO_x中毒恢复过程期间，必须保持废气中的H₂浓度在低于H₂S生成临界值HRS的水平。

另一方面，在氢组分浓度过低的情况下，SO_x的脱去速率降低，从而导致中毒恢复过程需要更长时间的问题。

具体地说，为对NO_x包藏和还原催化剂有效地进行SO_x中毒恢复过程，提供给NO_x包藏和还原催化剂的废气中氢组分的浓度需要控制在适当的范围之内。

根据该实施方式，通过布置在NO_x包藏和还原催化剂7入口的H₂传感器31检测废气中氢组分的浓度(H₂浓度)，和基于检测的H₂浓度，进行SO_x中毒恢复过程，从而可以对NO_x包藏和还原催化剂有效地进行SO_x中毒恢复过程。

根据该实施方式，H₂传感器31可使用比如Pd/Ni合金的材料，其仅唯一地对氢响应。

这种类型的H₂传感器被Toyota Microsystems Co.，Ltd.(Tokyo)市场化和例如可以以商标名″H₂scan″商业得到。然而，可用于本发明的H₂传感器不限于这类H₂传感器，具有高响应性、能连续地监测H₂浓度的任何类型的传感器可用于本发明。

之后解释根据该实施方式控制使用H₂传感器的SO_x中毒恢复过程的操作。

图3是显示使用H₂传感器的SO_x中毒恢复过程的一个操作例子的流程图。该操作由ECU 30以预定时间间隔常规执行。

在该操作中，ECU 30以如此方式控制发动机的空燃比(废气的空燃比)，使得在SO_x中毒恢复过程期间，由NO_x包藏和还原催化剂7入口处的H₂传感器31检测的废气中H₂浓度HR达到预定目标值(HR_o)。在由于某种原因H₂浓度HR超过生成H₂S的临界值的情况下，也增加空燃比(向较高的状态改变)从而防止H₂S的生成。

具体地说，一旦开始图3中显示的操作，步骤301首先确定是否进行SO_x中毒恢复过程。根据该实施方式，通过类似于上述的NO_x计数的方法通过包藏的SO_x量的计算操作(未显示)，ECU 30累加相应于包藏的SO_x量的SO_x计数，和在每次SO_x计数达到预定值的时候，进行SO_x中毒恢复过程。除了使用SO_x计数，SO_x中毒恢复过程可以在每次当发动机运转预定时间或车辆行驶预定距离的规律时间间隔进行。

步骤301确定是否正在进行SO_x中毒恢复过程，在SO_x中毒恢复过程没有进行的情况下，发动机的燃料喷射量FIN在步骤315中被设为FINC。FINC表示通过ECU 30燃料喷射量计算操作(未显示)，基于发动机的工作条件(加速器开放度，发动机转速等)计算的燃料喷射量。换句话说，只要没有进行SO_x中毒恢复过程，就将燃料喷射量设置为正常值。

另一方面，在如步骤301确定的SO_x中毒恢复过程正在进行的情况下，在下一个步骤303中，燃料喷射量FIN从FINC增加预定量的FINS。FINS被预先设定为足以增加发动机排气温度和使空燃比低的量。换句话说，在进行SO_x中毒恢复过程期间，以高的排气温度和低的废气空燃比运转发动机。

接下来，在步骤305中从H₂传感器31读出在NO_x包藏和还原催化剂7入口处的废气的H₂浓度HR，随后是步骤307以确定H₂浓度HR是否不低于生成H₂S的下限值HRS。在HR≥HRS的情况下，进行步骤311，其中在SO_x中毒恢复过程期间，燃料的增加值FINS减小预定的值ΔF。

作为该操作的结果，在H₂S浓度高于生成H₂S的临界值的情况下，每次进行该操作燃料喷射量减少预定的量ΔF，直到H₂浓度降低到生成H₂S的临界值以下。

另一方面，在步骤307中HR＜HRS的情况下，进行步骤309～313的操作，使得燃料喷射增加量FINS改变ΔF，以达到H₂浓度HR的预定目标值HR_o。因此，在进行SO_x中毒恢复过程期间，发动机的空燃比保持在其中不生成H₂S的范围中的目标值HR_o左右。

根据该实施方式，继续SO_x中毒恢复过程预定时间，并且当预定时间终止时，终止中毒恢复过程，随后进行步骤315，其中空燃比被恢复到正常操作的值。中毒恢复过程的目标H₂浓度值HR_o被设置为在中毒恢复过程期间足以脱去包藏于NO_x包藏和还原催化剂7的全部量SO_x的值。

根据进行SO_x中毒恢复过程的频率(在开始中毒恢复过程的时候，NO_x包藏和还原催化剂包藏的SO_x的量)和SO_x中毒恢复过程的持续时间，确定目标浓度HR_o。然而，在中毒恢复过程期间，需要空燃比至少不超过化学计量值(低空燃比)，和H₂浓度的上限需要低于生成H₂S的临界H₂浓度值。因此，H₂浓度的目标值HR_o设定为0.1％～2.0％。

这种情况下，0.1％的H₂浓度基本上对应于废气的空燃比是化学计量空燃比的情况，和2.0％对应于NO_x包藏和还原催化剂开始生成H₂S的H₂浓度的下限值。

中毒恢复过程中可为预定值的H₂浓度目标值HR₀，在中毒恢复过程开始之后可被保持在较高值预定时间，其后逐渐地降低，如图4所示。

通常，在开始SO_x中毒恢复过程和高温与低空燃比废气开始被提供给NO_x包藏和还原催化剂的情况下，在SO_x以硫化物的形式包藏于比如BaO的吸附剂之前，在铂等表面上吸附的SO_x被快速地脱去。因此，在SO_x中毒恢复过程开始之后立即从NO_x包藏和还原催化剂脱去相对大量的SO_x，之后脱去的SO_x量逐渐地降低。

因此，通过在开始SO_x中毒恢复过程的时候，供给相对大量的H₂到NO_x包藏和还原催化剂，可以防止在开始时脱去的相对大量的SO_x再次被NO_x包藏和还原催化剂包藏，从而使得可以在短时间之内完成SO_x中毒恢复过程。

因此，例如，如图4所示，在中毒恢复过程开始时H₂浓度目标值HR₀被设定为高的值，随后随着时间的流失逐渐地降低。以这种方法，根据SO_x的脱去情况，可以提供适量的H₂给NO_x包藏和还原催化剂，没有过量或不足。因此，可以有效地进行NO_x包藏和还原催化剂的SO_x中毒恢复过程，同时防止燃料消耗的增加。

图5是显示根据不同于图3中显示的实施方式的另一种实施方式的SO_x中毒恢复过程的流程图。

图5中显示的操作也由ECU 30以预定时间间隔常规进行。

在图3中显示的处理操作中，SO_x中毒恢复过程的持续时间被预先设定为预定时间，和H₂浓度的目标值HR₀被设定为在特别的预定时间之内，脱去包藏于NO_x包藏和还原催化剂的全部量的SO_x。

相反，在图5中显示的操作中，H₂浓度尽管限于低于生成H₂S的临界值的数值，但是不控制在目标值HR_o，而是控制在相应于主要操作条件的值。在如上所述的图5中显示的操作中，随操作条件改变的H₂浓度由H₂传感器31检测，和通过该H₂浓度确定提供给NO_x包藏和还原催化剂7的H₂的量。然后，继续SO_x中毒恢复过程，直到供给的全部量的H₂达到足以脱去包藏于NO_x包藏和还原催化剂7的全部量SO_x的值。

以这种方法，在图5中显示的过程中，通过由H₂传感器31检测的H₂浓度控制SO_x中毒恢复过程的持续时间。

一旦开始图5显示的过程，步骤501确定是否标志S的数值被设置为1。标志S用于表示是否需要进行SO_x中毒恢复过程，一旦通过ECU 30的分离的操作测定包藏于NO_x包藏和还原催化剂7的SO_x量已经达到预定值(例如，在如上所述SO_x计数值达到预定值的情况下)，就被设置为1。当通过该操作确定SO_x中毒恢复过程完成时，就在步骤515中将标志S的值重置到0。

在步骤501中S≠1的情况下，即在目前不需要进行SO_x中毒恢复过程的情况下，进行步骤519，和发动机1的燃料喷射量FIN被设置为通过由ECU 30进行的燃料喷射量计算操作计算的值FINC。

另一方面，在步骤501中S＝1的情况下，需要进行SO_x中毒恢复过程，因此进行步骤503，其中燃料喷射量增加FINS，使得发动机在低空燃比和高温废气的情况下运转。步骤503的FINS是类似于在步骤303中的量。

接下来，在步骤505中，从H₂传感器31读出在NO_x包藏和还原催化剂入口的废气的H₂浓度HR，和在步骤507中，估算等于H₂浓度HR乘以发动机进气量G的值，从而确定估算值THR。进气量G基本上对应于废气流速，因此，等于H₂浓度HR乘以G的值对应于每单位时间流入NO_x包藏和还原催化剂的H₂的量。一旦完成SO_x中毒恢复过程，在步骤517中估算值THR重置为零。因此，在步骤507计算的估算值THR，对应于从开始该段时间的SO_x中毒恢复过程的时刻到目前时间点，提供给NO_x包藏和还原催化剂7的氢组分的全部量。

通过由ECU 30分离进行的计算操作(未显示)，基于通过进气压力传感器33检测的进气压力和由转速传感器35检测的发动机转速，计算进气量G。

在步骤507计算估算值THR之后，步骤509确定估算值THR是否达到预定值THR₀，和如果THR≥THR₀，那么标志S和估算值THR在步骤515，517中被设置为零。结果，在显示于图5的随后操作中，在步骤501之后进行步骤519，从而完成SO_x中毒恢复过程。

判断值THR₀对应于足以脱去和还原NO_x包藏和还原催化剂7包藏的全部量SO_x的H₂的量，和其通过NO_x包藏和还原催化剂7的类型以及进行SO_x中毒恢复过程的次数(在开始SO_x中毒恢复过程时包藏的SO_x量)确定。因此，需要使用实际的NO_x包藏和还原催化剂和发动机通过实验确定判断值THR₀。

在步骤509中THR＜THR₀的情况下，SO_x中毒恢复过程没有完成，因此在进行步骤511，513之后，终止目前时间段的操作。

步骤511，513是与图3中显示的步骤307，311相同的操作，从而以如此方式控制废气的空燃比，使得废气的H₂浓度不能超过生成H₂S的临界值。

顺便提及，在显示于图5的操作中，基于流入NO_x包藏和还原催化剂7的氢组分量的累加值，确定SO_x中毒恢复过程的持续时间。可选择地，预先确定废气中H₂浓度和SO_x中毒恢复过程持续时间之间的关系，和然后，直接从由H₂传感器检测的H₂浓度HR确定SO_x中毒恢复过程的持续时间。

接下来，参考图6，解释不同于显示于图1中的装置的根据本发明废气净化装置构造的另一个例子。

图6是类似于图1的简图，并显示应用于机动车辆内燃机的本发明的一般构造。在图6中，与图1中相同的附图标记分别表示类似的组成部件。

图6中显示的构造与图1的构造的不同之处，仅在于在NO_x包藏和还原催化剂7上游和H₂传感器31下游的排气通道中布置SO_x收集器73。

流入SO_x收集器的废气的空燃比高时，SO_x收集器73包藏废气中的SO_x，例如，在流入SO_x收集器的废气的空燃比是低时，以SO₂的形式将包藏的SO_x释放入废气中。

SO_x收集器73使用氧化铝载体，和选自碱金属比如钾K、钠Na、锂Li和铯Cs与碱土金属族比如钙Ca的至少一种组分与贵金属比如铂Pt、钯Pd、铑Rh或铱Ir一起负载于氧化铝载体。

如果以不稳定状态在SO_x收集器中形成，那么SO_x以硫酸根离子SO₄ ^-或硫化物的形式容纳于SO_x收集器73中。

以铂Pt与钙Ca负载于载体的情况作为例子，只要废气的空燃比高，废气中的SO_x(例如SO₂)在铂Pt表面上被氧化，同时以硫酸根离子SO₄ ^-的形式被吸附并扩散于氧化钙CaO中，从而形成钙的硫化物CaSO₄。硫酸钙是相对不稳定的，因此一旦废气的空燃比低和废气的氧浓度降低，其易于在高于预定温度分解(CaSO₄→Ca²⁺+SO₄ ^2-)，并以SO_x(SO₂)的形式从SO_x收集器释放硫酸根离子SO₄ ^2-。

在SO_x收集器73布置于NO_x包藏和还原催化剂7上游的情况下，在废气的空燃比高时，废气中大部分的SO_x包藏于SO_x收集器73中，和大部分的SO_x组分基本上不能到达NO_x包藏和还原催化剂7的下游侧。

结果，对NO_x包藏和还原催化剂7进行SO_x中毒恢复过程的频率保持为低的。因此，可以抑制用于供给高温和低空燃比的废气到NO_x包藏和还原催化剂7的燃料消耗增加，和可以抑制NO_x包藏和还原催化剂7由于高温的退化。

尽管图6显示了NO_x包藏和还原催化剂7和SO_x收集器73在相同外壳71中彼此邻近布置的情况。但是，只要它们位于H₂传感器31和NO_x包藏和还原催化剂7之间，SO_x收集器73就可以布置为与NO_x包藏和还原催化剂7容纳于不同的外壳中。

如上所述，在NO_x包藏和还原催化剂7的上游提供SO_x收集器73可抑制发动机燃料消耗的增加和催化剂的退化。然而，在这种情况下，在SO_x中毒恢复过程期间，可能发生SO_x重复包藏的问题。

具体地说，在SO_x中毒恢复过程期间，发生从SO_x收集器73脱去的相对高浓度的SO_x再次包藏于NO_x包藏和还原催化剂的问题，甚至在NO_x包藏和还原催化剂的下游侧空燃比低的情况下也是如此。因此，通过在再包藏于NO_x包藏和还原催化剂和从NO_x包藏和还原催化剂中脱去之间交替进行，SO_x逐渐地通过NO_x包藏和还原催化剂转移到下游，因此SO_x中毒恢复过程花费相对长的时间。

因此，在如图6所示将SO_x收集器布置在NO_x包藏和还原催化剂的上游的情况下，在SO_x中毒恢复过程期间，通过供给氢到NO_x包藏和还原催化剂7防止SO_x再次被NO_x包藏和还原催化剂7包藏。

顺便提及，使用显示于图6的构造，通过在SO_x中毒恢复过程期间控制发动机空燃比或SO_x中毒恢复过程的持续时间，也可以更有效地进行SO_x中毒恢复过程。在图6的构造中，基于H₂浓度控制中毒恢复过程的操作类似于显示于图3构造的那些，因此不再解释。

接下来，参考图7解释根据本发明废气净化装置构造的另一个例子。

图7是类似于图1的简图，显示本发明应用于机动车辆内燃机的一般构造。图7中，与图1中相同的附图标记分别表示与图1中类似的部件。

图7中显示的构造与图1的不同之处仅在于，除H₂传感器31布置在NO_x包藏和还原催化剂7的上游之外，能检测废气中硫氧化物浓度(SO_x浓度)的SO_x传感器90布置在NO_x包藏和还原催化剂7下游的排气通道中。

根据该实施方式的SO_x传感器90需要能够连续地检测废气的SO_x浓度，并具有高的响应性。然而，满足该要求的SO_x传感器目前还不能商业得到。当这种SO_x传感器能够实际应用的时候，可以实现该实施方式。

根据该实施方式，除通过在NO_x包藏和还原催化剂7上游侧的H₂传感器检测废气的H₂浓度之外，使用通过布置在NO_x包藏和还原催化剂7下游的SO_x传感器90检测的SO_x浓度来控制空燃比和SO_x中毒恢复过程的持续时间。

具体地说，根据该实施方式，基于上游侧H₂传感器31的输出以这样的方式控制废气的空燃比，使得一方面流入NO_x包藏和还原催化剂的废气的H₂浓度保持在预定范围，并且在上游侧H₂浓度在预定范围内以及同时在由下游侧SO_x传感器90检测的SO_x浓度不超过预定值的情况下，确定SO_x中毒恢复过程完成。

在SO_x中毒恢复过程期间，含有H₂组分的废气供给到NO_x包藏和还原催化剂7，使得防止脱去的SO_x再次被包藏，并因此与废气一起在NO_x包藏和还原催化剂7的下游排放。因此，在废气中的H₂浓度不小于一定水平的情况下和只要继续从NO_x包藏和还原催化剂7脱去SO_x，那么就在NO_x包藏和还原催化剂7下游的废气中检测到SO_x。

结果，在NO_x包藏和还原催化剂7下游的SO_x传感器90基本上没有检测到SO_x的情况下，尽管废气的H₂浓度并没小于预定值，也可以确定包藏于NO_x包藏和还原催化剂7的SO_x完全地脱去。

根据该实施方式，在开始SO_x中毒恢复过程之后，由NO_x包藏和还原催化剂7下游的SO_x传感器检测的SO_x浓度降低到低于预定值的情况下，终止SO_x中毒恢复过程。

以这种方法，可以精确地确定SO_x中毒恢复过程的完成，和可以适当地完成SO_x中毒恢复过程。因此，可以抑制发动机燃料消耗量的增加和NO_x包藏和还原催化剂的退化，否则这些问题可能因SO_x中毒的进行或不必要地延长SO_x中毒恢复过程而导致，其中SO_x中毒是由于在充分脱去SO_x之前终止SO_x中毒恢复过程。

图8是用于解释根据该实施方式的SO_x中毒恢复过程的流程图。

如图5中显示的操作，该操作由ECU 30以预定时间间隔常规进行。

在显示于图8的操作中，步骤801基于标志S的值确定是否需要进行SO_x中毒恢复过程，和在不需要进行SO_x中毒恢复过程(S≠1)的情况下，在步骤821进行正常的燃料喷射。另一方面，在需要进行SO_x中毒恢复过程(S＝1)的情况下，在步骤803中发动机1的燃料喷射量增加FINS。步骤801，803，821的操作分别与显示于图5的步骤501，503，519相同。

一旦在步骤803进行SO_x中毒恢复过程，从NO_x包藏和还原催化剂7上游的H₂传感器读出H₂浓度HR(步骤805)，和增加的量FINS增大或减小预定值ΔF₁(步骤809)和预定值ΔF₂(步骤813)，使得H₂浓度HR保持在生成H₂S的临界浓度HRS和第一预定值HR₁(步骤807，811)之间的范围内。

在步骤811中保持HR≥HR₁的情况下，开始进行步骤815，其中从布置在NO_x包藏和还原催化剂下游的SO_x传感器90读出催化剂7下游废气的SO_x浓度SR_o在步骤817中SO_x浓度SR减小到不超过第二预定值SR₂的情况下，即在可以确定完成从NO_x包藏和还原催化剂7脱去SO_x的情况下，在步骤819中标志S的值被重置为零，从而完成本次操作时间段。

因此，在接下来的进行该操作的时间段中，在步骤801之后进行步骤821，从而完成SO_x中毒恢复过程。在步骤817中SR＞SR₂的情况下，仍继续从NO_x包藏和还原催化剂7脱除SO_x，因此本次操作时间段结束，同时值S保持为1。因此，在接下来的操作时间段中，进行步骤803的SO_x中毒恢复过程和后面的步骤。

步骤811中的预定值HR₁可以设定在0.1％(对应于化学计量空燃比)和2.0％(生成H₂S的临界值)之间的适当值。然而，所述值设定得越小，SO_x中毒恢复过程的持续时间越长，而所述值设定得越大，越接近生成H₂S的临界值。因此，需要由实际上使用催化剂进行的试验确定该值。

另一方面，步骤817中的判断值SR₂对应于脱去的SO_x的量，同时保持在NO_x包藏和还原催化剂中的SO_x的量没有任何实际问题地降低到一定水平。值SR₂也需要由实验确定。

以上参考不布置SO_x收集器的情况，解释了图7的构造。然而，在如图6所示布置SO_x收集器的情况下，通过在NO_x包藏和还原催化剂7下游的排气通道中提供SO_x传感器，如图8中一样的SO_x中毒恢复过程也当然是可以的。

Claims

1.一种用于内燃机的废气净化装置，包括布置于内燃机排气通道的NO_x包藏和还原催化剂，在流入所述催化剂的废气的空燃比高时，所述NO_x包藏和还原催化剂用于通过吸收和/或吸附而包藏废气中的NO_x，和当流入所述催化剂的废气的空燃比是化学计量空燃比或低的空燃比时，通过还原包藏的NO_x而进行净化；和

布置于所述NO_x包藏和还原催化剂上游的排气通道中的H₂传感器，用于检测废气中氢组分的浓度；

其中，在SO_x中毒恢复过程中，升高废气的温度，同时流入所述NO_x包藏和还原催化剂的废气的空燃比保持为低的空燃比，以从所述NO_x包藏和还原催化剂脱去与NO_x一起被NO_x包藏和还原催化剂包藏的硫氧化物，

其中，基于由所述H₂传感器检测的NO_x还原催化剂上游废气中的氢组分浓度，控制在SO_x中毒恢复过程期间流入NO_x包藏和还原催化剂的废气的空燃比和SO_x中毒恢复过程的持续时间中的至少一个。

2.如权利要求1所述的用于内燃机的废气净化装置，另外包括布置于所述NO_x包藏和还原催化剂上游和所述H₂传感器下游的排气通道中的SO_x收集器，其在流入所述SO_x收集器的废气的空燃比是化学计量空燃比的情况下，包藏废气中的SO_x，和在流入所述SO_x收集器的废气的空燃比是化学计量空燃比或低的空燃比的情况下，脱去包藏的SO_x。

3.如权利要求1或2所述的用于内燃机的废气净化装置，其中在进行SO_x中毒恢复过程期间，以如此方式控制流入所述NO_x包藏和还原催化剂的废气的空燃比，使得由所述H₂传感器检测的废气中的氢组分浓度低于由所述NO_x包藏和还原催化剂生成硫化氢时的氢组分浓度。

4.如权利要求1或2所述的用于内燃机的废气净化装置，其中在进行SO_x中毒恢复过程期间，以如此方式控制流入所述NO_x包藏和还原催化剂的废气的空燃比，使得由所述H₂传感器检测的废气中的氢组分浓度为0.1％～2.0％。

5.如权利要求1或2所述的用于内燃机的废气净化装置，其中在进行SO_x中毒恢复过程期间，以如此方式控制废气的空燃比，使得流入所述NO_x包藏和还原催化剂的废气中的氢组分浓度在SO_x中毒恢复过程开始的时候是高的，并随后逐渐地降低。

6.如权利要求1或2所述的用于内燃机的废气净化装置，另外包括布置于所述NO_x包藏和还原催化剂下游的排气通道中的SO_x传感器，其用于检测废气中硫氧化物的浓度，其中基于由所述H₂传感器检测的氢组分浓度和由所述SO_x传感器检测的SO_x浓度，控制在进行SO_x中毒恢复过程期间流入所述NO_x包藏和还原催化剂的废气的空燃比和SO_x中毒恢复过程的持续时间中的至少一个。

7.如权利要求6所述的用于内燃机的废气净化装置，其中在由所述H₂传感器检测的氢组分浓度高于或等于第一预定值和由所述SO_x传感器检测的硫氧化物浓度低于或等于第二预定值的情况下，终止所述SO_x中毒恢复过程。