CN102428257B - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的内燃机的排气净化装置具备配置在内燃机排气通路内的NOx吸留还原催化剂、以及配置在NOx吸留还原催化剂的上游且除去废气中所含的SOx的SOx捕集材料。在朝内燃机主体的燃烧室供给燃料的主流路连接有绕过主流路的副流路，在副流路配置有除去燃料中所含的硫成分的除去装置。此外，配置有开闭副流路的开闭装置。当SOx捕集材料的SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下的情况下，或者流入SOx捕集材料的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况下，使在主流路中流动的燃料的至少一部分流入副流路进而在除去装置中流通。

Description

内燃机的排气净化装置
技术领域
本发明涉及内燃机的排气净化装置。
背景技术
在柴油机、汽油机等内燃机的废气中例如包含一氧化碳(CO)、未燃燃料(HC)、氮氧化物(NOx)或者颗粒状物质(PM：Particulate Matter)等成分。在内燃机中，为了净化上述成分而安装有排气净化装置。
作为除去氮氧化物的方法之一，提出有在内燃机排气通路配置NOx吸留还原催化剂的方法。NOx吸留还原催化剂当废气的空燃比为稀空燃比时吸留NOx。当NOx的吸留量达到容许量时，通过使废气的空燃比为浓空燃比或者为理论空燃比而放出所吸留的NOx。所放出的NOx由废气中所含的一氧化碳等还原剂还原成N2。
在内燃机的废气中有时包含硫氧化物(SOx)。NOx吸留还原催化剂在吸留NOx的同时吸留SOx。如果吸留有SOx，则NOx的可吸留量降低。这样，在NOx吸留还原催化剂中产生所谓的硫中毒。
为了避免SOx被吸留到NOx吸留还原催化剂，已知有在NOx吸留还原催化剂的上游侧配置具有除去SOx的功能的SOx捕集催化剂的排气净化装置。
在日本特开2003-14309号公报中公开了一种内燃机的排气净化装置，该内燃机的排气净化装置具备：吸留还原型NOx催化剂，该吸留还原型NOx催化剂设置在可稀薄燃烧的内燃机的排气通路；SOx捕集材料，该SOx捕集材料设置在吸留还原型NOx催化剂的上游侧、且是内燃机的附近；旁通通路，该旁通通路将吸留还原型NOx催化剂上游侧的废气引导至吸留还原型NOx催化剂的下游侧；以及切换单元，该切换单元对旁通通路和朝向吸留还原型NOx催化剂的排气管路进行切换。
专利文献1：日本特开2003-14309号公报
作为用于除去废气中所含的SOx的SOx捕集材料，例如能够采用SOx捕集催化剂，该SOx捕集催化剂在基体的表面配置有可吸收SOx的SOx吸收层，且具有促进SOx的氧化反应的催化剂金属。此处，SOx捕集材料存在依存于内燃机的运转状态而除去SOx的能力降低的情况。即，存在SOx除去率降低的情况。例如，SOx捕集催化剂具有活性化温度，在该活性化温度以下的温度区域，SOx除去率降低。
未被SOx捕集材料捕获的SOx从SOx捕集催化剂流出。从SOx捕集材料流出来的SOx被配置在SOx捕集材料的下游的NOx吸留还原催化剂吸留。因此，存在产生NOx吸留还原催化剂的硫中毒，从而导致NOx吸留还原催化剂的NOx净化能力降低的情况。
这样，虽然SOx捕集材料是为了除去SOx而配置的，但在SOx除去率小的运转状态下，存在一部分SOx直接通过SOx捕集催化剂的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备SOx捕集材料，以抑制SOx从SOx捕集材料流出的内燃机的排气净化装置。
本发明的第一内燃机的排气净化装置具备：NOx吸留还原催化剂，该NOx吸留还原催化剂配置在内燃机排气通路内，当所流入的废气的空燃比为稀空燃比时吸留废气中所含的NOx，当所流入的废气的空燃比为理论空燃比或者为浓空燃比时放出所吸留的NOx；以及SOx捕集材料，该SOx捕集材料配置在NOx吸留还原催化剂的上游的内燃机排气通路内，除去废气中所含的SOx。在朝内燃机主体的燃烧室供给燃料的主流路连接有绕过主流路的副流路，在副流路配置有除去燃料中所含的硫成分的除去装置，还配置有开闭副流路的开闭装置。当SOx捕集材料的SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下的情况下、或者流入SOx捕集材料的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况下，使流经主流路的燃料的至少一部分流入副流路，进而流通于除去装置。
在上述发明中，SOx捕集材料的SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下的情况包括以下情况中的至少一种情况：SOx捕集材料的温度在低温一侧的预先决定的低温判定值以下的情况、SOx捕集材料的温度在高温一侧的预先决定的高温判定值以上的情况、流入SOx捕集材料的废气的空燃比在预先决定的空燃比判定值以下的情况、流入SOx捕集材料的废气的空间速度在预先决定的速度判定值以上的情况、以及SOx捕集材料的SOx吸留量在预先决定的吸留量判定值以上的情况。
在上述发明中，流入SOx捕集材料的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况包括：朝燃烧室供给的燃料中所含的硫成分的含有率在预先决定的含有率判定值以上的情况。
在上述发明中，优选在朝燃烧室喷射燃料的燃料喷射阀所要求的润滑性能变高的情况下，遮断副流路。
在上述发明中，朝燃烧室喷射燃料的燃料喷射阀所要求的润滑性能变高的情况包括以下情况中的至少一种情况：一次燃烧循环中的燃料的喷射次数在预先决定的喷射次数判定值以上的情况、以及从燃料喷射阀喷射的燃料的喷射压力在预先决定的压力判定值以上的情况。
本发明的第二内燃机的排气净化装置具备：NOx吸留还原催化剂，该NOx吸留还原催化剂配置在内燃机排气通路内，当所流入的废气的空燃比为稀空燃比时吸留废气中所含的NOx，当所流入的废气的空燃比为理论空燃比或者为浓空燃比时放出所吸留的NOx；以及SOx捕集材料，该SOx捕集材料配置在NOx吸留还原催化剂的上游的内燃机排气通路内，除去废气中所含的SOx。在使内燃机主体的润滑油在内燃机主体中循环的主流路连接有绕过主流路的副流路，在副流路配置有除去润滑油中所含的硫成分的除去装置，还配置有开闭副流路的开闭装置。当SOx捕集材料的SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下的情况下、或者流入SOx捕集材料的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况下，使流经主流路的润滑油的至少一部分流入副流路，进而流通于除去装置。
在上述发明中，SOx捕集材料的SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下的情况包括以下情况中的至少一种情况：SOx捕集材料的温度在低温一侧的预先决定的低温判定值以下的情况、SOx捕集材料的温度在高温一侧的预先决定的高温判定值以上的情况、流入SOx捕集材料的废气的空燃比在预先决定的空燃比判定值以下的情况、流入SOx捕集材料的废气的空间速度在预先决定的速度判定值以上的情况、以及SOx捕集材料的SOx吸留量在预先决定的吸留量判定值以上的情况。
在上述发明中，流入SOx捕集材料的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况包括：润滑油中所含的硫成分的含有率在预先决定的含有率判定值以上的情况。
在上述发明中，优选在内燃机主体的构成部件所要求的润滑性能变高的情况下遮断副流路。
在上述发明中，内燃机主体的构成部件所要求的润滑性能变高的情况包括以下情况中的至少一种情况：内燃机主体的转速在预先决定的转速判定值以上的情况、以及内燃机主体的温度在预先决定的温度判定值以下的情况。
根据本发明，能够提供一种具备SOx捕集材料，以抑制SOx从SOx捕集材料流出的内燃机的排气净化装置。
附图说明
图1是实施方式1的内燃机的概略图。
图2是NOx吸留还原催化剂的放大概略剖视图。
图3是SOx捕集催化剂的放大概略剖视图。
图4是实施方式1的排气净化装置的运转控制的流程图。
图5是示出SOx捕集催化剂的床温与SOx除去率之间的关系的图表。
图6是示出SOx捕集催化剂中的空间速度与SOx除去率之间的关系的图表。
图7是示出SOx捕集催化剂中的废气的空燃比与SOx除去率之间的关系的图表。
图8是算出从内燃机主体排出的每单位时间的SOx量的映射。
图9是实施方式2的排气净化装置的运转控制的流程图。
图10是说明燃烧室的燃料喷射的概略图。
图11是实施方式3的内燃机的概略图。
图12是实施方式3的内燃机的润滑油供给装置的概略系统图。
图13是实施方式3的排气净化装置的运转控制的流程图。
图14是实施方式4的排气净化装置的运转控制的流程图。
具体实施方式
实施方式1
参照图1至图8对实施方式1的内燃机的排气净化装置进行说明。本实施方式的内燃机配置于车辆。在本实施方式中，以安装于汽车的压燃式的柴油机为例进行说明。
图1中示出本实施方式的内燃机的概略图。内燃机具备内燃机主体1。并且，内燃机具备对废气进行净化的排气净化装置。内燃机主体1具备气缸体51和气缸盖52。在气缸体51的内部配置有活塞53。活塞53配置成能够在气缸体51的内部往复运动。活塞53、气缸体51以及气缸盖52所包围的空间构成作为气缸的燃烧室2。
在气缸盖52配置有用于朝燃烧室2喷射燃料的燃料喷射阀3。本实施方式的燃料喷射阀3是电子控制式燃料喷射阀。在气缸盖52形成有进气口61。进气口61由进气门56开闭。进气口61与进气歧管4连接。在气缸盖52形成有排气口62。排气口62由排气门57开闭。排气口62与排气歧管5连接。
气缸体51具有配置有曲轴59的曲轴箱54。活塞53经由连杆58与曲轴59连结。活塞53的往复运动经由连杆58传递给曲轴59，从而被转换成旋转运动。在气缸体51的下侧配置有油底壳55。在油底壳55的内部贮存有用于进行内燃机主体1的各构成部件的润滑的润滑油65。
进气歧管4经由进气导管6与排气涡轮增压器7的压缩机7a的出口连结。压缩机7a的入口经由吸入空气量检测器8与空气滤清器9连结。在进气导管6内配置有由步进电动机驱动的节流阀10。此外，在进气导管6配置有用于对在进气导管6内流动的吸入空气进行冷却的冷却装置11。在图1所示的实施例中，内燃机冷却水被导入冷却装置11。利用内燃机冷却水对吸入空气进行冷却。排气歧管5是从各个燃烧室2排出的废气合流的空间。排气歧管5与排气涡轮增压器7的涡轮7b的入口连结。
本实施方式的排气净化装置具备作为SOx捕集材料的SOx捕集催化剂16，该SOx捕集催化剂16用于除去废气中所含的SOx。SOx捕集催化剂16经由排气管12与涡轮7b的出口连结。本实施方式的排气净化装置具备NOx吸留还原催化剂(NSR)17。NOx吸留还原催化剂17配置在SOx捕集催化剂16的下游的内燃机排气通路内。
在NOx吸留还原催化剂17下游的内燃机排气通路内配置有用于捕集废气中的颗粒状物质的微粒过滤器以及用于氧化一氧化碳、未燃燃料的氧化催化剂(未图示)。并且，在排气歧管5和进气歧管4之间配置有EGR通路(未图示)，以便进行废气再循环(EGR)。在EGR通路配置有电子控制式的EGR控制阀。利用EGR控制阀调整在EGR通路流动的废气的流量。
本实施方式的内燃机具备燃料供给装置，该燃料供给装置将贮存于燃料罐24的燃料朝内燃机主体1的燃烧室2供给。各个燃料喷射阀3经由燃料供给管2与共轨22连结。燃料供给管21针对各个燃烧室2的每个而形成，且与一个共轨22连接。共轨22经由电子控制式的排出量可变的燃料泵23与燃料罐24连结。贮存于燃料罐24的燃料由燃料泵23朝共轨22内供给。供给至共轨22内的燃料经由各个燃料供给管21朝燃料喷射阀3供给。
电子控制单元30由数字计算机构成。本实施方式的电子控制单元30作为排气净化装置的控制装置发挥功能。电子控制单元30具备通过双向性总线31互相连接的ROM(只读存储器)32、RAM(随机读写存储器)33、CPU(微处理器)34、输入端口35及输出端口36。
ROM 32是读入专用的存储装置。在ROM 32预先存储有用于进行控制的必要的映射等信息。CPU 34能够进行任意的运算、判断。RAM 33是可读写的存储装置。RAM 33能够保存运转履历等信息，或者暂时保存运算结果。
在内燃机排气通路中、在SOx捕集催化剂16的下游配置有用于检测SOx捕集催化剂16的温度的温度传感器26。在NOx吸留还原催化剂17的下游配置有用于检测NOx吸留还原催化剂17的温度的温度传感器27。在SOx捕集催化剂16的上游配置有用于检测流入SOx捕集催化剂16的废气的空燃比的空燃比传感器28。
并且，在燃料供给装置中，在燃料罐24配置有用于检测燃料的硫成分的浓度的硫浓度传感器29。在共轨22配置有用于检测从燃料喷射阀3喷射的燃料的压力的压力传感器44。这些温度传感器26、27以及吸入空气量检测器8的输出信号分别经由对应的AD转换器37输入到输入端口35。并且，空燃比传感器28、硫浓度传感器29以及压力传感器44的输出信号分别经由对应的AD转换器37输入到输入端口35。
在油门踏板40连接有产生与油门踏板40的踩踏量成比例的输出电压的负载传感器41。负载传感器41的输出电压经由对应的AD转换器37输入到输入端口35。此外，在输入端口35连接有曲轴每旋转例如15°就产生一个输出脉冲的曲轴转角传感器42。能够利用曲轴转角传感器42的输出检测内燃机主体1的转速。此外，在车身安装有用于测定车辆周围的气温的外部气温传感器43。外部气温传感器43的输出经由对应的AD转换器37输入到输入端口35。
另一方面，输出端口36经由对应的驱动回路38与燃料喷射阀3、节流阀10的驱动用步进电动机、EGR控制阀以及燃料泵23连接。这样，燃料喷射阀3以及节流阀10等由电子控制单元30控制。
燃料供给装置包括朝燃料喷射阀3供给燃料的主流路74。主流路74从燃料罐24延伸至燃料喷射阀3。在主流路74配置有共轨22。在主流路74的中途连接有绕过主流路74的一部分的副流路75。燃料供给装置作为开闭副流路75的开闭装置而包括切换阀73。开闭装置形成为能够遮断或者敞开流入副流路的燃料的流动。即，开闭装置形成为开闭副流路75。
本实施方式的切换阀73形成为在主流路74和副流路75之间切换燃料的流动。利用切换阀73将从燃料泵23流出的燃料全部通过主流路74供给至燃烧室2。或者，将从燃料泵23流出的燃料全部通过副流路75供给至燃烧室2。切换阀73经由对应的驱动回路38与电子控制单元30的输出端36连接。切换阀73由电子控制单元30控制。
本实施方式的内燃机的排气净化装置具备除去燃料中所含的硫成分的除去装置70。除去装置70配置于副流路75。本实施方式的除去装置70包括吸附硫成分的化合物亦即含硫化合物的含硫化合物吸附剂。除去装置70通过吸附来除去含硫化合物。作为含硫化合物吸附剂例如能够使用介孔氧化硅(mesoporous silica)多孔体、沸石、酸性白土、活性白土等。
并且，除去装置70也可以包括用于氧化吸附于含硫化合物吸附剂的含硫化合物的氧化剂或者氧化催化剂、和吸附通过氧化而生成的含硫氧化物的含硫氧化物吸附剂。通过将含硫化合物转换成含硫氧化物并进行吸附，提高硫成分的除去率。作为氧化剂，能够使用氧化钛(TiO2)、氧化镍(NiO)、或者二氧化锰(MNO2)等氧化金属类的物质。作为氧化催化剂能够使用铂或者镍等金属催化剂。作为含硫氧化物的吸附剂能够使用活性白土或者沸石。
作为除去硫成分的除去装置，并不限定于该方式，能够采用能够除去硫成分的任意的装置。
图2中示出NOx吸留还原催化剂的放大概略剖视图。NOx吸留还原催化剂17是暂时吸留从内燃机主体1排出的废气中所含的NOx，且当将所吸留的NOx放出时将该NOx转换成N2的催化剂。
NOx吸留还原催化剂17在基体上担载有例如由氧化铝形成的催化剂载体45。在催化剂载体45的表面上分散担载有由贵金属形成的催化剂金属46。在催化剂载体45的表面上形成有NOx吸收剂47的层。作为催化剂金属46例如使用铂Pt。作为构成NOx吸收剂47的成分，例如使用选自钾K、钠Na、铯Cs这样的碱金属；钡Ba、钙Ca这样的碱土类金属；镧La、钇Y这样的稀土类中的至少一个。在本实施方式中，作为构成NOx吸收剂47的成分使用钡Ba。
在本发明中，将供给至内燃机进气通路、燃烧室或者内燃机排气通路的废气的空气以及燃料(烃)的比称作废气的空燃比(A/F)。当废气的空燃比为稀空燃比时(比理论空燃比大时)，废气中所含的NO在催化剂金属46上被氧化而成为NO2。NO2以硝酸根离子NO3 -的形式被吸留到NOx吸收剂47内。与此相对，当废气的空燃比为浓空燃比时、或者为理论空燃比时，被吸留到NOx吸收剂47的硝酸根离子NO3 -以NO2的形式被从NOx吸收剂47放出。被放出的NOx由废气中所含的未燃烃、一氧化碳等还原成N2。在NOx吸留还原催化剂17的NOx可吸留量减少的情况下，进行使流入NOx吸留还原催化剂的废气的空燃比为理论空燃比或者浓空燃比而从NOx吸留还原催化剂17放出NOx的NOx放出控制。
在废气中含有SOx、即SO2。如果SOx流入NOx吸留还原催化剂，则与NOx同样地被吸留到NOx吸留还原催化剂17。SOx以硫酸盐BaSO4的形式被吸留到NOx吸留还原催化剂。在NOx放出控制中，仅凭借使废气的空燃比为理论空燃比或者为浓空燃比，BaSO4不会被分解而仍然残留。因此，NOx吸留还原催化剂所能够吸留的NOx量降低。这样，在NOx吸留还原催化剂产生硫中毒。
图3中示出SOx捕集催化剂的放大概略剖视图。作为SOx捕集材料的SOx捕集催化剂16通过吸留从内燃机主体1排出的废气中所含的SOx而从废气中除去SOx。本实施方式的SOx捕集催化剂16具有与NOx吸留还原催化剂17类似的结构。
SOx捕集催化剂16在基体上担载有例如由氧化铝形成的催化剂载体48。在催化剂载体48的表面上分散担载有催化剂金属49。在催化剂载体45的表面上形成有SOx吸收剂50的层。本实施方式的催化剂金属49使用贱金属之中的铁Fe。作为催化剂金属49，除了能够使用贱金属之外，还可以使用铂、银等贵金属。作为构成SOx吸收剂50的成分，例如能够使用选自钾K、钠Na、铯Cs这样的碱金属；钡Ba、钙Ca这样的碱土类金属；镧La、钇Y这样的稀土类中的至少一个。在本实施方式中，作为构成SOx吸收剂50的成分使用钡Ba。
SO2当流入SOx捕集催化剂16时在催化剂金属49中被氧化而成为SO3。该SO3被SOx吸收剂50吸收，生成例如硫酸盐BaSO4。这样，SOx捕集催化剂16能够捕获废气中所含的SOx，且能够将所捕获到的SOx吸留到SOx吸收剂50中。
作为SOx捕集材料，并不限定于该方式，只要形成为能够除去废气中所含的SOx即可。
本实施方式的SOx捕集催化剂16的结构与NOx吸留还原催化剂17的结构类似，所以除了吸留SOx之外还吸留NOx。被吸留到SOx吸收剂50的NOx在NOx吸留还原催化剂17的放出控制时同时被放出。即，通过使废气的空燃比为理论空燃比或者为浓空燃比，从SOx捕集催化剂放出NOx。放出的NOx被还原成N2。然而，由于硫酸盐BaSO4稳定，所以即使进行NOx放出控制，SOx也残留于SOx捕集催化剂。如果持续使用SOx捕集催化剂，则SOx吸留量增加。
本实施方式的SOx捕集催化剂作为催化剂金属使用贱金属。贱金属的催化剂金属的氧化能力比贵金属的催化剂金属的氧化能力弱。但是，SOx比NOx更易被SOx吸收剂50吸收。因此，SOx捕集催化剂能够使用贱金属这样的氧化能力比较小的催化剂金属构成。在作为催化剂金属使用氧化能力比较小的金属的情况下，当SOx吸留量少时，在吸留SOx的同时也吸留NOx。但是，如果SOx吸留量增加，则NOx的吸留能力逐渐降低，能够优先吸留SOx。
通过在内燃机排气通路配置SOx捕集催化剂，能够除去废气中所含的SOx。通过在NOx吸留还原催化剂的上游侧配置SOx捕集材料，能够抑制SOx流入NOx吸留还原催化剂的情况。即，能够抑制NOx吸留还原催化剂的硫中毒。能够维持NOx吸留还原催化剂的高NOx净化率。
并且，不需要进行放出NOx吸留还原催化剂所吸留的SOx的硫中毒恢复控制。在硫中毒恢复控制中，在NOx吸留还原催化剂的温度升温到例如600℃左右后，使废气的空燃比为理论空燃比或者为浓空燃比。通过进行硫中毒恢复控制，能够放出SOx。在硫中毒恢复控制中，NOx吸留还原催化剂变得高温，有可能产生NOx吸留还原催化剂的热劣化。并且，由于废气的温度变得高温，有可能在配置于内燃机排气通路的排气处理装置产生热劣化。通过不进行硫中毒恢复控制，能够抑制配置于内燃机排气通路的排气处理装置的热劣化。
由于燃料、润滑油中所含的硫成分为微量，所以废气中所含的SOx为微量。因此，SOx捕集催化剂能够长时间进行SOx的吸留。在SOx捕集催化剂达到SOx饱和的情况下，更换SOx捕集催化剂。或者，也可以仅在SOx捕集催化剂的SOx吸留量超过容许值时，进行与硫中毒恢复控制同样的控制，从SOx捕集催化剂放出SOx。
参照图1，作为本实施方式的开闭装置的切换阀73在正常运转时以全部的燃料都在主流路74流动的方式进行控制。在正常运转时，副流路75被遮断，燃料仅在主流路74中流动。
图4中示出本实施方式的运转控制的流程图。本实施方式的运转控制能够每隔规定时间反复进行。本实施方式的内燃机的排气净化装置，在SOx捕集催化剂16的SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下的情况下，利用切换阀73切换流路而使燃料在除去装置70中流通。或者，在流入SOx捕集催化剂16的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况下，利用切换阀73切换流路而使燃料在除去装置70中流通。
最初，判别SOx捕集催化剂的SOx除去率是否在预先决定的除去率判定值以下。此处，SOx除去率是被吸留到SOx捕集催化剂的SOx量相对于流入SOx捕集催化剂的每规定时间的SOx量的比率。SOx除去率越高，则以越高的比率从废气中除去SOx。在本实施方式中，判别SOx捕集催化剂的温度、SOx捕集催化剂的空间温度、流入SOx捕集催化剂的废气的空燃比以及SOx吸留量。
在步骤101中，检测SOx捕集催化剂16的温度。参照图1，例如能够利用温度传感器26检测SOx捕集催化剂16的温度T。在步骤102中，比较SOx捕集催化剂16的温度T和低温判定值TL。
图5是示出SOx捕集催化剂的温度与SOx捕集催化剂的SOx除去率之间的关系的图表。在图5中记载了开始使用时的新产品时的图表、和持续使用而吸留了规定量的SOx时的图表。
参照实线的新产品时的图表，在作为SOx捕集催化剂的温度的床温T低的区域中，由于SOx捕集催化剂未活性化，因此SOx除去率小。随着床温上升，SOx除去率上升，之后成为大致恒定的除去率。当床温进一步变高时，SOx除去率逐渐降低。温度TL1是低温判定值，温度TH1是高温判定值。在本实施方式中，在SOx捕集催化剂的床温大于低温判定值TL1且不足高温判定值TH1的范围内，能够确保比预先决定的除去率判定值大的SOx除去率。
参照图4，在步骤102中，判别SOx捕集催化剂的温度T是否在低温判定值TL1以下。在步骤103中，判别SOx捕集催化剂的温度T是否在高温判定值TH1以上。在步骤102中，在SOx捕集催化剂的温度T在低温判定值TL1以下的情况下，转移至步骤111。在SOx捕集催化剂的温度T大于低温判定值TL1的情况下，转移至步骤103。在步骤103中，判别SOx捕集催化剂的温度T是否在高温判定值TH1以上。在SOx捕集催化剂的温度T在高温判定值TH1以上的情况下，转移至步骤111。
这样，在SOx捕集催化剂的温度T在预先决定的低温一侧的判定值以下的情况下、或者在预先决定的高温一侧的判定值以上的情况下，SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下，转移至步骤111。
在SOx捕集催化剂的温度大于低温判定值TL1且不足高温判定值TH1的情况下，SOx除去率大于预先决定的除去率判定值。在该温度范围内，转移至步骤104。
接着，在步骤104中，算出SOx捕集催化剂中的空间速度SV。SOx捕集催化剂中的空间度SV相当于流入SOx捕集催化剂的废气的流速。在本实施方式中，能够利用内燃机主体1的转速算出空间速度SV。参照图1，能够基于曲轴转角传感器42的输出信号算出内燃机主体1的转速。
接着，在步骤105中判别所算出的空间速度SV是否在预先决定的速度判定值SVH1以上。
图6是示出SOx捕集催化剂中的空间速度与SOx除去率之间的关系的图表。在空间速度SV小的区域中，废气中所含的SOx和SOx捕集催化剂之间的反应时间变长，成为高SOx除去率。在空间速度SV小的区域中，SOx除去率成为大致恒定的净化率。然而，如果空间速度SV增大，则废气中所含的SOx和SOx捕集催化剂之间的反应时间变短，SOx除去率逐渐降低。在本实施方式中，在不足空间速度SVH1的区域中，能够确保比预先决定的除去率判定值大的SOx除去率。
参照图4，在步骤105中，判别所算出的空间速度SV是否在预先决定的速度判定值SVH1以上。在空间速度SV在速度判定值SVH1以上的情况下，SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下，转移至步骤111。在空间速度SV小于速度判定值SVH1的情况下，能够确保预先决定的SOx除去率。在该情况下，转移至步骤106。
接着，在步骤106中检测流入SOx捕集催化剂的废气的空燃比。参照图1，在本实施方式中，能够利用空燃比传感器28检测流入SOx捕集催化剂16的废气的空燃比AF。
接着，在步骤107中，判别流入SOx捕集催化剂的废气的空燃比AF是否在预先决定的空燃比判定值AFL1以下。
图7是示出流入SOx捕集催化剂的废气的空燃比与SOx除去率之间的关系的图表。当废气的空燃比AF为稀空燃比时、即废气的空燃比大时，由于在废气中含有大量的氧，因此在SOx捕集催化剂中促进SOx的氧化反应。因此，能够确保高SOx除去率。然而，如果流入SOx捕集催化剂的废气的空燃比AF变小、即如果朝浓空燃比侧转移，则废气中所含的氧减少，所以SOx除去率降低。例如，在踏下油门踏板40而要求扭矩变大的情况下，存在燃烧室2中的燃烧时的空燃比减小的情况。在该情况下，废气的空燃比朝浓空燃比侧转移。在本实施方式中，在废气的空燃比比AFL1大的区域中，能够确保比预先决定的除去率判定值大的SOx除去率。
参照图4，在步骤107中，在流入SOx捕集催化剂的废气的空燃比AF在空燃比判定值AFL1以下的情况下，转移至步骤111。在流入SOx捕集催化剂的废气的空燃比大于空燃比判定值AFL1的情况下，转移至步骤108。
接着，判别流入SOx捕集催化剂的SOx的浓度是否在预先决定的浓度判定值以上。在本实施方式中，判别朝燃烧室供给的燃料中所含的硫成分的含有率是否在预先决定的含有率判定值以上。
在步骤108中，检测燃料中所含的硫成分的含有率。在本实施方式中，利用配置于燃料罐24的硫浓度传感器29检测燃料的硫成分的含有率。在燃料中所含的硫成分多的情况下，废气中所含的硫成分的浓度也变高。如果废气中所含的硫成分的浓度变高，则SOx除去率降低。
接着，在步骤109中，判别燃料中所含的硫成分的含有率是否在含有率判定值以上。在燃料中所含的硫成分的含有率C在预先决定的含有率判定值CH1以上的情况下，转移至步骤111。在燃料中所含的硫成分的含有率C不足含有率判定值CH1的情况下，转移至步骤110。
转移至步骤110的情况相当于SOx捕集催化剂中的SOx除去率大于预先决定的除去率判定值的情况、以及流入SOx捕集催化剂的SOx的浓度不足预先决定的浓度判定值的情况。在步骤110中，燃料在主流路中流动。参照图1，在副流路75敞开的情况下，遮断副流路75。在副流路75已经被遮断的情况下，维持该遮断状态。通过控制切换阀73，成为燃料不在副流路75中流动的状态。以燃料不在硫成分的除去装置70中流通的方式进行控制。
另一方面，在SOx捕集催化剂的SOx除去率在除去率判定值以下的情况下、或者流入SOx捕集催化剂的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况下，转移至步骤111。在步骤111中，敞开副流路。参照图1，将切换阀73朝副流路75侧切换而使燃料流入副流路75。在燃料已经在副流路75中流通的情况下，维持该流通状态。使燃料在硫成分的除去装置70流通。
通过使燃料在除去装置70流通，能够从燃料中除去硫成分的至少一部分，能够减少从燃烧室2排出的SOx量。能够使流入SOx捕集催化剂16的SOx量减少。结果，能够抑制SOx从SOx捕集催化剂16流出的情况。在本实施方式中，能够抑制SOx蓄积于配置在SOx捕集催化剂16的下游的NOx吸留还原催化剂的情况。
在本实施方式中，在SOx除去率变小的情况下、以及流入SOx捕集催化剂的SOx的浓度变高的情况下，使燃料在除去装置70中流通。与此相对，在内燃机的运转中，也能够始终使燃料流入除去装置而除去硫成分。但是，除去装置具有能够吸留SOx的最大容量。为了利用除去装置始终除去硫成分，除去装置变得大型化。因此，优选在必要时利用除去装置除去硫成分。
然而，如上所述，在SOx捕集催化剂中逐渐吸留SOx。能够吸留的SOx的量亦即可吸留量随着SOx的吸留而减少。SOx的可吸留量是从新产品时的SOx的可吸留量减去SOx吸留量而得到的量。如果SOx的可吸留量减少、即如果SOx吸留量增大，则SOx除去率变小。因此，能够达成预先决定的除去率判定值的运转范围变窄。
本实施方式的排气净化装置根据SOx捕集催化剂的SOx吸留量来变更用于进行是否使燃料在除去装置中流通的判定的判定值。本实施方式的排气净化装置具备能够检测任意时刻的SOx捕集催化剂的SOx吸留量的检测装置。在本实施方式中，在内燃机的运转中持续进行SOx吸留量的算出。
图8中示出以内燃机转速和要求扭矩作为函数的SOx捕集催化剂每单位时间所吸留的SOx量的映射。通过检测内燃机转速N和要求扭矩TQ，能够求出每单位时间SOx捕集催化剂所吸留的SOx量SOXZ。该映射存储于例如电子控制单元30的ROM 32。在持续运转的同时，每隔规定的期间根据该映射求出每单位时间吸留的SOx量。通过将每单位时间吸留的SOx量乘以规定时间，能够算出SOx吸留量。通过对所算出的SOx吸留量进行累计，能够检测任意时刻的SOx吸留量。SOx吸留量例如保存于RAM 33。
SOx捕集催化剂所吸留的SOx量的检测装置并不限定于该方式，能够采用能够检测SOx吸留量的任意装置。例如，在SOx捕集催化剂的下游侧的内燃机排气通路配置SOx传感器。如果SOx捕集催化剂的SOx吸留量增加，则流出的SOx的量增加。也可以通过检测从SOx捕集催化剂流出的少许SOx量来推定SOx捕集催化剂的SOx吸留量。
参照图5，以点划线示出SOx捕集催化剂吸留有规定量的SOx时的图表。在吸留有SOx的状态下，能够达成预先决定的除去率判定值的温度范围变窄。在图5所示的例子中，吸留有SOx时的SOx捕集催化剂的床温的低温判定值采用温度TL2。并且，作为高温判定值采用温度TH2。能够达成比预先决定的除去率判定值大的SOx除去率的温度范围大于低温判定值TL2且不足高温判定值TH2。参照图4，在步骤102或者步骤103中，在SOx捕集催化剂的床温在低温判定值TL2以下的情况下、或者是SOx捕集催化剂的床温在高温判定值TH2以上的情况下，转移至步骤111，使燃料在除去装置中流通。
参照图6，以点划线示出SOx捕集催化剂吸留有规定量的SOx时的图表。在图6所示的例子中，SOx捕集催化剂吸留有规定量的SOx时的空间速度SV的判定值成为速度SVH2。速度判定值SVH2比新产品时的速度判定值SVH1小。参照图4，在步骤105中，在空间速度SV在速度判定值SVH2以上的情况下，转移至步骤111，使燃料在除去装置中流通。
参照图7，以点划线示出SOx捕集催化剂吸留有规定量的SOx时的图表。SOx捕集催化剂吸留有规定量的SOx时流入SOx捕集催化剂的废气的空燃比判定值为空燃比AFL2。空燃比判定值AFL2比新产品时的空燃比判定值AFL1大。参照图4，在步骤107中，在废气的空燃比AF在空燃比判定值AFL2以下的情况下，转移至步骤111，使燃料在除去装置中流通。
此外，当SOx捕集催化剂吸留有规定量的SOx时，能够变更燃料中所含的硫成分的含有率判定值。SOx捕集催化剂吸留有规定量的SOx时的燃料中所含的硫成分的含有率判定值CH2比新产品时的硫成分的含有率判定值CH1小。参照图4，在步骤109中，在燃料的硫成分的含有率C在含有率判定值CH2以上的情况下，转移至步骤111，能够使燃料在除去装置中流通。
这样，能够采用与SOx捕集催化剂的SOx吸留量对应的判定值。根据该结构，能够根据SOx捕集催化剂的SOx吸留量确定能够达成除去率判定值的运转范围，能够更可靠地抑制SOx从SOx捕集催化剂流出的情况。或者，能够避免过剩地使燃料在硫成分的除去装置中流通的情况。与各个SOx吸留量对应的判定值例如存储于电子控制单元30的ROM 32。
然而，如果SOx捕集催化剂的SOx吸留量达到饱和量则无法吸留SOx。并且，当SOx吸留量接近饱和量时，从SOx捕集催化剂流出的SOx量增加。当SOx吸留量增加而SOx除去率变为预先决定的除去率判定值以下的情况下，使燃料在除去装置中流通，从而能够从燃料中除去硫成分。例如，在SOx捕集催化剂的SOx吸留量在预先决定的吸留量判定值以上的情况下，能够进行使燃料在除去装置中流通的控制。
本实施方式的内燃机的排气净化装置，作为进行SOx捕集催化剂的SOx除去率的判定的判定值，以SOx捕集催化剂的温度、流入SOx捕集催化剂的废气的空燃比、空间速度以及SOx吸留量为例进行了说明，但并不限定于该方式，在因任意变量的变化而导致SOx除去率变为预先决定的除去率判定值以下的情况下，能够使燃料在除去装置中流通。
并且，在本实施方式中，作为判定流入SOx捕集催化剂的SOx的浓度的判定值，以燃料中所含的硫成分的含有率为例进行了说明，但并不限定于该方式，在因任意变量的变化而导致流入SOx捕集催化剂的SOx的浓度变为预先决定的浓度判定值以上的情况下，能够使燃料在除去装置中流通。例如，在SOx捕集催化剂的上游侧的内燃机排气通路配置SOx传感器，检测流入SOx捕集催化剂的SOx浓度。也可以在SOx浓度变为预先决定的浓度判定值以上的情况下，使燃料在除去装置中流通。
并且，在本实施方式中，在燃料罐24配置硫浓度传感器29，根据硫浓度传感器29的输出来检测燃料中所含的硫成分的浓度，但并不限定于该方式，能够利用任意的方法来检测燃料中所含的硫成分的浓度。例如，也可以为，车辆作为测位系统具备GPS(Global Positioning System)，在车辆的位置确定的情况下，判别供给燃料的小加油站等，检测燃料中所含的硫成分的含有率。或者也可以为，乘客或者作业人员通过手动输入来输入硫成分的浓度。
在本实施方式中，判别SOx捕集催化剂的温度、空间温度、废气的空燃比、燃料中所含的硫成分的含有率以及SOx吸留量这些全部的参数，但并不限定于该方式，能够检测它们之中的至少一个来判别是否使燃料在硫成分的除去装置中流通。
作为本实施方式的开闭装置的切换阀，形成为使全部的燃料在主流路或者副流路的任一方流通，但并不限定于该方式，开闭装置也可以形成为能够调整流入除去装置的燃料的流量。例如，开闭装置也可以包括流量调整阀。开闭装置也可以形成为使一部分的燃料在副流路流通，而使其他的燃料在主流路流通。开闭装置只要使在主流路流通的燃料的至少一部分流入副流路进而在除去装置中流通即可。
并且，也可以形成为能够根据SOx捕集催化剂的SOx除去率、流入SOx捕集材料的SOx的浓度，对流入除去装置的燃料的流量进行调整。也可以推定SOx除去率，并基于所推定的SOx除去率和预先决定的除去率判定值，确定在除去装置中流通的燃料的流量。或者，也可以推定流入SOx捕集催化剂的SOx的浓度，并基于所推定的SOx的浓度和预先决定的浓度判定值，确定在除去装置中流通的燃料的流量。例如，也可以控制成，在SOx除去率比判定值稍小的情况下，使少量的燃料在除去装置中流通。
并且，在本实施方式中，当进行应使燃料在除去硫成分的除去装置中流通的判定时，连续地使燃料在除去装置中流通，但并不限定于该方式，也可以间歇地使燃料在除去装置中流通。
并且，在本实施方式中，不论SOx捕集催化剂的SOx吸留量如何，使用恒定的除去率判定值或者恒定的浓度判定值，但并不限定于该方式，也可以根据SOx捕集催化剂所吸留的SOx吸留量来变更除去率判定值、浓度判定值。
本实施方式的内燃机的排气净化装置配置于车辆，但并不限定于该方式，能够将本发明应用于任意的内燃机的排气净化装置。
实施方式2
参照图9和图10对实施方式2的内燃机的排气净化装置进行说明。本实施方式的内燃机的结构与实施方式1同样(参照图1)。
图9中示出本实施方式的排气净化装置的运转控制的流程图。每隔规定的期间反复进行本实施方式的运转控制。从步骤101至步骤109与实施方式1同样。在本实施方式中，在判别为SOx捕集催化剂的SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下的情况下、或者判别为流入SOx捕集催化剂的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况下，转移至步骤112。
燃料中所含的硫成分具有对朝燃烧室2喷射燃料的燃料喷射阀3的可动部分进行润滑的功能。在本实施方式中，在燃料喷射阀3中，当所要求的润滑性能高时，进行控制以遮断副流路75而使燃料不在除去装置70中流通。
在步骤112中，检测一次燃烧循环中的燃料的喷射次数F。本实施方式的内燃机的一次燃烧循环包括进气工序、压缩工序、膨胀行程以及排气工序。
图10中示出本实施方式的燃料的喷射图案的概略图。本实施方式的内燃机在一次燃烧循环中除了进行主喷射之外还进行辅助喷射。在图10所示的例子中，在一次燃烧循环中进行5次燃料喷射。为了得到内燃机输出，在大致压缩上死点TDC进行主喷射FM。
存在在即将进行主喷射FM之前进行预喷射FPR的情况。通过进行预喷射FPR，能够使燃烧稳定化。并且，存在在预喷射FPR之前进行前导喷射(pilot injection)FPI的情况。前导喷射FPI例如在曲轴角比主喷射FM早20°以上的时期进行。前导喷射FPI，在燃料燃烧之前，预先使空气和燃料混合，能够使主喷射的燃烧稳定化。
对于在主喷射FM之前进行的预喷射FPR以及前导喷射FPI，为了能够使燃烧稳定化，例如在内燃机刚启动之后等的内燃机主体的温度低时立即进行是有效的。并且，通过进行前导喷射FPI或者预喷射FPR，能够抑制内燃机主体的噪音、NOx的产生。
有时在主喷射FM之后进行后喷射(after injection)FA。后喷射FA在主喷射后的可燃烧的时期进行。后喷射FA例如在压缩上死点后的曲轴角为大致40°之前的范围内进行。通过进行后喷射FA，后燃烧期间变长，所以例如能够燃烧作为燃料的燃烧剩余物的炭烟。能够抑制颗粒状物质的排出。
并且，在需要对配置在内燃机排气通路的排气处理装置进行升温的情况下，通过进行后喷射FA，能够使废气的温度上升。能够利用废气的热进行排气处理装置的升温。例如，当在内燃机排气通路配置有微粒过滤器的情况下，在进行再生的情况下进行微粒过滤器的升温。当这样的排气处理装置的升温时，通过进行后喷射FA能够使废气的温度上升。
并且，有时在主喷射FM之后进行作为辅助喷射的后期喷射(postinjection)FPO。后期喷射FPO是燃烧不会在燃烧室中燃烧的喷射。后喷射具有会对内燃机输出造成影响的特征，而后期喷射具有不对内燃机输出造成影响的特征。例如在压缩上死点后的曲轴角从大致90°到120°的范围内进行后期喷射FPO。通过进行后期喷射FPO，在需要对配置于内燃机排气通路的排气处理装置供给未燃燃料的情况下，能够朝内燃机排气通路供给未燃燃料。
例如，在内燃机排气通路配置有NOx吸留还原催化剂的情况下，进行放出所吸留的NOx并对其进行还原的NOx放出控制。在NOx放出控制中，使废气的空燃比为理论空燃比或者为浓空燃比。当进行NOx放出控制时，进行后期喷射FPO而朝内燃机排气通路供给未燃燃料。结果，能够使废气的空燃比为理论空燃比或者为浓空燃比。
这样，有时在一次燃烧循环中进行多次燃料的喷射。如果燃料的喷射次数变多，则在燃料喷射中要求的润滑性能变高。参照图9，在步骤113中，判别一次燃烧循环中的燃料的喷射次数F是否在预先决定的喷射次数判定值FH以上。喷射次数判定值FH例如存储于电子控制单元30的ROM 32。
在步骤113中，在一次燃烧循环中的燃料的喷射次数F在喷射次数判定值FH以上的情况下，转移至步骤111而使燃料在主流路流通。即，遮断副流路，不通过硫成分的除去装置而进行燃料供给。在步骤113中，在燃料的喷射次数F不足喷射次数判定值FH的情况下，转移至步骤114。
在步骤114中，检测燃料的喷射压力P。能够利用配置于共轨22的压力传感器44检测喷射压力P。如果喷射压力P变大，则对燃料喷射阀3的可动部分施加的力变大。因此，在燃料喷射阀中要求高润滑性能。
在步骤115中，判别喷射压力P是否在喷射压力判定值PH以上。在喷射压力P在喷射压力判定值PH以上的情况下，转移至步骤110，使燃料在主流路中流通。在喷射压力P不足喷射压力判定值PH的情况下，转移至步骤111。在步骤111中，使燃料在副流路中流通。即，在使燃料在硫成分的除去装置中流通之后朝燃烧室供给。
这样，在本实施方式中，在燃料喷射阀中要求的润滑性能高的情况下，遮断副流路，使燃料不在硫成分的除去装置中流通。特别是，在燃料喷射阀中要求比正常的内燃机主体的运转状态高的润滑性能的情况下，优选遮断副通路。根据该结构，能够抑制燃料添加阀的喷射性能的降低、破损。例如，能够抑制从燃料喷射阀喷射的燃料的喷射量以及燃料的喷射时期变得不正确。
在本实施方式中，作为在燃料喷射阀中要求的润滑性能高的情况，以燃料的喷射次数在喷射次数判定值以上的情况以及燃料的喷射压力在喷射次数判定值以上的情况为例进行了说明，但并不限定于该方式，在燃料喷射阀中要求高的润滑性能的任意情况下，能够遮断朝硫成分的除去装置的流通。
并且，在本实施方式中，在燃料喷射阀中要求高的润滑性能的情况下，遮断朝硫成分的除去装置的流通，但并不限定于此，也可以进行减少在除去装置中流通的燃料的流量的控制。例如，也可以根据检测出的喷射次数以及喷射压力，算出在除去装置中流通的燃料的流量，以所算出的流量使燃料在除去装置中流通。
其他的结构、作用以及效果都与实施方式1同样，因此此处不做重复说明。
实施方式3
参照图11至图13对实施方式3的内燃机的排气净化装置进行说明。本实施方式的内燃机的排气净化装置，在用于对内燃机主体进行润滑的润滑油的供给流路配置有用于除去硫成分的除去装置。本实施方式的排气净化装置，代替除去实施方式1和实施方式2的燃料的硫成分，而除去润滑油中所含的硫成分。
图11中示出本实施方式的内燃机的概略图。在内燃机主体1的曲轴箱54的底部贮存有润滑油65。在油底壳55的底部配置有用于检测润滑油65中所含的硫成分的浓度的硫浓度传感器29。在SOx捕集催化剂16的上游侧的内燃机排气通路配置有用于检测从内燃机主体1排出的温度的温度传感器25。上述硫浓度传感器29以及温度传感器25的输出信号经由对应的AD转换器37输入到输入端口35。
图12中示出本实施方式的润滑油供给装置的系统图。本实施方式的内燃机具备朝配置于内燃机主体1的构成部件供给润滑油的润滑油供给装置。润滑油供给装置具备作为润滑油贮存部件的油底壳55、以及油泵82。润滑油通过主流路78朝内燃机主体1的构成部件供给。通过驱动油泵82，贮存于油底壳55的润滑油通过滤油器81被从油泵82排出。在滤油器81中，除去大的异物。在主流路78的油泵82的出口连接有使润滑油返回到油底壳55的回油流路80。在回油流路80配置有减压阀76。当油泵82的出口压力超过容许值时，对减压阀76进行控制以使润滑油返回到油底壳55。
油泵82的出口经由油冷却器83以及油滤清器84与主油孔86连接。油冷却器83用于冷却润滑油。油滤清器84用于除去润滑油中所含的异物。主油孔86是暂时贮存润滑油的空间。
在本实施方式中，在主流路78中，在机油滤清器84和主油孔86之间配置有作为开闭装置的切换阀77。在主流路78连接有绕过主流路78的副流路79。切换阀77配置在主流路78和副流路79的分支点。切换阀77形成为能够遮断或者释放流入副流路79的润滑油的流动。即，切换阀77形成为开闭副流路79。本实施方式的切换阀77形成为在主流路74和副流路75之间切换润滑油的流动。切换阀77由电子控制单元30控制。
在副流路79配置有硫成分的除去装置85。除去装置85与实施方式1的硫成分的除去装置同样，形成为利用吸附来除去润滑油中所含的硫成分。硫成分的除去装置并不限定于该方式，能够采用能够除去润滑油中所含的硫成分的任意装置。
贮存于主油孔86的润滑油通过主流路78朝内燃机主体的各构成部件供给。在图12所示的例子中，从主油孔86流出的润滑油流入对曲轴59进行支承的曲轴轴承88。从曲轴轴承88流出的润滑油朝对连杆58进行支承的连杆轴承89供给。在本实施方式中，润滑油通过连杆58的内部朝对活塞53进行支承的活塞销90供给。从活塞销90流出来的润滑油通过形成于活塞53的壁部的贯通孔朝气缸壁91供给。供给至气缸壁91的润滑油因重力的作用而朝油底壳55落下。并且，从各构成部件的间隙漏出的润滑油因重力的作用而朝油底壳55落下。
从主油孔86流出的润滑油也朝其他构成部件供给润滑油。例如，朝对凸轮轴进行支承的凸轮轴轴承87供给润滑油。润滑油供给装置还可以形成为能够朝排气涡轮增压器7供给润滑油。朝各构成部件供给的润滑油再次返回到油底壳55。润滑油在内燃机主体1的内部循环。润滑油供给装置并不限定于该方式，只要形成为至少朝气缸壁91供给润滑油即可。
供给至气缸壁91的润滑油降低活塞53和气缸壁91之间的摩擦阻力。然而，在润滑油中为了润滑而含有硫成分。润滑油附着于燃烧室2的气缸壁91。当燃料在燃烧室2内燃烧时，从附着于气缸壁91的润滑油中所含的硫成分生成SOx。所生成的SOx被排出到内燃机排气通路。
对本实施方式的润滑油供给装置的切换阀77进行控制，以便在正常运转时润滑油在主流路78中流动。在正常运转时，副流路79被遮断，润滑油仅在主流路78中流动。
在本实施方式中，在SOx捕集材料的SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下的情况下、或者在流入SOx捕集材料的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况下，使在主流路中流动的润滑油流入副流路进而在除去装置中流通。
图13中示出本实施方式的内燃机的排气净化装置的控制的流程图。本实施方式的运转控制能够每隔规定的期间进行。从步骤101至步骤107与实施方式1的控制同样(参照图4)。判别SOx捕集材料的SOx除去率是否在预先决定的除去率判定值以下。
接着，判别流入SOx捕集材料的SOx的浓度是否在预先决定的浓度判定值以上。在步骤120中，检测润滑油中所含的硫成分的含有率。在本实施方式中，利用配置在油底壳55的硫浓度传感器29来检测润滑油的硫成分的含有率。在润滑油中所含的硫成分多的情况下，混入废气的SOx的量也多。如果废气中所含的SOx的量多，则SOx除去率降低。
关于润滑油中所含的硫成分的含有率的检测，并不限定于该方式，能够利用任意的方法进行检测。例如，也可以为，在更换润滑油的情况下，乘客或者作业人员手动将润滑油中所含的硫成分的含有率存储于电子控制装置。
在步骤121中，判别润滑油中所含的硫成分的含有率C是否在含有率判定值CH以上。在润滑油中所含的硫成分的含有率C在预先决定的含有率判定值CH以上的情况下，转移至步骤123。在润滑油中所含的硫成分的含有率C不足含有率判定值CH的情况下，转移至步骤122。
这样，从步骤101至步骤121之间的各个判定中，在SOx捕集材料的SOx除去率大于规定的除去率判定值的情况下、以及流入SOx捕集材料的SOx的浓度不足预先决定的浓度判定值的情况下，转移至步骤122。
在步骤122中，遮断副流路79的流动。在本实施方式中，通过切换阀77的切换来遮断副流路79。进行控制以使润滑油不在硫成分的除去装置85中流动。在已经遮断副流路79的情况下，持续该遮断状态。润滑油在主流路78中流通。
与此相对，在从步骤101至步骤121之间的各个判定中，在SOx捕集材料的SOx除去率为预先决定的除去率判定值以下的情况下、或者流入SOx捕集材料的SOx的浓度为预先决定的浓度判定值以上的情况下，转移至步骤123。
在步骤123中，敞开副流路。在本实施方式中，通过切换阀77的切换将润滑油的流动从朝向主流路78的一侧切换成朝向副流路79的一侧。在已经敞开副流路79的情况下，持续该敞开状态。润滑油流入副流路79。润滑油在硫成分的除去装置85中流通，硫成分被除去。
硫成分被除去后的润滑油通过主油孔86、连杆58等朝气缸壁91供给。朝气缸壁91供给的润滑油的硫成分减少，所以能够减少在燃烧室2内形成的SOx。结果，能够减少流入SOx捕集催化剂16的SOx量。能够抑制SOx从SOx捕集催化剂16流出的情况。
并且，SOx捕集催化剂当SOx吸留量达到饱和量时无法吸留SOx。并且，当SOx吸留量接近饱和量时，从SOx捕集催化剂流出的SOx量增加。在这种情况下，能够使润滑油在除去装置中流通而从润滑油中除去硫成分。在SOx捕集催化剂的SOx吸留量为预先决定的吸留量判定值以上的情况下，能够进行使润滑油在除去装置中流通的控制。
在本实施方式中，在油底壳和主油孔之间配置有绕过主流路的副流路，在该副流路配置有除去装置，但并不限定于该方式，能够在从油底壳朝气缸壁供给润滑油的主流路的任意位置形成副流路。
本实施方式的切换阀形成为切换主流路和副流路，但并不限定于该方式，也可以形成为能够调整流入副流路的润滑油的流量。只要是使在主流路中流动的润滑油的至少一部分流入副流路进而使润滑油在除去装置中流通即可。例如，也可以推定SOx除去率，并基于所推定的SOx除去率和除去率判定值来确定在除去装置中流通的润滑油的流量。或者，也可以推定流入SOx捕集催化剂的SOx的浓度，并基于所推定的SOx的浓度和浓度判定值来确定在除去装置中流通的润滑油的流量。
其他的结构、作用以及效果都与实施方式1或者2同样，因此此处不做重复说明。
实施方式4
参照图11和图14对实施方式4的内燃机的排气净化装置进行说明。本实施方式的内燃机的排气净化装置的结构与实施方式3同样(参照图11)。
图14中示出本实施方式的排气净化装置的运转控制的流程图。本实施方式的运转控制能够每隔规定的期间进行。从步骤101至步骤107、步骤120以及步骤121与实施方式2的运转控制同样。在本实施方式的运转控制中，在内燃机的构成部件中要求的润滑性能高的情况下，进行遮断副流路的控制。即，以使润滑油不流入硫成分的除去装置的方式进行控制。
在从步骤101至步骤107、步骤120以及步骤121之间的各个判定中，在SOx捕集材料的SOx除去率为预先决定的除去率判定值以下的情况下、或者流入SOx捕集材料的SOx的浓度为预先决定的浓度判定值以上的情况下，转移至步骤124。
在步骤124中，检测内燃机主体1的温度。能够利用配置在SOx捕集催化剂16的上游侧的温度传感器25来检测内燃机主体1的温度。或者，也可以在停止内燃机主体1的情况下，利用外部气温传感器43检测出大气的温度，然后推定内燃机主体1的温度。
接着，在步骤125中，判别内燃机主体的温度H是否在温度判定值HL以下。在内燃机主体的温度H在温度判定值HL以下的情况下，转移至步骤122，遮断副流路。使润滑油在主流路中流通。在已经使润滑油在主流路中流通的情况下，维持该流通状态。例如，在寒冷地区等，当起动内燃机主体时，存在内燃机主体的温度不足0°的情况。当在这种状态下起动内燃机主体1时，在内燃机主体的构成部件中要求高的润滑性能。在该情况下，以润滑油不通过硫成分的除去装置的方式进行控制。以不从润滑油除去硫成分的方式进行控制。在步骤125中，在内燃机主体的温度大于温度判定值HL的情况下，转移至步骤126。
在步骤126中，检测内燃机主体的转速N。能够基于曲轴转角传感器42的输出信号来检测内燃机主体的转速N。
在步骤127中，判别内燃机主体的转速N是否在转速判定值NH以上。在内燃机主体的转速N在转速判定值NH以上的情况下，转移至步骤122，遮断副流路。使润滑油在主流路流通。有时内燃机进行高负荷运转等。例如，在攀爬陡峭的上坡的情况等时，成为内燃机主体的转速高的状态。在内燃机主体的构成部件中要求高的润滑性能。在该情况下，以使润滑油不通过硫成分的除去装置的方式进行控制。以不从润滑油除去硫成分的方式进行控制。在步骤127中，在内燃机主体的转速N小于转速判定值NH的情况下，转移至步骤123。
在步骤123中，使润滑油在除去装置中流通。使副流路成为敞开状态。在本实施方式中，将润滑油所流动的流路从主流路侧切换成副流路侧。在已经使润滑油在副流路中流通的情况下，维持该流通状态。
对于本实施方式的内燃机的排气净化装置，当在内燃机主体中要求润滑性能时，能够防止润滑油的润滑性能降低。能够抑制内燃机主体的构成部件的性能降低或者破损。
对于本实施方式的内燃机，在例如寒冷区域起动内燃机的情况下，由于内燃机主体1的温度非常低，所以根据步骤102和步骤125的判定，副流路被遮断。进行不除去硫成分的控制。内燃机主体起动而温度上升，并且SOx捕集催化剂的温度也上升。在SOx捕集催化剂的温度T在低温判定值TL以下的情况下，根据步骤102的判定，副流路被敞开。使润滑油在硫成分的除去装置中流通。当持续正常的运转状态而SOx捕集催化剂的温度T比低温判定值TL大时，根据步骤102的判定，副流路被遮断。这样，能够根据运转状态来除去硫成分。
在步骤125中，除了内燃机主体的转速的判定之外，还可以对在转速判定值以上运转的持续时间进行判定。在以规定的转速以上的转速长时间进行运转的情况下，要求高的润滑性能。在该情况下，能够避免除去润滑油中所含的硫成分，能够维持润滑油对构成部件的润滑性能。
并且，在本实施方式中，在内燃机主体要求高的润滑性能的情况下，遮断朝硫成分的除去装置的流通，但并不限定于该方式，也可以进行减少在除去装置中流通的润滑油的流量的控制。例如，也可以与检测出的内燃机主体的温度以及内燃机主体的转速对应地算出在除去装置流通的润滑油的流量，进行减少在除去装置流通的润滑油的流量的控制。
其他的结构、作用以及效果都与实施方式1至3中任一方式同样，因此此处不做重复说明。
上述的实施方式能够适当地组合。例如，能够在燃料的流路以及润滑油的流路的双方配置硫成分的除去装置。在上述各个附图中，对相同或者相当的部分标注相同的符号。另外，上述的实施方式仅是例示，并不对发明进行限定。并且，在实施方式中，意图权利要求所包含的变更。
符号说明
1...内燃机主体；2...燃烧室；3...燃料喷射阀；16...SOx捕集材料；17...NOx吸留还原催化剂；30...电子控制单元；65...润滑油；70...除去装置；73...切换阀；74...主流路；75...副流路；77...切换阀；78...主流路；79...副流路；85...除去装置。

Claims (9)

1.一种内燃机的排气净化装置，其特征在于，
所述内燃机的排气净化装置具备：
NOx吸留还原催化剂，该NOx吸留还原催化剂配置在内燃机排气通路内，当所流入的废气的空燃比为稀空燃比时吸留废气中所含的NOx，当所流入的废气的空燃比为理论空燃比或者为浓空燃比时放出所吸留的NOx；以及
SOx捕集材料，该SOx捕集材料配置在NOx吸留还原催化剂的上游的内燃机排气通路内，除去废气中所含的SOx，
在朝内燃机主体的燃烧室供给燃料的主流路连接有绕过主流路的副流路，在副流路配置有除去燃料中所含的硫成分的除去装置，还配置有开闭副流路的开闭装置，
当SOx捕集材料的SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下的情况下、或者流入SOx捕集材料的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况下，使流经主流路的燃料的至少一部分流入副流路，进而流通于除去装置，
SOx捕集材料的SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下的情况包括以下情况中的至少一种情况：SOx捕集材料的温度在低温一侧的预先决定的低温判定值以下的情况、SOx捕集材料的温度在高温一侧的预先决定的高温判定值以上的情况、流入SOx捕集材料的废气的空燃比在预先决定的空燃比判定值以下的情况、流入SOx捕集材料的废气的空间速度在预先决定的速度判定值以上的情况、以及SOx捕集材料的SOx吸留量在预先决定的吸留量判定值以上的情况。
2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，
流入SOx捕集材料的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况包括：朝燃烧室供给的燃料中所含的硫成分的含有率在预先决定的含有率判定值以上的情况。
3.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，
在朝燃烧室喷射燃料的燃料喷射阀所要求的润滑性能变高的情况下，遮断副流路。
4.根据权利要求3所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，
朝燃烧室喷射燃料的燃料喷射阀所要求的润滑性能变高的情况包括以下情况中的至少一种情况：一次燃烧循环中的燃料的喷射次数在预先决定的喷射次数判定值以上的情况、以及从燃料喷射阀喷射的燃料的喷射压力在预先决定的压力判定值以上的情况。
5.一种内燃机的排气净化装置，其特征在于，
所述内燃机的排气净化装置具备：
NOx吸留还原催化剂，该NOx吸留还原催化剂配置在内燃机排气通路内，当所流入的废气的空燃比为稀空燃比时吸留废气中所含的NOx，当所流入的废气的空燃比为理论空燃比或者为浓空燃比时放出所吸留的NOx；以及
SOx捕集材料，该SOx捕集材料配置在NOx吸留还原催化剂的上游的内燃机排气通路内，除去废气中所含的SOx，
在使内燃机主体的润滑油在内燃机主体中循环的主流路连接有绕过主流路的副流路，在副流路配置有除去润滑油中所含的硫成分的除去装置，还配置有开闭副流路的开闭装置，
当SOx捕集材料的SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下的情况下、或者流入SOx捕集材料的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况下，使流经主流路的润滑油的至少一部分流入副流路，进而流通于除去装置。
6.根据权利要求5所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，
SOx捕集材料的SOx除去率在预先决定的除去率判定值以下的情况包括以下情况中的至少一种情况：SOx捕集材料的温度在低温一侧的预先决定的低温判定值以下的情况、SOx捕集材料的温度在高温一侧的预先决定的高温判定值以上的情况、流入SOx捕集材料的废气的空燃比在预先决定的空燃比判定值以下的情况、流入SOx捕集材料的废气的空间速度在预先决定的速度判定值以上的情况、以及SOx捕集材料的SOx吸留量在预先决定的吸留量判定值以上的情况。
7.根据权利要求5所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，
流入SOx捕集材料的SOx的浓度在预先决定的浓度判定值以上的情况包括：润滑油中所含的硫成分的含有率在预先决定的含有率判定值以上的情况。
8.根据权利要求5所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，
在内燃机主体的构成部件所要求的润滑性能变高的情况下，遮断副流路。
9.根据权利要求8所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，
内燃机主体的构成部件所要求的润滑性能变高的情况包括以下情况中的至少一种情况：内燃机主体的转速在预先决定的转速判定值以上的情况、以及内燃机主体的温度在预先决定的温度判定值以下的情况。
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