CN104395573B - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明使排气净化催化剂的硫中毒更适当地恢复。为此，提供一种内燃机的排气净化装置，其选择性地执行第一控制和第二控制，所述第一控制是将向排气净化催化剂流入的排气的空燃比设定为理论空燃比以下而从该排气净化催化剂除去硫成分的控制，所述第二控制是将向排气净化催化剂流入的排气的空燃比设定为比在第一控制中设定的排气的空燃比更低的空燃比而从排气净化催化剂除去硫成分的控制，所述内燃机的排气净化装置具备控制装置，所述控制装置基于排气净化催化剂的净化性能、搭载有内燃机的车辆的行驶距离、从排气净化催化剂除去硫成分的次数中的至少一项，来执行第一控制或第二控制中的任一项控制。

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

已知在内燃机的排气通路中配置吸藏还原型NO_x催化剂(以下，也称为NSR催化剂。)的技术。该NSR催化剂，在流入的排气的氧浓度高时吸藏排气中的NO_x，在流入的排气的氧浓度降低且还原剂存在时将吸藏的NO_x还原。

燃料中所含有的硫成分(SO_x)也与NO_x同样地被该NSR催化剂吸藏。这样被吸藏的SO_x比NO_x难以释放，在NSR催化剂内蓄积。将这种现象称为硫中毒。由于该硫中毒，NSR催化剂的NO_x净化率降低，因此需要在适宜的时期实施硫中毒恢复处理。该硫中毒恢复处理，使在内燃机中以浓空燃比燃烧的排气在NSR催化剂中流通来进行。

在这里，已知下述技术：流入到NSR催化剂中的SO_x量超过规定量时实施硫中毒恢复处理，使所蓄积的SO_x的大致总量放出(例如，参照专利文献1。)。

另外，已知下述技术：基于NSR催化剂能吸藏的最大的NO_x量来决定实施硫中毒恢复处理的时期(例如，参照专利文献2。)。

另外，已知下述技术：将NO_x催化剂在排气的流动方向上分割为多个部位，对每个部位计算劣化状态，由各部位的劣化状态计算作为NO_x催化剂整体的劣化状态(例如，参照专利文献3。)。

另外，已知下述技术：通过执行至少1次的、使向NO_x催化剂流入的排气的空燃比从稀侧成为浓侧后，暂且返回到稀侧规定时间，再次成为浓侧的一系列的控制，将蓄积于NO_x催化剂中的硫成分净化(例如，参照专利文献4。)。

另外，已知下述技术：通过使向NO_x催化剂流入的排气的空燃比从稀侧向浓侧变化，来同时地进行蓄积于NO_x催化剂中的硫成分的净化、和被比该NO_x催化剂靠下游侧的过滤器捕集的PM，在向过滤器流入的排气的空燃比低于规定的阈值的情况下，将目标空燃比从作为浓空燃比的第1目标空燃比切换成作为更低的空燃比的第2目标空燃比(例如，参照专利文献5。)。

但是，在NSR催化剂的硫中毒恢复处理时，为了使被该NSR催化剂吸藏的硫成分的总量放出，需要使排气的空燃比低至例如12.5左右，因此有HC、CO的排出量变多之虞。另外，通过降低排气的空燃比，也有燃油经济性恶化之虞。而且，当降低排气的空燃比而实施硫中毒恢复处理时，也有产生H₂S之虞。从这样的理由出发，使排气的空燃比成为例如14.3左右来实施NSR催化剂的硫中毒恢复处理。即，虽然是浓空燃比，但是以接近于理论空燃比的空燃比实施硫中毒恢复处理。但是，在使排气的空燃比成为例如14.3左右来实施NSR催化剂的硫中毒恢复处理的情况下，被NSR催化剂吸藏的硫成分的一部分不能完全除去而残留。在该NSR催化剂中残留的硫成分逐渐变多，由此NSR催化剂的净化性能逐渐降低。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:特开2005-042734号公报

专利文献2:特开2001-055919号公报

专利文献3:特开2008-223679号公报

专利文献4:特开2010-223076号公报

专利文献5:特开2010-203320号公报

发明内容

本发明是鉴于如上所述的问题而完成的，其目的在于使排气净化催化剂的硫中毒更适当地恢复。

为了解决上述课题，本发明的内燃机的排气净化装置，在内燃机的排气通路中具备排气净化催化剂，且选择性地执行第一控制和第二控制，

所述第一控制是将向上述排气净化催化剂流入的排气的空燃比设定为理论空燃比以下而从该排气净化催化剂除去硫成分的控制，

所述第二控制是将向上述排气净化催化剂流入的排气的空燃比设定为比在上述第一控制中设定的排气的空燃比更低的空燃比而从上述排气净化催化剂除去硫成分的控制，

所述内燃机的排气净化装置具备控制装置，

所述控制装置，在从上述排气净化催化剂除去硫成分的情况下，基于上述排气净化催化剂的净化性能、搭载有上述内燃机的车辆的行驶距离、从上述排气净化催化剂除去硫成分的次数中的至少1项，来执行上述第一控制或上述第二控制中的任一项控制。

在这里，排气净化催化剂是净化性能因排气中的硫成分而降低的催化剂。根据第一控制和第二控制，可除去硫成分，但根据使空燃比更低的第二控制，能够更多地除去硫成分。即，即使通过第一控制从排气净化催化剂除去硫成分，硫成分的一部分也会残留于排气净化催化剂中。但是，若仅通过第二控制来除去硫成分，则HC、CO、H₂S的排出量变多。

因此，控制装置在实施排气净化催化剂的硫中毒恢复处理时执行第一控制或第二控制中的任一方。例如，为了抑制HC、CO、H₂S的排出量，通常通过第一控制除去硫成分。而且，在排气净化催化剂中较多地蓄积有硫成分时，也可以通过第二控制除去硫成分。

在这里，排气净化催化剂的净化性能、搭载有内燃机的车辆的行驶距离、以及从排气净化催化剂除去硫成分的次数，与在排气净化催化剂中蓄积的硫成分的量有相关关系。

即，在排气净化催化剂中蓄积的硫成分的量越多，则排气净化催化剂的净化性能越降低。例如，在排气净化催化剂的净化性能比较高的情况下，执行第一控制即可。另一方面，在排气净化催化剂的净化性能比较低的情况下，可以认为在排气净化催化剂中蓄积有较多的硫成分，因此执行第二控制。另外，例如，也可以通过取得与排气净化催化剂的净化性能存在相关关系的物理量，并将该物理量与阈值比较，来执行第一控制或第二控制。

另外，当搭载有内燃机的车辆的行驶距离变长时，由排气净化催化剂蓄积较多的硫成分。因此，在车辆的行驶距离比较短的期间，执行第一控制即可。另一方面，在车辆的行驶距离变得比较长的情况下，硫成分的蓄积量变多。在这样的情况下，如果执行第二控制，则能够更多地除去排气在净化催化剂中蓄积的硫成分。

此外，即使通过第一控制除去硫成分，若其次数变多，则不被除去而蓄积的硫成分的量也变多。因此，例如，也可以在执行第一控制的次数成为规定值后执行第二控制。

再者，通过第二控制除去硫成分后，排气净化催化剂的净化性能恢复，因此其后执行第一控制即可。

这样，如果具备两个从排气净化催化剂除去硫成分的手段，并根据此时的情况执行任一个，则能够使排气净化催化剂的硫中毒更适当地恢复。

另外，在本发明中，上述控制装置能够使执行上述第一控制的频率比执行上述第二控制的频率高。

在这里，直到硫成分较多地蓄积于排气净化催化剂中为止，执行第一控制就够了，因此使执行第一控制的频率较高即可。而且，在不能通过第一控制除去的硫成分变多时，执行第二控制即可。这样，通过使执行第一控制的频率较高，能够在抑制NO_x的净化率降低的同时，降低HC等的排出量。

另外，在本发明中，上述控制装置，能够在执行上述第二控制时，在上述第一控制之后连续地执行上述第二控制。

即，可以在即将通过第二控制除去硫成分之前，通过第一控制除去硫成分。在这里，在通过第二控制除去硫成分时，由于空燃比低，因此容易产生H₂S。而且，在通过第二控制除去硫成分时，所蓄积的硫成分的量越多，则H₂S的产生量越多。另外，即使需要通过第二控制除去硫成分，此时能够通过第一控制除去的硫成分也被排气净化催化剂吸藏。因此，如果最初通过第一控制来除去能够通过第一控制除去的硫成分，其后，通过第二控制来除去不能够用第一控制来除去的硫成分，则能够减少HC、CO的排出量，另外，能够减少H₂S的产生量。

另外，在本发明中，上述控制装置，能够在上述排气净化催化剂的净化性能为阈值以上的情况下执行上述第一控制，在上述排气净化催化剂的净化性能小于阈值的情况下执行上述第二控制。

在这里，当排气净化催化剂中所蓄积的硫成分的量过于变多时，即使反复实施第一控制，作为系统整体的NO_x净化率也为容许范围外。与此相对，如果排气净化催化剂的净化性能，为阈值以上的情况下执行第一控制，小于阈值的情况下执行第二控制，则能够抑制NO_x净化率为容许范围外。即，阈值可设为通过执行第一控制NO_x净化率变为容许范围内的排气净化催化剂的净化性能的下限值。再者，阈值也可以设为具有某种程度的富余的值。

另外，在本发明中，上述控制装置，能够基于上述排气净化催化剂的NO_x净化率、上述排气净化催化剂的NO_x吸藏量、上述排气净化催化剂的氧吸藏量、上述排气净化催化剂的NH₃生成量中的至少一项来决定上述排气净化催化剂的净化性能。

在这里，排气净化催化剂的净化性能，也可以考虑为排气净化催化剂净化NO_x的性能。另外，NO_x净化率，是相对于向排气净化催化剂流入的NO_x，由该排气净化催化剂净化的NO_x的比。另外，NO_x吸藏量，例如也可以设为在排气净化催化剂中能够最大限度吸藏的NO_x量。在这里，即使反复执行第一控制，硫成分也逐渐地蓄积，由此NO_x净化率、NO_x吸藏量、氧吸藏量以及NH₃生成量逐渐降低。与此相对，在NO_x净化率、NO_x吸藏量、氧吸藏量或NH₃生成量降低的情况下，通过执行第二控制，能够使NO_x净化率、NO_x吸藏量、氧吸藏量或NH₃生成量恢复。例如，也可以在NO_x净化率、NO_x吸藏量、氧吸藏量或NH₃生成量为阈值以上的情况下执行第一控制，在其小于阈值的情况下执行第二控制。

另外，在本发明中，在比上述排气净化催化剂靠下游的一侧能够具备以NH₃为还原剂的选择还原型NO_x催化剂。

另外，排气净化催化剂，也可以设为吸藏还原型NO_x催化剂(NSR催化剂)。NSR催化剂，在浓空燃比时，在还原NO_x的同时，例如使H₂或HC与NO反应而生成NH₃。即，在排气的空燃比为浓空燃比时生成NH₃。再者，即使是NSR催化剂以外的其他催化剂(例如三元催化剂)，也能够生成NH₃。选择还原型NO_x催化剂(SCR催化剂)，吸附该NH₃，并利用该NH₃来还原NO_x。

因此，在NO_x被NSR催化剂吸藏着时，通过使排气的空燃比为浓空燃比，在该NSR催化剂中生成NH₃。另外，通过使排气的空燃比为浓空燃比，能够向NSR催化剂供给作为还原剂的HC等。利用该还原剂，来还原被NSR催化剂吸藏的NO_x。即，通过设为浓空燃比，在NSR催化剂中将NO_x净化。

在这里，若在NO_x的吸藏量更少的状态下，使排气的空燃比从稀切换成浓，则NSR催化剂的NO_x净化率变高。另外，若在NO_x的吸藏量更多的状态下，使排气的空燃比从稀切换成浓时，则SCR催化剂的NO_x净化率变高。

例如，被NSR催化剂吸藏的NO_x越多，则在设为浓空燃比时越容易引起生成NH₃的反应，因此生成的NH₃量变多。而且，如果NH₃的生成量变多，则能够向SCR催化剂供给较多的还原剂，因此SCR催化剂的NO_x净化率变高。即，为了在SCR催化剂中使NO_x净化率较高，维持被NSR催化剂吸藏的NO_x量多的状态为好。

另一方面，如果在NO_x的吸藏量更少的状态下，使排气的空燃比从稀切换成浓，则NH₃的生成量变少。若这样，则向SCR催化剂供给的还原剂的量变少，因此SCR催化剂的NO_x净化率变低。再者，NO_x的吸藏量和为稀空燃比的时间存在相关关系。即，通过缩短为稀空燃比的时间，NH₃的生成量变少。这也可以说通过缩短浓空燃比的间隔，NH₃的生成量变少。

另外，当在被NSR催化剂吸藏的NO_x量少的状态下，使排气的空燃比从稀切换成浓时，NSR催化剂的NO_x净化率变高。即，为了在NSR催化剂中使NO_x净化率较高，维持被NSR催化剂吸藏的NO_x量少的状态为好。例如，在将被NSR催化剂吸藏的NO_x还原时，在NO_x量少的状态下使排气的空燃比从稀向浓切换即可。这样，通过缩短浓空燃比的间隔来频繁地还原NO_x，维持NO_x的吸藏量少的状态，能够维持容易吸藏NO_x的状态，因此NSR催化剂的NO_x净化率变高。另一方面，当NSR催化剂的NO_x吸藏量变多时，变得NO_x难以被吸藏，NSR催化剂的NO_x净化率降低。

这样，在NSR催化剂中为了使NO_x净化率较高而需要的条件和在SCR催化剂中为了使NO_x净化率较高而需要的条件不同。但是，若在NSR催化剂中不能通过第一控制来除去的硫成分变多时，在该NSR催化剂的NO_x净化率降低的同时，NH₃的生成量也变少。由此，有SCR催化剂的NO_x净化率也降低之虞。

而且，能够通过考虑由不能通过第一控制除去的硫成分在NSR催化剂中蓄积所致的NO_x吸藏能力的降低、由使空燃比降低所致的燃油经济性的恶化、由NH₃生成量的降低所致的SCR催化剂的NO_x净化率的降低等，来决定执行第一控制以及第二控制的时期。即，虽然不能通过第一控制除去的硫成分变多，在NSR催化剂中能够最大限度吸藏的NO_x的量减少。而且，为了还原被NSR催化剂吸藏的NO_x，浓空燃比的最佳的间隔变化。再者，也可以在NSR催化剂中能够最大限度吸藏的NO_x量越少就使为稀空燃比的时间越短。即，也可以频繁地设为浓空燃比，来维持被NSR催化剂吸藏的NO_x量少的状态。

另外，在本发明中，可以具备：

系数算出部，其将上述排气净化催化剂在排气的流动方向和径向上分割为多个部位，基于上述内燃机的运转状态来算出与被吸藏于各部位中的硫成分的量存在相关关系的分布系数；

各部位净化性能算出部，其由通过上述系数算出部算出的分布系数算出上述各部位的净化性能；和

整体净化性能算出部，其由通过上述各部位净化性能算出部算出的各部位的净化性能，算出上述排气净化催化剂的整体的净化性能。

在这里，向排气净化催化剂流入的排气，空间速度(SV)越低，越在排气净化催化剂的径向上扩展地流动。即，相对于排气净化催化剂，排气均匀地流动。其结果，在SV低时，在径向的宽的范围发生硫中毒。另外，由于硫成分在径向上被分散，因此在排气净化催化剂的主要是上游侧发生硫中毒。

另一方面，在SV高时，排气在排气净化催化剂的中心轴附近流动。即，相对于排气净化催化剂，排气较偏集地流动。其结果，在SV高时，在排气净化催化剂的主要是中心轴附近发生硫中毒。而且，在排气净化催化剂的中心轴附近，硫成分集中地流动，因此在排气的流动方向的更宽的范围发生硫中毒。

这样，SV越高，硫中毒发生的范围越偏集于排气净化催化剂的中心轴侧，并且，向更下游侧延伸。这对于吸藏NO_x的范围而言也是相同的。再者，空间速度(SV)也可以换为排气的速度。

而且，在SV低时，在排气净化催化剂的径向上NO_x被分散，因此能够在排气净化催化剂的径向的宽的范围吸藏NO_x。因此，即使硫成分的吸藏量比较多，也能够吸藏NO_x。

另一方面，在SV高时，在排气净化催化剂的中心轴附近集中地吸藏NO_x。因此，当硫成分在中心轴附近被较多地吸藏时，能够吸藏NO_x的部位变窄。这样一来，只能够在硫成分的吸藏量比较少的情况下吸藏NO_x。

在这里，SV根据内燃机的运转状态(例如负荷)而变化。而且，在将排气净化催化剂在排气的流动方向和径向上分割为多个部位的情况下，流过各部位的排气的量，根据内燃机的运转状态而变化。因此，被吸藏于各部位的硫成分的量也根据内燃机的运转状态而变化。作为与该被吸藏于各部位的硫成分的量存在相关关系的值而算出分布系数。

根据该分布系数，各部位的净化性能变化。因此，如果使用分布系数，则能够推定各部位的净化性能，因此基于此也能够推定排气净化催化剂整体的净化性能。这样推定的排气净化催化剂整体的净化性能，是考虑了吸藏有硫成分的部位的净化性能。这与仅基于硫成分的吸藏量所算出的净化性能相比，接近于实际的净化性能。因此，能够更适当地设定硫中毒恢复处理的实施时期和还原NO_x的时期。而且，不能通过第一控制完全除去而被蓄积的硫成分，也能够针对每个部位而算出，因此执行第一控制或第二控制的精度也变高。再者，也可以还一并考虑各部位的温度而推定各部位的净化性能。

根据本发明，能够使排气净化催化剂的硫中毒更适当地恢复。

附图说明

图1是表示实施例涉及的内燃机和其吸气系统以及排气系统的概略构成的图。

图2是表示使稀空燃比的期间为80秒钟、使浓空燃比的期间为2.2秒钟来实施燃料过量供给(Rich Spike)时的、比NSR催化剂靠下游的一侧的NO_x净化率、比SCR催化剂靠下游的一侧的NO_x净化率、NSR催化剂中的NH₃生成量的变迁的图。

图3是表示使稀空燃比的期间为40秒钟、使浓空燃比的期间为2.2秒钟来燃料实施燃料过量供给时的、比NSR催化剂靠下游的一侧的NO_x净化率、比SCR催化剂靠下游的一侧的NO_x净化率、NSR催化剂中的NH₃生成量的变迁的图。

图4是表示在NSR催化剂中能够最大限度吸藏的NO_x量(NO_x吸藏量)和燃料过量供给的间隔的关系的图。

图5是表示实施例1涉及的硫中毒恢复处理的流程的流程图。

图6是表示以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理时的空燃比、SO_x浓度、H₂S浓度的变迁的时间图。

图7是表示以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理，其后连续地以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理时的空燃比、SO_x浓度、H₂S浓度的变迁的时间图。

图8是表示以例如14.3的空燃比实施硫中毒恢复处理，其后连续地使空燃比提高到例如20，在空燃比为20的期间，以规定的间隔使空燃比仅短的时间为例如12.5来实施硫中毒恢复处理时的空燃比、SO_x浓度、H₂S浓度的变迁的时间图。

图9是表示SV比较低时的NSR催化剂的硫中毒部位的图。

图10是表示SV比较高时的NSR催化剂的硫中毒部位的图。

图11是表示SV比较低时的NSR催化剂的NO_x吸藏部位的图。

图12是表示SV比较高时的NSR催化剂的NO_x吸藏部位的图。

图13是表示NSR催化剂的内部的分法的图。

图14是表示用于算出作为与被吸藏于各部位的硫成分的量存在相关关系的值的分布系数的图。

图15是表示实施例2涉及的硫中毒恢复处理的流程的流程图。

图16是表示高SV时的硫成分的吸藏量与NO_x净化率、NO_x吸藏量、NH₃生成量的关系的图。

图17是表示低SV时的硫成分的吸藏量与NO_x净化率、NO_x吸藏量、NH₃生成量的关系的图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明涉及的内燃机的排气净化装置的具体实施方式进行说明。

实施例1

图1是表示本实施例涉及的内燃机和其吸气系统以及排气系统的概略构成的图。图1所示的内燃机1是汽油机，但也可以是柴油机。内燃机1例如搭载于车辆上。

在内燃机1上连接有排气通路2。在该排气通路2的途中，从上游侧开始依次具备三元催化剂3、吸藏还原型NO_x催化剂4(以下，称为NSR催化剂4。)、选择还原型NO_x催化剂5(以下，称为SCR催化剂5。)。

三元催化剂3，在催化剂气氛为理论空燃比时以最大效率将NO_x、HC和CO净化。另外，三元催化剂3具有氧贮藏能力。即，在流入的排气的空燃比为稀空燃比时吸藏过剩部分的氧，在流入的排气的空燃比为浓空燃比时放出不足部分的氧，由此来净化排气。通过这样的氧贮藏能力的作用，即使是理论空燃比以外，三元催化剂3也能够将HC、CO以及NO_x净化。

再者，也能够使三元催化剂3具有以下功能：在流入的排气的氧浓度高时吸藏排气中的NO_x，在流入的排气的氧浓度降低且还原剂存在时将所吸藏的NO_x还原。该情况下，也可以没有NSR催化剂4。

另外，NSR催化剂4，在流入的排气的氧浓度高时吸藏排气中的NO_x，在流入的排气的氧浓度降低且还原剂存在时将所吸藏的NO_x还原。向NSR催化剂4供给的还原剂，能够利用作为从内燃机1排出的未燃燃料的HC或CO。

再者，在排气通过三元催化剂3或NSR催化剂4时，有时排气中的NO_x与HC或H₂反应生成氨(NH₃)。例如，如果通过水性气体转换反应或水蒸气改性反应由排气中的CO、H₂O产生H₂，则该H₂在三元催化剂3或NSR催化剂4中与NO反应而生成NH₃。而且，在本实施例中，三元催化剂3或NSR催化剂4，相当于本发明中的排气净化催化剂。再者，在本实施例中，将NSR催化剂4作为排气净化催化剂进行说明，但将三元催化剂3作为排气净化催化剂也能够同样地考虑。

SCR催化剂5预先吸附还原剂，在NO_x通过时，利用已吸附的还原剂将NO_x进行选择还原。向SCR催化剂5供给的还原剂，能够利用在三元催化剂3或NSR催化剂4中生成的NH₃。

另外，在比三元催化剂3靠下游且比NSR催化剂靠上游的排气通路2中，安装有检测排气的温度的第一温度传感器11和检测排气的空燃比的空燃比传感器12。再者，能够利用第一温度传感器11检测三元催化剂3的温度、或NSR催化剂4的温度。另外，能够利用空燃比传感器12检测内燃机1的排气的空燃比、或向NSR催化剂4流入的排气的空燃比。

另外，在比NSR催化剂4靠下游且比SCR催化剂5靠上游的排气通路2中，安装有检测排气的温度的第二温度传感器13。再者，能够利用第二温度传感器13检测NSR催化剂4的温度、或SCR催化剂5的温度。

另外，在比SCR催化剂5靠下游的排气通路2中，安装有检测排气的温度的第三温度传感器14。再者，能够利用第三温度传感器14检测SCR催化剂5的温度。另外，NSR催化剂4和SCR催化剂5的温度，根据内燃机1的运转状态(例如，内燃机1的负荷)而变化，因此也可以根据该内燃机1的运转状态来推定NSR催化剂4和SCR催化剂5的温度。另外，也可以在NSR催化剂4和SCR催化剂5中直接安装温度传感器来检测该NSR催化剂4和SCR催化剂5的温度。

另外，也可以在各催化剂的上游侧和下游侧安装检测排气中的NO_x浓度的NO_x传感器。再者，上述传感器不需要全部安装，也可以适宜选择来安装。

另外，在内燃机1中安装有向内燃机1供给燃料的喷射阀6。

另一方面，在内燃机1上连接有吸气通路7。在吸气通路7的途中，设置有调整内燃机1的吸入空气量的节流阀8。另外，在比节流阀8靠上游的吸气通路7中，安装有检测内燃机1的吸入空气量的空气流量计15。

在如以上所述那样构成的内燃机1中，同时设置有用于控制该内燃机1的电子控制单元ECU10。该ECU10，根据内燃机1的运转条件、驾驶员的要求来控制内燃机1。

另外，在ECU10上，除了上述传感器以外，还经由电配线连接有输出与驾驶员踏下油门踏板16的量相应的电信号并检测内燃机负荷的油门开度传感器17、和检测内燃机转速的曲轴位置传感器18，这些各种传感器的输出信号被输入到ECU10。

另一方面，在ECU10上，经由电配线连接有喷射阀6和节流阀8，由该ECU10控制喷射阀6的开闭正时和节流阀8的开度。

例如，ECU10，根据由油门开度传感器17检测到的油门开度和由曲轴位置传感器18检测到的内燃机转速来决定要求吸入空气量。而且，控制节流阀8的开度使得由空气流量计15检测到的吸入空气量成为要求吸入空气量。控制喷射阀6使得供给与此时变化的吸入空气量相应的燃料喷射量。此时设定的空燃比是根据内燃机1的运转状态而设定的空燃比。再者，本实施例涉及的内燃机1进行稀燃运转。但是，在高负荷运转时等，也有时内燃机1在理论空燃比附近运转。

而且，ECU10实施被NSR催化剂4吸藏的NO_x的还原处理。在被NSR催化剂4吸藏的NO_x的还原时，通过调整由喷射阀6喷射的燃料的量或节流阀8的开度，来实施使向NSR催化剂4流入的排气的空燃比降低到规定的浓空燃比的所谓燃料过量供给。

该燃料过量供给，例如，在被NSR催化剂4吸藏的NO_x量成为规定量的情况下实施。被NSR催化剂4吸藏的NO_x量，例如，通过将向NSR催化剂4流入的NO_x量与从NSR催化剂4流出的NO_x量之差累计来算出。向NSR催化剂4流入的NO_x量和从NSR催化剂4流出的NO_x量，能够通过安装传感器来检测出。另外，也可以根据搭载内燃机1的车辆的行驶距离来进行燃料过量供给。再有，也可以基于在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量来进行燃料过量供给。对此在后面叙述。

另外，为了使NSR催化剂4从硫中毒的状态恢复，ECU10实施NSR催化剂4的硫中毒恢复处理。该硫中毒恢复处理，通过使NSR催化剂4的温度上升到硫中毒恢复所必需的温度(例如650℃以上)后，使空燃比成为规定的浓空燃比来实施。

在这里，在硫中毒恢复处理时若使空燃比过低，则有HC、CO的排出量增加、或产生H₂S之虞。因此，在硫中毒恢复处理时，设定为接近于理论空燃比的例如14.3左右的空燃比。再者，这样的接近于理论空燃比的浓空燃比在以下称为弱浓空燃比。该弱浓空燃比，例如，也可以设为作为浓空燃比的在三元催化剂3中能够将HC、CO净化的空燃比。再者，由于即使是理论空燃比也能够进行硫中毒恢复，因此也可以将理论空燃比包含在弱浓空燃比中。

但是，即使设为弱浓空燃比而实施硫中毒恢复处理，全部除去硫成分也是困难的。因此，即使实施硫中毒恢复处理，未被除去的硫成分也逐渐蓄积下去，NSR催化剂4的NO_x净化率降低。另外，由于NH₃的生成量也因硫中毒而减少，因此因在弱浓空燃比下未被除去的硫成分，导致SCR催化剂5的NO_x净化率也降低。

因此，在本实施例中，为了除去在弱浓空燃比下未被除去而在NSR催化剂4中蓄积的硫成分，使空燃比成为例如12.5来实施硫中毒恢复处理。再者，以下将象这样在浓空燃比中比较低的浓空燃比称为强浓空燃比。该强浓空燃比是比弱浓空燃比低的空燃比。强浓空燃比，例如也可以设为能够将在NSR催化剂4中蓄积的硫成分全部除去的空燃比、或者能够将在NSR催化剂4中蓄积的硫成分基本除去的空燃比。

即，在本实施例中，通常以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理，在蓄积有硫成分时以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理。

在这里，图2是表示使稀空燃比的期间为80秒钟、使浓空燃比的期间为2.2秒钟来实施燃料过量供给时的、比NSR催化剂4靠下游的一侧的NO_x净化率、比SCR催化剂5靠下游的一侧的NO_x净化率、和NSR催化剂4中的NH₃生成量的变迁的图。即，图2是使燃料过量供给的间隔为80秒钟、燃料过量供给的时间为2.2秒钟时的图。另外，图3是表示使稀空燃比的期间为40秒钟、使浓空燃比的期间为2.2秒钟来实施燃料过量供给时的、比NSR催化剂4靠下游的一侧的NO_x净化率、比SCR催化剂5靠下游的一侧的NO_x净化率、和NSR催化剂4中的NH₃生成量的变迁的图。即，图3是使燃料过量供给的间隔为40秒钟、浓空燃比的时间为2.2秒钟时的图。燃料过量供给被反复执行。

在图2、3中，横轴为车辆的行驶距离、NSR催化剂4能够最大限度吸藏的NO_x量(NO_x吸藏量)、以及在NSR催化剂4中蓄积且以弱浓空燃比不能除去的硫成分的量(S蓄积量)。另外，使用的燃料，其硫成分的浓度为37ppm。而且，车辆的行驶距离每逢1000km就以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理。再者，行驶距离每逢1000km就以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理是为了防止由于硫中毒而导致NO_x净化率成为容许范围外，实施该硫中毒恢复处理时的行驶距离根据使用的燃料中的硫成分的浓度而变化。

图2、3中的“NSR”，是比NSR催化剂4靠下游的一侧且比SCR催化剂5靠上游的一侧的NO_x净化率。这可以设为相对于从内燃机1排出的NO_x量，直到通过NSR催化剂4为止被净化的NO_x量的比。再者，“NSR”在以下也称为NSR催化剂4的NO_x净化率。另外，图2、3中的“SCR”是比SCR催化剂5靠下游的一侧的NO_x净化率。这可以设为相对于从内燃机1排出的NO_x量，直至通过SCR催化剂5为止被净化的NO_x量的比。另外，“SCR”也可以设为作为系统整体的NO_x净化率。再者，“SCR”在以下也称为系统整体的NO_x净化率。另外，图2、3中的“NH₃”是在进行一次燃料过量供给时在NSR催化剂4中生成的NH₃的量。

横轴的S蓄积量，是即使以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理也未被除去而蓄积下去的硫成分的量。即使每逢1000km就实施硫中毒恢复处理，S蓄积量也每行驶1000km就增加例如0.2g。另外，横轴的NO_x吸藏量是在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量。该NO_x吸藏量，因即使以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理也未被除去的硫成分而减少。

另外，在图2、3中，单点划线为NO_x净化率的容许范围的阈值，要求单点划线所示的值以上的NO_x净化率。即，如果“SCR”在单点划线以上，则NO_x净化率成为容许范围内。再者，NO_x净化率的阈值根据法规等而改变，在图2、3中，示出了两个阈值。

在这里，比较图2和图3，NSR催化剂4的下游的NO_x净化率，在图3所示的情况下较高。即，稀空燃比时间短时，NSR催化剂4的NO_x净化率高。这样，缩短燃料过量供给的间隔时，NSR催化剂4的NO_x净化率变高。

另一方面，观察NH₃生成量，在图2所示的情况下较多。即，稀空燃比的时间长时，NH₃生成量多。这样，延长燃料过量供给的间隔时，NH₃生成量变多。而且，通过NH₃生成量变多，能够向SCR催化剂5供给更多的还原剂，因此能够使SCR催化剂5的NO_x净化率较高。

即，通过使燃料过量供给的间隔变化，NSR催化剂4和SCR催化剂5的NO_x净化率分别变化。不论是图2、3的哪种情况，在行驶距离短的情况下，作为系统整体的NO_x净化率都高。但是，当行驶距离变长时，在图2的情况下作为系统整体的NO_x净化率变高。

而且，为了将系统整体的NO_x净化率维持在阈值以上，在作为系统整体的NO_x净化率为阈值上时，以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理即可。

将以上所述归纳为图4。图4是表示在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量(NO_x吸藏量)和燃料过量供给的间隔的关系的图。该图4所示的关系，是考虑由在弱浓空燃比下未能除去的硫成分的蓄积所致的NO_x吸藏量的降低、由燃料过量供给所致的燃油经济性的恶化、以及NH₃生成量的降低而求出的关系。

在图4中，由A所示的为在各NO_x吸藏量时能够设定的燃料过量供给的间隔的范围。即，表示出对应于在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量而可设定的燃料过量供给的间隔的范围。NO_x吸藏量越少，该范围越狭窄。即，随着NO_x吸藏量的减少，燃料过量供给的间隔的上限值B变小，下限值C变大。

另外，图4中的单点划线D、E、F，表示由燃料过量供给所引起的燃油经济性恶化的程度，引起了D为0.8％、E为1.0％、F为1.1％的燃油经济性恶化。

而且，通过按照图4所示的关系决定燃料过量供给的间隔，能够将系统整体的NO_x净化率维持得较高。再者，在能够设定的燃料过量供给的间隔中，越延长燃料过量供给的间隔，燃油经济性越良好。因此，也可以在能够设定的燃料过量供给的间隔中使燃料过量供给的间隔最长。即，使燃料过量供给的间隔根据NO_x吸藏量而成为由B所示的线上的值即可。通过这样做，在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量越少，则燃料过量供给的间隔越短。例如，在NO_x吸藏量为400mg时，将燃料过量供给的间隔设为88秒钟，在为350mg时，设为86秒钟，在为300mg时，设为84秒钟。

再者，在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量，也可以设为在从NSR催化剂4流出的排气中的NO_x浓度超过容许范围时所吸藏的NO_x量。另外，也可以设为进行燃料过量供给后直到变得不能吸藏NO_x为止所吸藏的NO_x量。另外，也可以设为进行前次的燃料过量供给控制后直到NO_x净化率变得小于阈值为止所吸藏的NO_x量。另外，被NSR催化剂4吸藏的NO_x量，能够作为向NSR催化剂4流入的NO_x量与从NSR催化剂4流出的NO_x量之差来算出。向NSR催化剂4流入的NO_x量、和从NSR催化剂4流出的NO_x量，能够基于吸入空气量和NO_x浓度来分别算出。另外，向NSR催化剂4流入的排气中的NO_x浓度，也可以基于内燃机1的运转状态来推定。

在这里，在系统整体的NO_x净化率变得小于阈值之前，实施硫中毒恢复处理。为此，在使用含有例如37PPm的硫成分的燃料的情况下，为了抑制有害成分的排出，每行驶1000km就实施硫中毒恢复处理。而且，每行驶1000km的NO_x吸藏量，对应于图4的S1、S2、S3、S4。即，如果在NO_x吸藏量为S1、S2、S3、S4时分别实施硫中毒恢复处理，则成为每行驶1000km就实施硫中毒恢复处理。

通过在这样的NO_x吸藏量时实施硫中毒恢复处理，能够在适当的时期实施该硫中毒恢复。另外，能够抑制燃油经济性的恶化，而且即使在NSR催化剂4中残留硫成分，也能够充分地净化排气中的有害成分。

再者，在图4中，为S1、S2、S3、S4的NO_x吸藏量时，以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理。因此，硫成分蓄积在NSR催化剂4中。而且，当NO_x吸藏量变得少于例如250mg附近(参照图4的双点划线)时，排气中的有害成分的排出量超过容许范围。

因此，在本实施例中，在图4中的S3的NO_x吸藏量时，以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理。由此，能够将在NSR催化剂4中蓄积的硫成分基本除去，因此下次在S1的NO_x吸藏量时实施硫中毒恢复处理。即，在S1、S2时以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理，在S3时以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理。

在这里，在以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理时，在三元催化剂3中变得低于能够净化HC、CO的空燃比，因此HC和CO的排出量增加。另外，有由放出的硫成分产生H₂S之虞。因此，在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量为充分容许范围内的图4的S1以及S2时，以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理。而且，通过只在有在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量为容许范围外之虞的图4中的S3的NO_x吸藏量时，以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理，能够降低HC、CO、H₂S的排出量。

图5是表示本实施例涉及的硫中毒恢复处理的流程的流程图。本程序每隔规定时间就由ECU10执行。

在步骤S101中，取得车辆的行驶距离。该车辆的行驶距离，作为与在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量存在相关关系的值而取得。另外，车辆的行驶距离，也可作为与被NSR催化剂4吸藏的硫成分的量存在相关关系的值而取得。再者，在本步骤中，可以检测在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量，也可以取得与在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量存在相关关系的值。

在步骤S102中，判定车辆的行驶距离是否为规定值。在本步骤中，例如判定车辆的行驶距离是否为1000km的整数倍。此时，也可以判定车辆的行驶距离是否在包含1000km的整数倍在内的规定的范围内。在本步骤中，判定是否需要NSR催化剂4的硫中毒恢复。再者，也可以基于在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量，判定是否需要NSR催化剂4的硫中毒恢复。例如，也可以判定在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量是否小于阈值。再者，实施硫中毒恢复处理的行驶距离，根据燃料中的硫成分的浓度而变化，因此也可以根据能够供给的燃料中的硫成分的浓度来变更判定条件。

在步骤S102中得到肯定的判定的情况下，进入步骤S103，另一方面，在得到否定的判定的情况下，进入步骤S106。

在步骤S103中，判定前次的硫中毒恢复处理完成后车辆是否行驶了3000km。此时，也可以判定前次的硫中毒恢复处理完成后的车辆的行驶距离是否在包含3000km在内的规定的范围内。再者，在本步骤中，也可以判定在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量是否小于阈值。在本步骤中，判定在弱浓空燃比下未能除去的硫成分的蓄积量是否超过容许范围。在步骤S103中得到肯定的判定的情况下进入步骤S104，另一方面，在得到否定的判定的情况下进入步骤S105。再者，在本实施例中，处理步骤S103的ECU10，相当于本发明中的控制装置。

在步骤S104中，以强浓空燃比来实施硫中毒恢复处理。即，实施用于从NSR催化剂4全部除去硫成分的处理。再者，在本实施例中，步骤S104，相当于本发明中的第二控制。

在步骤S105中，以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理。此时，在NSR催化剂4中残留硫成分，但HC、CO、H₂S的排出量被抑制。再者，在本实施例中，步骤S105相当于本发明中的第一控制。

再者，在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量为阈值以上的情况下，可以选择弱浓空燃比来实施硫中毒恢复处理，在其小于阈值的情况下，可以选择强浓空燃比来实施硫中毒恢复处理。

另外，在步骤S106中，决定燃料过量供给的间隔。为了还原被NSR催化剂4吸藏的NO_x、和向SCR催化剂5供给NH₃而进行该燃料过量供给。该燃料过量供给的间隔，根据行驶距离或NO_x吸藏量，使用图4所示的关系来决定。而且，在不实施硫中毒恢复处理时，以在本步骤中决定的间隔来实施燃料过量供给。再者，燃料过量供给，仅实施与NO_x吸藏量相应的时间。

再者，在图5所示的流程中，根据搭载有内燃机1的车辆的行驶距离，选择弱浓空燃比或强浓空燃比，但也可以代替之，而使用与在NSR催化剂4中蓄积且在弱浓空燃比下未能除去的硫成分的量存在相关关系的其他值，来选择弱浓空燃比或强浓空燃比。例如，也可以根据NSR催化剂4的净化性能或实施硫中毒恢复处理的次数，来选择弱浓空燃比或强浓空燃比。

例如，可以在上述步骤S101中，取得实施硫中毒恢复处理的次数，并在上述步骤S103中，在包含此次在内实施硫中毒恢复处理的次数为3的倍数的情况下进入步骤S104，在其以外时进入步骤S105。另外，例如，也可以反复进行以下步骤：在实施两次的在弱浓空燃比下的硫中毒恢复处理后，实施一次的在强浓空燃比下的硫中毒恢复处理。

另外，NSR催化剂4的净化性能，可以基于该NSR催化剂4的NO_x净化率、NSR催化剂4的NO_x吸藏量、NSR催化剂4的氧吸藏量、或NSR催化剂4的NH₃生成量来判断。再者，NSR催化剂4的NO_x净化率、NSR催化剂4的NO_x吸藏量、NSR催化剂4的氧吸藏量、NSR催化剂4的NH₃生成量可以利用众所周知的技术来取得。例如，可以在上述步骤S101中，取得NSR催化剂4的NO_x净化率，并在上述步骤S103中，在NO_x净化率小于阈值时进入步骤S104，在其为阈值以上时进入步骤S105。另外，例如，也可以在上述步骤S101中，取得在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量，并在上述步骤S103中，在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量小于阈值时进入步骤S104，在其为阈值以上时进入步骤S105。另外，例如，也可以在上述步骤S101中，取得NSR催化剂4的氧吸藏量，并在上述步骤S103中，在NSR催化剂4的氧吸藏量小于阈值时进入步骤S104，在其为阈值以上时进入步骤S105。另外，例如，也可以在上述步骤S101中，取得NSR催化剂4的NH₃生成量，并在上述步骤S103中，在NSR催化剂4的NH₃生成量小于阈值时进入步骤S104，在其为阈值以上时进入步骤S105。

再者，在以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理时，可以从最初就使空燃比比较低例如为12.5，但也可以在最初以弱浓空燃比使硫成分放出后，设为强浓空燃比而使所蓄积的部分的硫成分放出。即，也可以在以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理后，连续地以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理。

在这里，图6是表示以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理时的空燃比、SO_x浓度、H₂S浓度的变迁的时间图。另外，图7是表示以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理，其后连续地以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理时的空燃比、SO_x浓度、H₂S浓度的变迁的时间图。再者，在图6、7中，空燃比是从内燃机1排出的气体的空燃比、或者向NSR催化剂4流入的气体的空燃比。另外，SO_x浓度和H₂S浓度，是比NSR催化剂4靠下游的一侧的值。再者，在图6中，为弱浓空燃比的期间，最大设为例如30分钟。另外，在图7中，为弱浓空燃比的期间，最大设为例如30分钟，为强浓空燃比的期间，最大设为例如2.5分钟。

当成为浓空燃比时，因从NSR催化剂4放出的硫成分，SO_x浓度变高。此时，如果为弱浓空燃比，则相对于放出的SO_x量，产生的H₂S量比较少。即，H₂S浓度相对于SO_x浓度之比低。这样，如果为弱浓空燃比，则能抑制H₂S的产生量。

另一方面，在为强浓空燃比时，相对于放出的SO_x量，产生的H₂S量比较多。即，H₂S浓度相对于SO_x浓度之比变高。这样，在进行硫中毒恢复处理时，强浓空燃比的情况比弱浓空燃比的情况容易产生H₂S。因此，在除去在NSR催化剂4中蓄积的硫成分时，若从最初就以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理，则H₂S的产生量变多。

在这里，在为由图4中的S3表示的NO_x吸藏量时，如果不是强浓空燃比就不能够除去的硫成分较多地蓄积，但即使是弱浓空燃比也能够除去的硫成分也被吸藏。因此，如果暂且以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理，则能够将在弱浓空燃比下能够除去的硫成分预先除去。此时，能够抑制H₂S的产生量。而且，如果与之接续地以强浓空燃比进行硫中毒恢复，则在残留于NSR催化剂4中的硫成分少的状态下成为强浓空燃比，因此H₂S的产生量变少。

即，若从最初就以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理，则产生与被NSR催化剂4吸藏的全部的硫成分的量相应的H₂S，因此产生比较多的H₂S。另一方面，如果最初设为弱浓空燃比，其后设为强浓空燃比，则产生与在被NSR催化剂4吸藏的硫成分中不能够以弱浓空燃比除去的硫成分的量相应的H₂S，因此H₂S的产生量比较少。同样地，也能够使HC、CO的排出量减少。

例如，也可以以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理直到硫成分不放出为止后，连续地以强浓空燃比进行硫中毒恢复处理。通过这样地使以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理的时间较短，能够降低HC、CO、H₂S的排出量。

另外，在以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理时，可以将空燃比的基准值设为例如20，并以规定的间隔使空燃比仅短的时间为例如12.5。即，也能够通过从稀空燃比频繁地成为强浓空燃比来进行硫中毒恢复处理。例如，可以在NSR催化剂4的氧贮藏量达到上限之前成为强浓空燃比。

图8是表示以例如14.3的空燃比实施硫中毒恢复处理，其后连续地使空燃比较提高到例如20，在空燃比为20的期间，以规定的间隔使空燃比仅短的时间为例如12.5来实施硫中毒恢复处理时的空燃比、SO_x浓度、H₂S浓度的变迁的时间图。使空燃比为例如12.5的时间，为例如1.4秒。

若这样地实施硫中毒恢复处理，则在空燃比变为例如20时，向NSR催化剂4供给氧，因此各催化剂的温度容易上升。因此，即使为浓空燃比的时间短，也能够使硫成分快速地放出。

另外，由于有为稀空燃比的时间，因此与继续地设为强浓空燃比的情况相比，能够减少HC和CO的排出量。同样地，也能够降低H₂S和NO_x的排出量。

实施例2

在本实施例中，根据硫成分被吸藏于NSR催化剂4的哪个部位，来改变硫中毒恢复处理的时期。其他的装置等与实施例1相同，因此省略说明。

在这里，图9是表示空间速度(SV)比较低时的NSR催化剂4的硫中毒部位的图。另外，图10是表示SV比较高时的NSR催化剂4的硫中毒部位的图。另外，图11是表示SV比较低时的NSR催化剂4的NO_x吸藏部位的图。另外，图12是表示SV比较高时的NSR催化剂4的NO_x吸藏部位的图。在图9～图12中，箭头表示排气的流动方向。另外，在图9～图12中，左侧的图是从横向观察NSR催化剂4的图，右侧的图是从排气的上游侧观察NSR催化剂4的图。再者，SV也可以换为内燃机1的负荷、或排气的流速、排气的流量。

在这里，在内燃机1的低负荷时，空间速度(SV)变低，排气在径向上扩展地流动。即，排气在NSR催化剂4的中心轴附近和外周附近相同地流动。因此，硫成分从中心轴到外周被均匀地吸藏。另外，被吸藏于NSR催化剂4的主要是上游侧。NO_x也同样地在NSR催化剂4的径向上扩展地被吸藏。而且，由于硫中毒发生的部位仅在NSR催化剂4的上游侧，因此能够遍及比其靠下游的一侧的宽的范围地较多地吸藏NO_x。

即，在内燃机1的低负荷时，即使所吸藏的硫成分的量多，也能够吸藏NO_x。因此，例如在吸藏了2.5g的硫成分时实施硫中毒恢复处理即可。

另一方面，在内燃机1的中负荷或高负荷时，排气的惯性力变大，排气从NSR催化剂4的主要是中心轴附近流过。因此，硫成分偏集于NSR催化剂4的中心轴侧被吸藏。而且，通过较多的硫成分向NSR催化剂4的中心轴附近流入，该中心轴附近的硫中毒很快地发展，因此在下游侧也吸藏硫成分。而且，NO_x也同样地被吸藏于NSR催化剂4的中心轴附近。但是，硫中毒发生的部位遍及到NSR催化剂4的下游侧，因此能够吸藏的NO_x量变得比低负荷时少。

即，在内燃机1的中负荷或高负荷时，有即使所吸藏的硫成分的量少，也不能够吸藏NO_x之虞。因此，例如，在吸藏了0.7g的硫成分时实施硫中毒恢复处理即可。

这样，在中负荷时或高负荷时，与低负荷时相比，在硫成分的吸藏量少的状态下实施硫中毒恢复处理。再者，也可以SV越低就越使硫中毒恢复处理的间隔越长。

而且，在本实施例中，将NSR催化剂4的内部分为多个部位，求出各部位中的硫成分的吸藏量。

在这里，图13是表示NSR催化剂4的内部的分法的图。另外，图14是用于算出作为与被吸藏于各部位的硫成分的量存在相关关系的值的分布系数的图。在图13中，箭头表现排气的流动方向。另外，在图13中，左侧的图是从横向观察NSR催化剂4的图，右侧的图是从排气的上游侧观察NSR催化剂4的图。

如图13所示，将NSR催化剂4在排气的流动方向上分为X1、X2、X3、X4这四个，并且，在径向上分为Y1、Y2、Y3这三个。因此，将NSR催化剂4分为全部12个部位来考虑。再者，在本实施例中，将NSR催化剂4分为12个部位来考虑，但也可以分为11个以下的部位来考虑，也可分为13个以上的部位来考虑。

图14对于SV低的情况(低SV)和SV高的情况(高SV)分别示出与X1～X4以及Y1～Y3中附着的硫成分的量存在相关关系的计数(counter)的变迁。这样，使与X1～X4以及Y1～Y3对应的计数预先存储于ECU10中。该计数预先通过实验等来设定，使得通过将排气的流动方向的值和NSR催化剂4的径向的值相乘，能够算出与被吸藏于各部位的硫成分的量存在相关关系的分布系数。该计数基于图9以及图10来设定。再者，在本实施例中，分为低SV和高SV这两项，但也可以分为三项以上来考虑。

在这里，在硫成分流入的部位中，时间越长，硫成分的吸藏量越多，因此计数变大。另外，在低SV的情况下，在流动方向的上游侧、且径向的整体中，计数变大。另一方面，在高SV的情况下，在流动方向的整体中、且径向的中心轴侧，计数变大。

而且，例如，也可以设定计数，使得通过将分布系数和向NSR催化剂4流入的排气中的SO_x浓度相乘，能够算出各部位的硫成分的吸藏量。

而且，基于被吸藏于各部位的硫成分的量，在弱浓空燃比下的硫中毒恢复处理不能够除去而被蓄积的硫成分的量也能够算出。例如，也可以对每个部位预先通过实验等求出在以弱浓空燃比实施硫中毒恢复处理时残留的硫成分的量或比例。

而且，能够从各部位的硫成分的吸藏量推定各部位的NO_x净化性能。而且，能够推定作为NSR催化剂4的整体的NOx净化性能。而且，能够基于该NSR催化剂4的整体的NO_x净化性能来决定实施硫中毒恢复处理时期。

图15是表示本实施例涉及的硫中毒恢复处理的流程的流程图。本程序每隔规定的时间由ECU10执行。

在步骤S201中，读入SV。例如，由通过空气流量计15得到的吸入空气量算出SV。

在步骤S202中，算出分布系数。再者，在本实施例中，处理步骤S202的ECU10相当于本发明中的系数算出部。

在步骤S203中，基于分布系数算出NSR催化剂4的各部位的NO_x净化率。分布系数和NO_x净化率的关系，针对各SV预先通过实验等求出并存储于ECU10中。再者，在本实施例中，处理步骤S203的ECU10相当于本发明中的各部位净化性能算出部。

在步骤S204中，算出作为NSR催化剂4整体的NO_x净化率。通过将各部位的NO_x净化率相加，算出作为NSR催化剂4的整体的NO_x净化率。再者，在本实施例中，处理步骤S204的ECU10相当于本发明中的整体净化性能算出部。

在步骤S205中，判定NSR催化剂4的NOx净化率是否小于阈值。该阈值是不需要实施硫中毒恢复处理的NO_x净化率的下限值。在步骤S205中得到肯定的判定的情况下进入步骤S206，另一方面，在得到否定的判定的情况下结束本程序。

在步骤S206中，执行硫中毒恢复处理。在这里，实施硫中毒恢复处理的时间，在高SV时设为例如10分钟，在低SV时设为例如30分钟。即，在高SV时，即使硫成分的吸藏量少也实施硫中毒恢复处理，因此相应于硫成分的吸藏量来缩短实施硫中毒恢复处理的时间。另一方面，在低SV时，硫成分的吸藏量变多后实施硫中毒恢复处理，因此相应于硫成分的吸藏量来延长实施硫中毒恢复处理的时间。另外，在NO_x净化率降低到需要以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理的程度的情况下，以强浓空燃比实施硫中毒恢复处理。

另外，图16是表示高SV时的硫成分的吸藏量与NO_x净化率、NO_x吸藏量、NH₃生成量的关系的图。另外，图17是表示低SV时的硫成分的吸藏量与NO_x净化率、NO_x吸藏量、NH₃生成量的关系的图。另外，在图16、17中，NO_x吸藏量是在NSR催化剂4中能够最大限度吸藏的NO_x量。另外，NO_x净化率是作为系统整体的NO_x净化率。

在这里，在高SV时，即使硫成分的吸藏量少，NO_x净化率也降低，例如在硫成分的吸藏量为1.0g时，NO_x净化率在容许范围外。另外，NOx吸藏量和NH₃生成量也立即降低。

另一方面，在低SV时，在硫成分的吸藏量超过例如2.0g时，NO_x净化率变为容许范围外。另外，NO_x吸藏量和NH₃生成量也不立即降低。

因此，也可以在NO_x净化率小于阈值时实施硫中毒恢复处理并根据各SV来决定实施硫中毒恢复处理的时间。

附图标记说明

1 内燃机

2 排气通路

3 三元催化剂

4 吸藏还原型NO_x催化剂(NSR催化剂)

5 选择还原型NO_x催化剂(SCR催化剂)

6 喷射阀

7 吸气通路

8 节流阀

10 ECU

11 第一温度传感器

12 空燃比传感器

13 第二温度传感器

14 第三温度传感器

15 空气流量计

16 油门踏板

17 油门开度传感器

18 曲轴位置传感器

Claims (6)

1.一种内燃机的排气净化装置，在内燃机的排气通路中具备排气净化催化剂，且选择性地执行第一控制和第二控制，

所述第一控制是将向所述排气净化催化剂流入的排气的空燃比设定为理论空燃比以下而从该排气净化催化剂除去硫成分的控制，

所述第二控制是将向所述排气净化催化剂流入的排气的空燃比设定为比在所述第一控制中设定的排气的空燃比更低的空燃比而从所述排气净化催化剂除去硫成分的控制，

所述内燃机的排气净化装置具备控制装置，

所述控制装置，在从所述排气净化催化剂除去硫成分的情况下，基于所述排气净化催化剂的净化性能、搭载有所述内燃机的车辆的行驶距离、从所述排气净化催化剂除去硫成分的次数中的至少1项，来执行所述第一控制或所述第二控制中的任一项控制,

所述控制装置，使执行所述第一控制的频率高于执行所述第二控制的频率。

2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，

所述控制装置，在执行所述第二控制时，在所述第一控制之后连续地执行所述第二控制。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机的排气净化装置，

所述控制装置，在所述排气净化催化剂的净化性能为阈值以上的情况下执行所述第一控制，在所述排气净化催化剂的净化性能低于阈值的情况下执行所述第二控制。

4.根据权利要求1或2所述的内燃机的排气净化装置，

所述控制装置，基于所述排气净化催化剂的NO_x净化率、所述排气净化催化剂的NO_x吸藏量、所述排气净化催化剂的氧吸藏量、所述排气净化催化剂的NH₃生成量之中的至少1项来决定所述排气净化催化剂的净化性能。

5.根据权利要求1或2所述的内燃机的排气净化装置，

在比所述排气净化催化剂靠下游的一侧具备以NH₃为还原剂的选择还原型NO_x催化剂。

6.根据权利要求1或2所述的内燃机的排气净化装置，具备：

系数算出部，其将所述排气净化催化剂在排气的流动方向和径向上分割为多个部位，基于所述内燃机的运转状态来算出与被吸藏于各部位中的硫成分的量存在相关关系的分布系数；

各部位净化性能算出部，其由通过所述系数算出部算出的分布系数算出所述各部位的净化性能；和

整体净化性能算出部，其由通过所述各部位净化性能算出部算出的各部位的净化性能，算出所述排气净化催化剂的整体的净化性能。