JP2005188304A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＳＯｘの量をできるだけ正確に求められる排気浄化装置を提供する。
【解決手段】 ＮＯｘ触媒２５がそこに流入する排気ガスの空燃比がリーンであってＮＯｘ触媒が活性状態にあると排気ガス中のＳＯｘを第１の形で吸蔵すると共に、そこに流入する排気ガスの空燃比がリーンであってＮＯｘ触媒が非活性状態にあると排気ガス中のＳＯｘを第２の形で吸蔵する。ＮＯｘ触媒に吸蔵されているトータルのＳＯｘの量として、第１の形で吸蔵されているＳＯｘの量と第２の形で吸蔵されているＳＯｘの量との和を用いる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。

特許文献１に、吸蔵型ＮＯｘ触媒を備えた排気浄化装置が開示されている。ここでの吸蔵型ＮＯｘ触媒は、内燃機関の排気通路内に配置され、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーン（以下単に「リーン」という）であると、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵し、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比または理論空燃比よりもリッチ（以下単に「リッチ」という）となると、吸蔵しているＮＯｘを還元する。

特許文献１にも記載されているように、こうした吸蔵型ＮＯｘ触媒は、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比がリーンであると、排気ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）をも吸蔵してしまう。このようにＮＯｘ触媒にＳＯｘが吸蔵されると、吸蔵されたＳＯｘの分だけ、ＮＯｘ触媒が吸蔵可能なＮＯｘの量が少なくなってしまう。そこで、ＮＯｘ触媒が吸蔵可能なＮＯｘの量をできるだけ多く維持しておくために、特許文献１では、ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＳＯｘの量が或る程度の量に達したときに、ＮＯｘ触媒の温度を高温にすると共にＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチとするようにしている。このようにＮＯｘ触媒の温度が高温になり且つＮＯｘ触媒に理論空燃比またはリッチの排気ガスが供給されると、ＮＯｘ触媒からＳＯｘが除去される。

ところで、特許文献１では、上述したように、ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＳＯｘの量が或る程度の量に達したときに、ＮＯｘ触媒からＳＯｘを除去するようにしているが、ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＳＯｘの量は、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比と、内燃機関の燃焼室に供給される燃料に含まれる硫黄成分（Ｓ）の量と、ＮＯｘ触媒の温度とを考慮して推定するようにしている。すなわち、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときには、理論空燃比またはリッチであるときに比べて、ＮＯｘ触媒にＳＯｘが吸蔵されやすいことから、特許文献１では、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときのほうが理論空燃比またはリッチであるときよりも、ＮＯｘ触媒に吸蔵されるＳＯｘの量が多くなるとしている。

また、内燃機関の燃焼室に供給される燃料に含まれている硫黄成分が多いほど、ＮＯｘ触媒に吸蔵されるＳＯｘの量も多くなることから、特許文献１では、燃料に含まれている硫黄成分が多いほど、ＮＯｘ触媒に吸蔵されるＳＯｘの量が多くなるとしている。さらに、ＮＯｘ触媒の温度が高いほど、ＮＯｘ触媒からはＳＯｘが除去されやすくなる（別の見方をすれば、ＮＯｘ触媒の温度が低いほど、ＮＯｘ触媒にＳＯｘが吸蔵されやすくなる）ことから、特許文献１では、ＮＯｘ触媒の温度が低いほど、ＮＯｘ触媒に吸蔵されるＳＯｘの量が多くなるとしている。

特開２０００−５１６６２号公報 特開平６−６６１２９号公報 特開２００２−８９２４６号公報

ところで、従来、排気ガス中のＳＯｘは、ＮＯｘ触媒の温度がその活性温度（特に、ＮＯｘ触媒に担持されている貴金属触媒が活性する温度）以上となっているときに、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されると考えられていた。しかしながら、本発明者の研究により、ＮＯｘ触媒の温度がその活性温度に達していなくても、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵剤にＳＯｘが吸蔵されることが見出された。

そこで、本発明の目的は、本発明者により見出された事実を利用してＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＳＯｘの量をできるだけ正確に求められる排気浄化装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、１番目の発明では、流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときにＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ触媒を機関排気通路に具備する内燃機関の排気浄化装置において、上記ＮＯｘ触媒が該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって該ＮＯｘ触媒が活性状態にあると排気ガス中のＳＯｘを第１の形で吸蔵すると共に、該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって該ＮＯｘ触媒が非活性状態にあると排気ガス中のＳＯｘを第２の形で吸蔵し、該ＮＯｘ触媒に吸蔵されているトータルのＳＯｘの量として、第１の形で吸蔵されているＳＯｘの量と第２の形で吸蔵されているＳＯｘの量との和を用いる。

２番目の発明では、１番目の発明において、上記ＮＯｘ触媒は該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって該ＮＯｘ触媒が活性状態にあるときには排気ガス中のＳＯｘを硫酸塩の形で吸蔵すると共に、該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって該ＮＯｘ触媒が非活性状態にあるときには排気ガス中のＳＯｘをＳＯ_２または亜硫酸イオンまたは亜硫酸塩の形で吸蔵する。

３番目の発明では、１番目の発明において、上記ＮＯｘ触媒は該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって該ＮＯｘ触媒が活性状態にあるときには排気ガス中のＳＯｘを該ＮＯｘ触媒の内部に吸蔵すると共に、該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって該ＮＯｘ触媒が非活性状態にあるときには排気ガス中のＳＯｘを主に該ＮＯｘ触媒の表面に吸蔵する。

４番目の発明では、１〜３番目の発明のいずれか１つにおいて、上記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているトータルのＳＯｘの量が予め定められた量を超えたときに、該ＮＯｘ触媒の温度を予め定められた温度以上とし且つ該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチとすることによって該ＮＯｘ触媒からＳＯｘを除去するＳＯｘ除去処理を行う。

５番目の発明では、４番目の発明において、上記ＳＯｘ除去処理の実行期間と、上記ＳＯｘ除去処理における上記予め定められた温度と、上記ＳＯｘ除去処理における上記ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比との少なくとも１つを、第１の形で吸蔵されたＳＯｘの量と、第２の形で吸蔵されたＳＯｘの量とに応じて制御する。

６番目の発明では、１〜５番目の発明において、上記ＮＯｘ触媒が非活性状態から活性状態に移行すると、第２の形で吸蔵されているＳＯｘが第１の形で吸蔵される。

本発明によれば、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているトータルのＳＯｘの量を求める際に、ＮＯｘ吸蔵剤が非活性状態にあるときにＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されたＳＯｘをも考慮されるので、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているトータルのＳＯｘの量がより正確に求められる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の排気浄化装置を備えた４ストローク圧縮着火式の内燃機関を示している。図１において、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式の燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々示している。吸気ポート８は、対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結されている。サージタンク１２は、吸気ダクト１３およびインタークーラ１４を介して過給機（例えば、排気ターボチャージャ）１５のコンプレッサ１６の出口部に連結されている。コンプレッサ１６の入口部は、空気吸込管１７を介してエアクリーナ１８に連結されている。空気吸込管１７内には、ステップモータ１９により駆動されるスロットル弁２０が配置されている。また、スロットル弁２０上流の空気吸込管１７内には、吸入空気の質量流量を検出するための質量流量検出器２１が配置されている。

一方、排気ポート１０は、排気マニホルド２２を介して排気ターボチャージャ１５の排気タービン２３の入口部に連結されている。排気タービン２３の出口部は、排気管２４を介してＮＯｘ触媒２５を内蔵した触媒コンバータ２６に連結されている。

ＮＯｘ触媒２５は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示されている。図２（Ａ）はＮＯｘ触媒２５の端面図であり、図２（Ｂ）はＮＯｘ触媒２５の縦断面図である。ＮＯｘ触媒２５は、コージェライト等の多孔質材料からなるハニカム基材にアルミナからなる担体層を形成し、この担体層に、ＮＯｘ吸蔵剤と貴金属触媒とを担持させたものである。図示したように、ＮＯｘ触媒２５は、互いに平行に延びる複数のセル６０を有する。これらセル６０は隔壁６１によって画成されており、これらセル６０内を排気ガスが通る。また、ＮＯｘ吸蔵剤は、例えば、アルカリ金属（例えば、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ））、アルカリ土類（例えば、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ））、希土類（例えば、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ））から選ばれた少なくとも１つである。一方、貴金属触媒は、例えば、白金（Ｐｔ）のような貴金属である。

ＮＯｘ吸蔵剤は、ＮＯｘ触媒２５に流入する排気ガスの空燃比（排気ガスの空燃比をＡ／Ｆｅとし、燃料噴射弁６から噴射される燃料の量をＱとし、燃焼室５内に吸入される空気の量をＧａとすると、Ａ／Ｆｅ＝Ｇａ／Ｑ）がリーンであると、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵し、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチとなると、吸蔵しているＮＯｘを、排気ガス中の未燃炭化水素（未燃ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を還元剤として還元する。

また、触媒コンバータ２６の上流側において排気マニホルド２２には、空燃比センサ（以下「上流側空燃比センサ」という）２７ａが配置されている。一方、触媒コンバータ２６の下流側において排気管２８には、空燃比センサ（以下「下流側空燃比センサ」という）２７ｂが配置される。

触媒コンバータ２６の出口部に連結された排気管２８とスロットル弁２０下流の空気吸込管１７とは、排気ガス再循環（以下「ＥＧＲ」という）通路２９を介して互いに連結されている。ＥＧＲ通路２９内には、ステップモータ３０によって駆動されるＥＧＲ制御弁３１が配置されている。また、ＥＧＲ通路２９内には、ＥＧＲ通路２９内を流れる排気ガス（以下「ＥＧＲガス」ともいう）を冷却するためのインタークーラ３２が配置されている。図１に示した例では、機関冷却水がインタークーラ３２内に導かれ、この機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。

一方、燃料噴射弁６は、燃料供給管３３を介して燃料リザーバ（いわゆる、コモンレール）３４に連結されている。コモンレール３４内へは、電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ３５から燃料が供給される。コモンレール３４内に供給された燃料は、各燃料供給管３３を介して燃料噴射弁６に供給される。コモンレール３４には、コモンレール３４内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ３６が取り付けられる。コモンレール３４内の燃料圧が目標燃料圧となるように、燃料圧センサ３６の出力信号に基づいて、燃料ポンプ３５の吐出量が制御される。

電子制御ユニット４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４４、入力ポート４５、および、出力ポート４６を具備する。質量流量検出器２１の出力信号は、対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。上流側空燃比センサ２７ａ、下流側空燃比センサ２７ｂ、および、燃料圧センサ３６の出力信号も、夫々対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。アクセルペダル５０には、アクセルペダル５０の踏込量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ５１が接続される。負荷センサ５１の出力電圧は、対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。また、入力ポート４５には、クランクシャフトが、例えば、３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５２が接続される。一方、出力ポート４６は、対応する駆動回路４８を介して燃料噴射弁６、スロットル弁制御用ステップモータ１９、ＥＧＲ制御弁制御用ステップモータ３０、および、燃料ポンプ３５に接続される。

ところで、従来、上述したようなＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵剤が排気ガス中のＮＯｘを吸蔵するのは、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって且つＮＯｘ触媒の温度（特に、貴金属触媒の温度）がその活性温度以上であるときであると考えられていた。言い換えれば、従来、ＮＯｘ触媒２５に流入する排気ガスの空燃比がリーンであっても、ＮＯｘ触媒の温度がその活性温度以上でなければ、ＮＯｘ吸蔵剤はＮＯｘを吸蔵しないものと考えられていた。

ところが、本発明者が研究を重ねた結果、ＮＯｘ触媒の温度がその活性温度以下であっても、排気ガス中にＮＯ_２の形で含まれているＮＯｘは、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されることを見出した。このことを詳細に考察したところ、以下のような推論に達した。

すなわち、ＮＯｘ触媒の温度がその活性温度以上である場合には、図３（Ａ）に示されているように、排気ガス中のＮＯｘの大部分を占めるＮＯが貴金属触媒ＰｔによってＮＯ_２に酸化せしめられ、さらに、このＮＯ_２が硝酸塩（例えば、ＮＯｘ吸蔵剤がカリウム（Ｋ）を主成分としている場合には、ＫＮＯ_３）の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されるものと考えられる。もちろん、排気ガス中に元々含まれていたＮＯ_２も硝酸塩の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されるものと考えられる。したがって、以下の説明では、硝酸塩の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＮＯｘを「活性吸蔵ＮＯｘ」ともいう。

なお、ＮＯｘが硝酸塩の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵される場合、硝酸塩は、ＮＯｘ吸蔵剤の内部に吸蔵されるのか、それとも、ＮＯｘ吸蔵剤の表面近傍にのみ吸蔵されるのかは定かではないが、本発明者は、ＮＯｘ吸蔵剤の内部（もちろん、この場合、ＮＯｘ吸蔵剤の表面近傍も含まれる）に吸蔵されるものと考えている。

一方、ＮＯｘ触媒の温度がその活性温度以下である場合、図３（Ｂ）に示されているように、排気ガス中のＮＯ_２がＮＯ_２のままの形、あるいは、亜硝酸塩の形、あるいは、亜硝酸イオンの形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されるものと考えられる。すなわち、ＮＯｘ触媒が非活性状態にあることから、ＮＯ_２は硝酸塩の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されないが、ＮＯ_２の形、あるいは、亜硝酸塩の形、あるいは、亜硫酸イオンの形（以下これらの形を代表して「ＮＯ_２の形」とも表現する）でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されるものと考えられる。したがって、以下の説明では、ＮＯ_２の形、あるいは、亜硝酸塩の形、あるいは、亜硝酸イオンの形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＮＯｘを「非活性吸蔵ＮＯｘ」ともいう。

なお、ＮＯｘがＮＯ_２の形、あるいは、亜硝酸塩の形、あるいは、亜硝酸イオンの形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵される場合、ＮＯ_２は、ＮＯｘ吸蔵剤の内部に吸蔵されるのか、それとも、ＮＯｘ吸蔵剤の表面近傍にのみ吸蔵されるのか、あるいは、ＮＯｘ吸蔵剤の表面に吸蔵されるのかは定かではないが、本発明者は、ＮＯｘ吸蔵剤の表面に吸蔵されるものと考えている。

また、本明細書において、ＮＯｘがＮＯｘ吸蔵剤に化学的な結合によりＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されるのか、あるいは、物理的な結合によりＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されるのかはあまり重要ではなく、また、ＮＯｘが吸収によりＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されるのか、あるいは、吸着によりＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されるかもあまり重要ではない。本明細書において、「吸蔵」とは、単に、ＮＯｘ吸蔵剤にＮＯｘが留まっている状態を意味する。

ところで、従来から、上述したようなＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵剤は、ＮＯｘ触媒２５に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって且つＮＯｘ触媒の温度（特に、貴金属触媒の温度）がその活性温度以上であると、排気ガス中のＳＯｘをも吸蔵してしまうことが知られている。ところが、ＮＯｘ触媒の温度がその活性温度以下であっても、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであると、ＮＯｘ触媒にＮＯｘが吸蔵される場合と同様の形で、ＮＯｘ触媒にＳＯｘが吸蔵されることも判明した。

すなわち、詳細に説明すると、ＮＯｘ触媒の温度がその活性温度以上である場合には、図４（Ａ）に示されているように、排気ガス中のＳＯｘ（これらＳＯｘのうちの大部分は、ＳＯ_２であるので、以下の説明では、ＳＯｘを代表し且つＳＯｘと同義で「ＳＯ_２」と表現することもある）が貴金属触媒ＰｔによってＳＯ_３に酸化せしめられ、さらに、このＳＯ_３が硫酸塩（例えば、ＮＯｘ吸蔵剤がカリウム（Ｋ）を主成分としている場合には、Ｋ_２ＳＯ_４）の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されるものと考えられる。したがって、以下の説明では、硫酸塩の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＳＯｘを「活性吸蔵ＳＯｘ」ともいう。

なお、ＳＯｘが硫酸塩の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵される場合、硫酸塩は、ＮＯｘが硝酸塩の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵される場合と同様に、ＮＯｘ吸蔵剤の内部に吸蔵されるのか、それとも、ＮＯｘ吸蔵剤の表面近傍にのみ吸蔵されるのかは定かではないが、本発明者は、ＮＯｘ吸蔵剤の内部（もちろん、この場合、ＮＯｘ吸蔵剤の表面近傍も含まれる）に吸蔵されるものと考えている。

一方、ＮＯｘ触媒の温度がその活性温度以下である場合、図４（Ｂ）に示されているように、排気ガス中のＳＯ_２がＳＯ_２のままの形、あるいは、亜硫酸塩の形、あるいは、亜硫酸イオンの形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されるものと考えられる。すなわち、ＮＯｘ触媒が非活性状態にあることから、ＳＯ_２は硫酸塩の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されないが、ＳＯ_２の形、あるいは、亜硫酸塩の形、あるいは、亜硫酸イオンの形（以下これらの形を代表して「ＳＯ_２の形」とも表現する）で、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されるものと考えられる。したがって、以下の説明では、ＳＯ_２の形、あるいは、亜硫酸塩の形、あるいは、亜硫酸イオンの形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＳＯｘを「非活性吸蔵ＳＯｘ」ともいう。

なお、ＳＯｘがＳＯ_２の形、あるいは、亜硫酸塩の形、あるいは、亜硫酸イオンの形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵される場合、ＳＯ_２は、ＮＯｘ吸蔵剤の内部に吸蔵されるのか、それとも、ＮＯｘ吸蔵剤の表面近傍にのみ吸蔵されるのか、あるいは、ＮＯｘ吸蔵剤の表面に吸蔵されるのかは定かではないが、本発明者は、ＮＯｘ吸蔵剤の表面に吸蔵されるものと考えている。

ところで、上述したように、本発明の実施の形態では、排気ガスの空燃比がリーンである間は、ＮＯｘ触媒２５に排気ガス中のＮＯｘを吸蔵しておく。ここで、ＮＯｘ触媒２５が吸蔵可能なＮＯｘの量には限界があり、ＮＯｘ触媒２５に吸蔵されているＮＯｘの量がＮＯｘ触媒２５が吸蔵可能なＮＯｘの最大量を超えてしまうと、もはや、ＮＯｘ触媒２５はＮＯｘを吸蔵できなくなってしまう。

そこで、本実施形態では、まず、次式（１）に従って、ＮＯｘ触媒２５が吸蔵しているトータルのＮＯｘ量（以下「トータルＮＯｘ量」という）ＮＯＸｔｏｔａｌを算出する。
ＮＯＸｔｏｔａｌ＝ＮＯＸｈｉｇｈ＋ＮＯＸｌｏｗ …（１）
ここで、「ＮＯＸｈｉｇｈ」は、硝酸塩の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＮＯｘ（活性吸蔵ＮＯｘ）の量であり、「ＮＯＸｌｏｗ」は、ＮＯ_２の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＮＯｘ（非活性吸蔵ＮＯｘ）の量である。

そして、本発明の実施形態では、このトータルＮＯｘ量ＮＯＸｔｏｔａｌがＮＯｘ触媒２５が吸蔵可能なＮＯｘの最大量を超える前に、ＮＯｘ触媒２５に理論空燃比またはリッチの排気ガスを供給する。このように、ＮＯｘ触媒２５に理論空燃比またはリッチの排気ガスが供給され、このとき、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以上となっていれば、図５（Ａ）に示されているように、活性吸蔵ＮＯｘがＮＯｘ吸蔵剤から放出される。そして、こうして放出されたＮＯｘは、排気ガス中の未燃ＨＣやＣＯを還元剤として、還元浄化される。また、このとき、図５（Ｂ）に示されているように、非活性吸蔵ＮＯｘもＮＯｘ吸蔵剤から放出され、これも、排気ガス中の未燃ＨＣやＣＯを還元剤として、還元浄化される。

なお、本発明の実施形態では、上式（１）のＮＯＸｈｉｇｈは、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以上であるときに次式（２）に従って算出される値であり、上式（１）のＮＯＸｌｏｗは、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以下であるときに次式（３）に従って算出される値である。
ＮＯＸｈｉｇｈ＝ΔＮＯＸ×Ｋ１ …（２）
ＮＯＸｌｏｗ＝ΔＮＯＸ×Ｋ２ …（３）

ここで、「ΔＮＯＸ」は、単位時間当たり（あるいは、単位機関回転数当たり）に内燃機関から排出されるＮＯｘ量である。また、「Ｋ１」は、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以上であるときに内燃機関から排出されるＮＯｘのうちＮＯｘ吸蔵剤に硝酸塩の形で吸蔵されるＮＯｘの割合であり、図６に示されているように、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率Ｒが比較的小さい間は或る一定の大きい値Ｋ１ｈｉｇｈ（≒１．０）をとるが、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率Ｒが或る一定値αを超えると徐々に小さくなり、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率が１００％となると零になる値である。また、「Ｋ２」は、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以下であるときに内燃機関から排出されるＮＯｘのうちＮＯｘ吸蔵剤にＮＯ_２の形で吸蔵されるＮＯｘの割合であり、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率Ｒが比較的小さい間は或る一定の大きい値Ｋ２ｈｉｇｈ（＜１．０）をとるが、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率Ｒが或る一定値αを超えると徐々に小さくなり、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率Ｒが１００％となると零になる値である。

なお、Ｋ２は、Ｋ１よりも小さい値である。また、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率Ｒとは、ＮＯｘ吸蔵剤が最大限に吸蔵可能なＮＯｘ量を「ＮＯＸｍａｘ」とし、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているトータルのＮＯｘ量とＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているトータルのＳＯｘ量（この量の算出方法については、後に説明する）との和を「ＡＯＸ」としたときに、次式（４）によって表される値である。
Ｒ＝ＡＯＸ／ＮＯＸｍａｘ×１００ …（４）

また、非活性吸蔵ＮＯｘは、ＮＯｘ触媒２５に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときに、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以上となると、図７に示されているように、或る一定の割合（すなわち、或る一定の移行速度）でもって、活性吸蔵ＮＯｘに移行する。

ところで、上述したように、本実施形態では、ＮＯｘ触媒２５のＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＮＯｘの量がＮＯｘ吸蔵剤が吸蔵可能なＮＯｘの最大量（以下「最大ＮＯｘ吸蔵可能量」という）を超えてしまう前に、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＮＯｘをＮＯｘ吸蔵剤から除去するようにしている。ところが、ＮＯｘ吸蔵剤にＳＯｘが吸蔵されると、ＮＯｘ吸蔵剤の最大ＮＯｘ吸蔵可能量は、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＳＯｘの量の分だけ低下してしまう。したがって、ＮＯｘ吸蔵剤の最大ＮＯｘ吸蔵可能量をできるだけ高く維持するためには、適宜、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＳＯｘをＮＯｘ吸蔵剤から除去することが好ましい。

ここで、ＮＯｘ触媒２５の温度がその活性温度よりも高い温度となり且つＮＯｘ触媒２５に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチとなると、図８（Ａ）に示されているように、活性吸蔵ＳＯｘがＮＯｘ吸蔵剤から放出される。また、このとき、図８（Ｂ）に示されているように、非活性吸蔵ＳＯｘもＮＯｘ吸蔵剤から放出される。

そこで、本実施形態では、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＳＯｘの量が予め定められた量（以下「Ｓ再生判定値」という）を超えたときに、ＮＯｘ触媒２５の温度をＳＯｘが放出される温度（上述したように、この温度は、ＮＯｘ触媒２５の活性温度よりも高く、以下「ＳＯｘ放出温度」という）にまで上昇させると共に、ＮＯｘ触媒２５に理論空燃比またはリッチの排気ガスを供給する。これにより、ＮＯｘ吸蔵剤からＳＯｘを除去する。なお、上記Ｓ再生判定値は、ＮＯｘ吸蔵剤の最大ＮＯｘ吸蔵可能量が或る一定量以上に維持されるような値に設定される。

なお、上述したように、ＮＯｘ触媒２５に理論空燃比またはリッチの排気ガスを供給したときのＮＯｘ触媒２５の温度Ｔと、活性吸蔵ＳＯｘのうち除去されるＳＯｘの割合Ｒｈｉｇｈ、および、非活性吸蔵ＳＯｘのうち除去されるＳＯｘの割合Ｒｌｏｗとの関係を、図９に示した。図示されているように、非活性吸蔵ＳＯｘが除去され始まるＮＯｘ触媒２５の温度Ｔｌｏｗは、活性吸蔵ＳＯｘが除去され始まるＮＯｘ触媒２５の温度Ｔｈｉｇｈよりも低い。すなわち、非活性吸蔵ＳＯｘのほうが、活性吸蔵ＳＯｘよりも、除去されやすいと言える。

ところで、上述したように、ＮＯｘ触媒２５のＮＯｘ吸蔵剤には、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以下であるときにも、排気ガス中のＳＯ_２がＳＯ_２の形で、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵される。ＮＯｘ吸蔵剤の最大ＮＯｘ吸蔵可能量は、このようにＳＯ_２の形で吸蔵されているＳＯｘ（非活性吸蔵ＳＯｘ）によっても低下せしめられてしまう。したがって、ＮＯｘ吸蔵剤からＳＯｘを除去するか否かを判定するために用いられるＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＳＯｘの量（以下「トータルＳＯｘ量」という）には、ＳＯ_２の形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＳＯｘをも含めるべきである。

そこで、本実施形態では、以下のようにして、トータルＳＯｘ量を算出する。まず、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以上である場合、ＮＯｘ吸蔵剤には、内燃機関から排出されるＳＯｘの量に応じた量のＳＯｘが硫酸塩の形で吸蔵される。したがって、単位時間当たり（あるいは、単位機関回転数当たり）に内燃機関から排出されるＳＯｘ量をΔＳＯＸとすると、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以上であるときに単位時間当たり（単位機関回転数当たり）にＮＯｘ吸蔵剤に硫酸塩の形で吸蔵されるＳＯｘ量ΔＳＯＸｈｉｇｈは、次式（５）に従って算出可能である。
ΔＳＯＸｈｉｇｈ＝ΔＳＯＸ×Ｋ３ …（５）

ここで、「Ｋ３」は、内燃機関から排出されるＳＯｘのうちＮＯｘ吸蔵剤に硫酸塩の形で吸蔵されるＳＯｘの割合であり、図１０に示されているように、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率Ｒが比較的小さい間は或る一定の大きい値Ｋ３ｈｉｇｈ（＜１．０）をとるが、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率が或る一定値βを超えると徐々に小さくなり、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率が１００％になると零になる値である。

そして、ＮＯｘ吸蔵剤に硫酸塩の形で吸蔵されているトータルのＳＯｘ量ＳＯＸｈｉｇｈは、次式（６）に従って算出可能である。
ＳＯＸｈｉｇｈ＝ΣΔＳＯＸｈｉｇｈ＝Σ（ΔＳＯＸ×Ｋ３） …（６）

一方、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以下である場合、ＮＯｘ吸蔵剤には、内燃機関から排出されるＳＯｘの量に応じた量のＳＯｘがＳＯ_２の形で吸蔵される。したがって、単位時間当たり（あるいは、単位機関回転数当たり）ＮＯｘ吸蔵剤にＳＯ_２の形で吸蔵されるＳＯｘ量ΔＳＯＸｌｏｗは、次式（７）に従って算出可能である。
ΔＳＯＸｌｏｗ＝ΔＳＯＸ×Ｋ４ …（７）

ここで、「Ｋ４」は、内燃機関から排出されるＳＯｘのうちＮＯｘ吸蔵剤にＳＯ_２の形で吸蔵されるＳＯｘの割合であり、図１０に示されているように、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率Ｒが比較的小さい間は或る一定の大きい値Ｋ４ｈｉｇｈ（≒１．０）をとるが、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率が或る一定値βを超えると徐々に小さくなり、ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率が１００％になると零になる値である。

そして、ＮＯｘ吸蔵剤にＳＯ_２の形で吸蔵されているトータルのＳＯｘ量Ｓｌｏｗは、次式（８）に従って算出可能である。
ＳＯＸｌｏｗ＝ΣΔＳＯＸｌｏｗ＝Σ（ΔＳＯＸ×Ｋ４） …（８）

そして、本発明の第１実施形態では、ＮＯｘ触媒２５のＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているトータルのＳＯｘ量（トータルＳＯｘ量）ＳＯＸｔｏｔａｌは、次式（９）に従って算出される。
ＳＯＸｔｏｔａｌ＝ＳＯＸｈｉｇｈ＋ＳＯＸｌｏｗ …（９）
すなわち、第１実施形態では、硫酸塩の形で吸蔵されているＳＯｘ（活性吸蔵ＳＯｘ）の量ＳＯＸｈｉｇｈとＳＯ_２の形で吸蔵されているＳＯｘ（非活性吸蔵ＳＯｘ）の量ＳＯＸｌｏｗとの和が、トータルＳＯｘ量として用いられるのである。

なお、上述した実施形態では、「Ｋ３」および「Ｋ４」を用いているが、場合によっては、これらを用いなくてもよい。すなわち、場合によっては、Ｋ３＝１．０、Ｋ４＝１．０としてもよい。

ところで、排気ガス中に含まれているＮＯｘは、ほとんどがＮＯであって、ＮＯ_２は比較的少ない。したがって、排気ガス中のＮＯｘを十分にＮＯｘ触媒２５のＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵させるためには、ＮＯｘ触媒２５の温度を活性温度以上に維持しておくことが好ましい。言い換えれば、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以下であると、ＮＯｘ触媒２５のＮＯｘ吸蔵剤には、排気ガス中のＮＯ_２しか吸蔵されず、ＮＯｘのほとんどを占めるＮＯはＮＯｘ触媒２５下流へと流出してしまうことになる。そこで、本発明の実施形態では、ＮＯｘ触媒２５の温度をできるだけ活性温度以上に維持するようにしている。

一方、非活性吸蔵ＳＯｘは、ＮＯｘ触媒２５に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときに、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以上になると、図１１に示されているように、或る一定の割合（すなわち、或る一定の移行速度）でもって、活性吸蔵ＳＯｘに移行する。したがって、ＮＯｘ触媒２５の温度をできるだけ活性温度以上に維持している場合、非活性吸蔵ＳＯｘの一部は、活性吸蔵ＳＯｘに移行している。そして、上述したように、非活性吸蔵ＳＯｘのほうが、活性吸蔵ＳＯｘよりも、ＮＯｘ吸蔵剤から除去されやすい。言い換えれば、上述したようにして算出されるトータルＳＯｘ量が同じであっても、活性吸蔵ＳＯｘが多いほど、早いタイミングでＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＳＯｘをＮＯｘ吸蔵剤から除去すべきである。

そこで、以下のようにして、トータルＳＯｘ量を算出するようにしてもよい。まず、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以上となったときに、非活性吸蔵ＳＯｘのうち活性吸蔵ＳＯｘに移行したＳＯｘの量ＳＯＸｈｉｇｈａは、次式（１０）に従って算出可能である。
ＳＯＸｈｉｇｈａ＝ＳＯＸｌｏｗ×Ｋ５ …（１０）
ここで、「ＳＯＸｌｏｗ」は、上式（１０）の実行時における非活性吸蔵ＳＯｘの量であって、上式（７）に従って算出される値である。また、「Ｋ５」は、ＮＯｘ吸蔵剤が活性状態にあるときに、非活性吸蔵ＳＯｘのうち活性吸蔵ＳＯｘに移行するＳＯｘの割合であって、１．０以下の値である。なお、ＳＯＸｈｉｇｈａは、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度よりも高くなるほど大きくなる。

また、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度以上となっても非活性吸蔵ＳＯｘとしてＮＯｘ吸蔵剤に残っている非活性吸蔵ＳＯｘの量ＳＯＸｌｏｗｒは、次式（１１）に従って算出できる。
ＳＯＸｌｏｗｒ＝ＳＯＸｌｏｗ−ＳＯＸｌｏｗ×Ｋ５ …（１１）
ここで、「ＳＯＸｌｏｗ」は、上式（１１）の実行時における非活性吸蔵ＳＯｘの量であって、上式（７）に従って算出される値であり、「Ｋ５」は、上述したように、ＮＯｘ吸蔵剤が活性状態にあるときに非活性吸蔵ＳＯｘのうち活性吸蔵ＳＯｘに移行するＳＯｘの割合である。

そして、次式（１２）に従って、トータルＳＯｘ量ＳＯＸｔｏｔａｌが算出される。
ＳＯＸｔｏｔａｌ＝（ＳＯＸｈｉｇｈ＋ＳＯＸｈｉｇｈａ）×Ｋ６＋ＳＯＸｌｏｗｒ×Ｋ７ …（１２）
ここで、「Ｋ６」は、活性吸蔵ＳＯｘの量に対する重み係数であって、１．０よりも大きい値であり、「Ｋ７」は、非活性吸蔵ＳＯｘの量に対する重み係数であって、１．０よりも小さい値である。

上式（１２）によれば、活性吸蔵ＳＯｘ量は、実際の量よりも多めに評価されることになる。これに対し、非活性吸蔵ＳＯｘ量は、実際の量よりも少なめに評価されることになる。すなわち、上述した実施形態によれば、活性吸蔵ＳＯｘ量が多いほど、より早い段階で、ＮＯｘ吸蔵剤からＳＯｘを除去するために、ＮＯｘ触媒２５の温度がＳ放出温度とされると共にＮＯｘ触媒２５に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチとされることになる。

また、上式（１２）を利用する以外にも、活性吸蔵ＳＯｘ量や非活性吸蔵ＳＯｘ量に応じて、ＮＯｘ吸蔵剤からＳＯｘを除去する処理（以下「ＳＯｘ除去処理」という）の実行期間や、このＳＯｘ除去処理におけるＮＯｘ触媒２５の目標温度や、このＳＯｘ除去処理においてＮＯｘ触媒２５に供給する排気ガスのリッチ度合などを設定するようにしてもよい。

例えば、非活性吸蔵ＳＯｘのほうが、活性吸蔵ＳＯｘよりも、ＮＯｘ吸蔵剤から除去されやすいのであるから、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＳＯｘのうち、非活性吸蔵ＳＯｘの割合が高いほど、ＳＯｘ除去処理の実行期間を短く設定したり、ＳＯｘ除去処理におけるＮＯｘ触媒２５の目標温度を低く設定したり、ＳＯｘ除去処理においてＮＯｘ触媒２５に供給する排気ガスのリッチ度合を小さく設定したりするようにしてもよい。

ところで、上述した実施形態では、機関運転中、ＮＯｘ触媒２５を活性状態に維持するようにしている。しかしながら、機関運転中、積極的にＮＯｘ触媒２５を非活性状態で利用するようにしてもよい。すなわち、ＮＯｘ触媒２５よりも上流の排気通路内に、ＮＯｘ触媒２５が非活性状態であっても（すなわち、ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度よりも低くても）活性状態となっている酸化触媒を配置した場合、排気ガス中のＮＯはこの酸化触媒を通過するときにＮＯ_２に酸化せしめられる。このようにＮＯｘ触媒２５に排気ガスが流入する前に、排気ガス中のＮＯがＮＯ_２に酸化せしめられていれば、ＮＯｘ触媒２５が非活性状態にあっても、排気ガス中のＮＯ_２は、ＮＯ_２の形でＮＯｘ触媒２５のＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵される。したがって、この場合には、機関運転中、積極的にＮＯｘ触媒２５を非活性状態で利用したとしても（すなわち、ＮＯｘ触媒２５の温度を積極的に活性温度以上にまで上昇させなくても）、ＮＯｘ触媒２５のＮＯｘ吸蔵剤にて、排気ガス中のほとんどのＮＯｘ（この場合、ＮＯｘのほとんどをＮＯ_２が占めている）を吸蔵させることができる。

図１２は、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているトータルのＮＯｘ量（トータルＮＯｘ量）を算出するためのルーチンの一例を示している。図１２のルーチンでは、始めに、ステップ１０において、ＮＯｘ触媒２５に流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆｅｘが理論空燃比Ａ／Ｆｓｔよりもリーンである（Ａ／Ｆｅｘ＞Ａ／Ｆｓｔ）か否かが判別される。ここで、Ａ／Ｆｅｘ＞Ａ／Ｆｓｔであると、ルーチンはステップ１１に進む。一方、Ａ／Ｆｅｘ≦Ａ／Ｆｓｔであると、ルーチンは終了する。

ステップ１１では、ＮＯｘ触媒２５の温度Ｔｃがその活性温度Ｔｃａ以上である（Ｔｃ≧Ｔｃａ）か否かが判別される。ここで、Ｔｃ≧Ｔｃａであると、ルーチンはステップ１２に進む。一方、Ｔｃ＜Ｔｃａであると、ルーチンはステップ１４に進む。

ステップ１２では、前回ステップ１２が実行されたときに硝酸塩の形で吸蔵されているＮＯｘ量として算出された値ＮＯＸｈｉｇｈ_n-1に、今回のルーチンにおいて内燃機関から排出されたＮＯｘ量ΔＮＯＸ_ｎのうち新たにＮＯｘ吸蔵剤に硝酸塩の形で吸蔵されたＮＯｘ量Ｋ１×ΔＮＯＸ_ｎが加算され、今回のルーチンにおいて硝酸塩の形で吸蔵されているトータルのＮＯｘ量ＮＯＸｈｉｇｈ_ｎが算出される。

一方、ステップ１４では、前回ステップ１４が実行されたときにＮＯ_２の形で吸蔵されているＮＯｘ量として算出された値ＮＯＸｌｏｗ_n-1に、今回のルーチンにおいて内燃機関から排出されたＮＯｘ量ΔＮＯＸ_ｎのうち新たにＮＯｘ吸蔵剤にＮＯ_２の形で吸蔵されたＮＯｘ量Ｋ２×ΔＮＯＸ_ｎが加算され、今回のルーチンにおいてＮＯ_２の形で吸蔵されているトータルのＮＯｘ量ＮＯＸｌｏｗ_ｎが算出される。

ステップ１３では、ステップ１２で算出されたＮＯｘ量ＮＯＸｈｉｇｈ_ｎと、ステップ１４で算出されたＮＯｘ量ＮＯＸｌｏｗ_ｎとの和が、今回のルーチンにおいてＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているトータルのＮＯｘ量ＮＯＸｔｏｔａｌ_ｎとされる。

図１３は、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているトータルのＳＯｘ量（トータルＳＯｘ量）を算出するためのルーチンの一例を示している。図１３のルーチンでは、始めに、ステップ２０において、ＮＯｘ触媒２５に流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆｅｘが理論空燃比Ａ／Ｆｓｔよりもリーンである（Ａ／Ｆｅｘ＞Ａ／Ｆｓｔ）か否かが判別される。ここで、Ａ／Ｆｅｘ＞Ａ／Ｆｓｔであると、ルーチンはステップ２１に進む。一方、Ａ／Ｆｅｘ≦Ａ／Ｆｓｔであると、ルーチンは終了する。

ステップ２１では、ＮＯｘ触媒２５の温度Ｔｃがその活性温度Ｔｃａ以上である（Ｔｃ≧Ｔｃａ）か否かが判別される。ここで、Ｔｃ≧Ｔｃａであると、ルーチンはステップ２２に進む。一方、Ｔｃ＜Ｔｃａであると、ルーチンはステップ２４に進む。

ステップ２２では、前回ステップ２２が実行されたときに硫酸塩の形で吸蔵されているＳＯｘ量として算出された値ＳＯＸｈｉｇｈ_n-1に、今回のルーチンにおいて内燃機関から排出されたＳＯＸ量ΔＳＯＸ_ｎのうち新たにＮＯｘ吸蔵剤に硫酸塩の形で吸蔵されたＳＯｘ量Ｋ３×ΔＳＯＸ_ｎが加算され、今回のルーチンにおいて硫酸塩の形で吸蔵されているトータルのＳＯｘ量ＳＯＸｈｉｇｈ_ｎが算出される。

一方、ステップ２４では、前回ステップ２４が実行されたときにＳＯ_２の形で吸蔵されているＳＯｘ量として算出された値ＳＯＸｌｏｗ_n-1に、今回のルーチンにおいて内燃機関から排出されたＳＯｘ量ΔＳＯＸ_ｎのうち新たにＮＯｘ吸蔵剤にＳＯ_２の形で吸蔵されたＳＯｘ量Ｋ４×ΔＳＯＸ_ｎが加算され、今回のルーチンにおいてＳＯ_２の形で吸蔵されているトータルのＳＯｘ量ＳＯＸｌｏｗ_ｎが算出される。

ステップ２３では、ステップ２２で算出されたＳＯｘ量ＳＯＸｈｉｇｈ_ｎと、ステップ２４で算出されたＳＯｘ量ＳＯＸｌｏｗ_ｎとの和が、今回のルーチンにおいてＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているトータルのＳＯｘ量ＳＯＸｔｏｔａｌ_ｎとされる。

なお、本発明は、排気浄化装置が、ＮＯｘ触媒２５の代わりに、図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）に示したようなＮＯｘ吸蔵剤を担持したＮＯｘ触媒を備えたパティキュレートフィルタ６２を具備する場合にも適用可能である。図示したパティキュレートフィルタ６２は、主に、排気ガス中のパティキュレートを捕集し、捕集されたパティキュレートをＮＯｘ触媒による酸化能によって酸化除去するものである。

パティキュレートフィルタ６２の構成を簡単に説明すると、このパティキュレートフィルタ６２では、隣接する２つのセル６３，６４のうち一方のセル６３がその一方の端部で栓６５によって塞がれており、他方のセル６４がその他方の端部で栓６６によって塞がれている。したがって、図１４において左側からパティキュレートフィルタ６２に排気ガスが流入した場合、排気ガスは矢印に示したように流れる。このとき、一方のセル６３内に流入した排気ガスは、隔壁６１を通って隣接する他方のセル６４に流入する。

本発明の排気浄化装置を備えた内燃機関の全体図である。 （Ａ）はＮＯｘ触媒の端面図であり、（Ｂ）はＮＯｘ触媒の縦断面図である。 （Ａ）はＮＯｘが硝酸塩の形で吸蔵される様子を示し、（Ｂ）はＮＯｘがＮＯ_２または亜硝酸塩または亜硝酸イオンの形で吸蔵される様子を示す図である。 （Ａ）はＳＯｘが硫酸塩の形で吸蔵される様子を示し、（Ｂ）はＳＯｘがＳＯ_２または亜硫酸塩または亜硫酸イオンの形で吸蔵される様子を示す図である。 （Ａ）は活性吸蔵ＮＯｘが未燃ＨＣ、ＣＯによって還元浄化される様子を示し、（Ｂ）は非活性吸蔵ＮＯｘが未燃ＨＣ、ＣＯによって還元浄化される様子を示す図である。 ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率Ｒと、活性吸蔵ＮＯｘの割合Ｋ１と、非活性吸蔵ＮＯｘの割合Ｋ２との関係を示す図である。 非活性吸蔵ＮＯｘが活性吸蔵ＮＯｘに移行する様子を示す図である。 （Ａ）は活性吸蔵ＳＯｘが放出される様子を示し、（Ｂ）は非活性吸蔵ＳＯｘが放出される様子を示す図である。 ＮＯｘ触媒の温度Ｔと、非活性吸蔵ＳＯｘのうち除去されるＳＯｘの割合Ｒｌｏｗ、および、活性吸蔵ＳＯｘのうち除去されるＳＯｘの割合Ｒｈｉｇｈとの関係を示す図である。 ＮＯｘ吸蔵剤の飽和率Ｒと、活性吸蔵ＳＯｘの割合Ｋ３と、非活性吸蔵ＳＯｘの割合Ｋ４との関係を示す図である。 非活性吸蔵ＳＯｘが活性吸蔵ＳＯｘに移行する様子を示す図である。 トータルＮＯｘ量を算出するルーチンの一例を示す図である。 トータルＳＯｘ量を算出するルーチンの一例を示す図である。 （Ａ）はパティキュレートフィルタの端面図であり、（Ｂ）はパティキュレートフィルタの縦断面図である。

符号の説明

１…機関本体
５…燃焼室
９…排気弁
１０…排気ポート
２２…排気マニホルド
２５…ＮＯｘ触媒

Claims (6)

1. 流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときにＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ触媒を機関排気通路に具備する内燃機関の排気浄化装置において、上記ＮＯｘ触媒が該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって該ＮＯｘ触媒が活性状態にあると排気ガス中のＳＯｘを第１の形で吸蔵すると共に、該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって該ＮＯｘ触媒が非活性状態にあると排気ガス中のＳＯｘを第２の形で吸蔵し、該ＮＯｘ触媒に吸蔵されているトータルのＳＯｘの量として、第１の形で吸蔵されているＳＯｘの量と第２の形で吸蔵されているＳＯｘの量との和を用いることを特徴とする排気浄化装置。
2. 上記ＮＯｘ触媒は該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって該ＮＯｘ触媒が活性状態にあるときには排気ガス中のＳＯｘを硫酸塩の形で吸蔵すると共に、該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって該ＮＯｘ触媒が非活性状態にあるときには排気ガス中のＳＯｘをＳＯ_２または亜硫酸イオンまたは亜硫酸塩の形で吸蔵することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 上記ＮＯｘ触媒は該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって該ＮＯｘ触媒が活性状態にあるときには排気ガス中のＳＯｘを該ＮＯｘ触媒の内部に吸蔵すると共に、該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであって該ＮＯｘ触媒が非活性状態にあるときには排気ガス中のＳＯｘを主に該ＮＯｘ触媒の表面に吸蔵することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
4. 上記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているトータルのＳＯｘの量が予め定められた量を超えたときに、該ＮＯｘ触媒の温度を予め定められた温度以上とし且つ該ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチとすることによって該ＮＯｘ触媒からＳＯｘを除去するＳＯｘ除去処理を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
5. 上記ＳＯｘ除去処理の実行期間と、上記ＳＯｘ除去処理における上記予め定められた温度と、上記ＳＯｘ除去処理における上記ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの空燃比との少なくとも１つを、第１の形で吸蔵されたＳＯｘの量と、第２の形で吸蔵されたＳＯｘの量とに応じて制御することを特徴とする請求項４に記載の排気浄化装置。
6. 上記ＮＯｘ触媒が非活性状態から活性状態に移行すると、第２の形で吸蔵されているＳＯｘが第１の形で吸蔵されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の排気浄化装置。

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