JP2018119463A - 内燃機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ところで、パティキュレートフィルタに捕集された煤を除去するためのパティキュレートフィルタ再生処理が行われると、煤は燃焼して除去されるが、アッシュは燃焼して除去されることなくパティキュレートフィルタ上に残存する。この場合、酸化触媒を担持したパティキュレートフィルタでは、この残存アッシュが、パティキュレートフィルタ上の酸化触媒を覆い、その結果、酸化触媒による煤の酸化作用が阻害されることになる。従って、パティキュレートフィルタに捕集されたアッシュは除去する必要がある。
一方、パティキュレートフィルタの上流にSOx吸放出触媒を配置し、パティキュレートフィルタに捕集されたアッシュを除去するときには、SOx吸放出触媒の温度を上昇させてSOx吸放出触媒からSOxを放出させ、アッシュの量に比例した量のSOxをパティキュレートフィルタに供給するようにした排気浄化装置が公知である(特許文献1)。この排気浄化装置では、パティキュレートフィルタには酸化触媒が担持されておらず、パティキュレートフィルタ上には、酸強度がSO3よりも大きくSO4よりも小さい固体酸がコーティングされており、この固体酸によりアッシュがサブミクロンのオーダーからナノミクロンのオーダーまで細粒径化されて大気中に排出される。
燃焼室において生成されたアッシュは、排気ガス流に乗って、酸化触媒2内を通ってSOx吸蔵還元型触媒31に到達する。これら酸化触媒2およびSOx吸蔵還元型触媒31は、微粒子を捕集する機能をほとんど有さないため、大半のアッシュは酸化触媒2およびSOx吸蔵還元型触媒31に捕集されることなく、酸化触媒2およびSOx吸蔵還元型触媒31をすり抜ける。
一方、上記の各条件に従ってパティキュレートフィルタ4を加熱した後、隔壁41からアッシュを剥すのに必要な荷重を測定し、この測定荷重をアッシュの固着力とした。
このようにして測定された、条件Aにおけるアッシュの固着力を1とするとき、条件Bにおけるアッシュの固着力は4.7であり、条件Cにおけるアッシュの固着力は10.4であった。このように、パティキュレートフィルタ4の温度が高くなるほど、またはパティキュレートフィルタ4の加熱時間が長くなるほど、アッシュの固着力が高まることがわかる。
即ち、アッシュの主成分は、炭酸カルシウム(CaCO3)または、硫酸カルシウム(CaSO4)であり、アッシュに硫酸または亜硫酸が作用すると、図3B〜Dに示されるアッシュA’の一部が融解される。その結果、アッシュA’の粒径が小さくなるため、アッシュA’が隔壁表面から外れ、その結果、図3B〜Dに示されるアッシュAと隔壁表面との間の固着力が失われる。アッシュに対して、硫酸または亜硫酸を作用させると、このようにしてアッシュが隔壁41から剥離されるものと考えられる。
この場合、アッシュの隔壁41に対する固着力が高まるほど、パティキュレートフィルタ4に供給される硫酸または亜硫酸の濃度を高くすると、アッシュをより効率よく融解できることが判明している。
そこで、本発明による一実施例では、パティキュレートフィルタ4に対してSOxを供給するために、パティキュレートフィルタ4の排気ガス流通方向上流側には、SOxを吸収及び放出するためのSOx吸蔵還元型触媒31が配置されている。このSOx吸蔵還元型触媒31は、排気ガス中のSOxを吸収可能であり、SOxを放出するためのSOx放出処理を行うことによって、排気ガス中にSOxを放出可能である。
図5は隔壁の表面に形成されたコート層を図解的に表している。図5に示されるように、例えばアルミナ(Al2O3)からなる触媒担体311上には、貴金属触媒312及び、SOxを吸着するためのSOx吸収剤33が担持されている。
この貴金属触媒312は、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)のうち、少なくとも一つから選ばれる。一方、SOx吸収剤313は、貴金属触媒312によって酸化されたSOxを硫酸イオンの形で吸収する機能を有する。このSOx吸収剤313としてはアルカリ金属、または、アルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種の金属を用いることができ、図5に示される例では、SOx吸収剤33としてバリウム(Ba)が用いられている。
なお、図8の四角形で示される場合と同様に、図4における条件Cでもって加熱されたパティキュレートフィルタを用い、ガス中にH2Oが含まれないようにして、図7に示される条件3についての上述の確認試験方法と同様な方法でもってSOx吸蔵還元型触媒からSOxを放出させたときのアッシュの厚み低減量を、図8に三角形で示している。
図8における三角形から、排気ガス中に水分が存在していない状態においては、アッシュをパティキュレートフィルタから剥離させることができないことがわかる。その理由は、排気ガス中に水分が存在しないと、亜硫酸または硫酸が生成されず、従って、アッシュを融解することができなかったためであると考えられる。
ところで、SOx吸蔵還元型触媒31からSOxを放出させるには、SOx吸蔵還元型触媒31の温度をSOx放出温度まで上昇させる必要がある。そこで、本発明による実施例では、SOx放出処理が開始されると、SOx吸蔵還元型触媒31を加熱するために、燃料添加弁5から排気管内に燃料が供給される。燃料添加弁5から燃料が供給されると、この燃料は酸化触媒2およびSOx吸蔵還元型触媒31上において酸化され、このときの酸化反応熱によってSOx吸蔵還元型触媒31が加熱される。
この第1の実施例は、SOx吸蔵還元型触媒31からSOxを放出すべく排気ガスの空燃比がリッチにされるときに、図9に示されるように、リッチの度合いが予め定められた一定値とされる場合を示している。この場合には、SOx吸蔵還元型触媒31からSOxを放出すべく排気ガスの空燃比がリッチにされたときには、SOx吸蔵還元型触媒31に吸蔵されているSOx吸蔵量が多いほど、SOx吸蔵還元型触媒31から放出されるSOxの濃度が高くなる。従って、本発明の第1の実施例では、アッシュの固着力が強いほど、SOx吸蔵還元型触媒31に吸蔵されているSOx吸蔵量が多くなったときに、SOx吸蔵還元型触媒31からのSOxの放出作用が行われる。具体的に言うと、本発明の第1の実施例では、SOx吸蔵還元型触媒31に吸蔵されているSOx吸蔵量が目標SOx吸蔵量に達したときに、SOx吸蔵還元型触媒31からのSOxの放出作用が行われ、この目標SOx吸蔵量が、アッシュの固着力が強くなるほど大きくされる。図10Aは、第1の実施例におけるSOx吸蔵量の変化のタイミングチャートを示している。
次に、図10Aを参照しながら、SOx吸蔵還元型触媒31のSOx吸蔵量の変化について説明する。なお、図10Aにおいて、実線はSOx吸蔵量の変化を示しており、破線は目標SOx吸蔵量の変化を示している。
図10Aは、時刻t0において、SOx吸蔵還元型触媒31からのSOx放出作用が行われ、次いで時刻t1において、再度、SOx放出作用が行われ、次いで時刻t2において、再度、SOx放出作用が行われた場合を示している。なお、燃料中には一定の割合で硫黄が含まれている。従って、機関から排出されるSOx量は、燃料消費量から算出でき、従って、SOx吸蔵還元型触媒31に吸蔵されるSOx吸蔵量も燃料消費量から算出できる。図10Aに示されるSOx吸蔵量は、この算出されたSOx吸蔵量を示している。SOx吸蔵量は、図10Aに示されるように、SOx放出作用が行われると零となる。一方、SOx放出作用が完了すると、時間経過に伴いSOx吸蔵還元型触媒31にはSOxが吸蔵されるので、SOx吸蔵量は徐々に増大する。
目標SOx吸蔵量=SOx吸蔵量の初期値Sr0+l・時間積分値Q(lは定数)
なお、図10Aおいて図10Bにおいて、時刻t1からt2の間は、時刻t0からt1の間に比べて、パティキュレートフィルタ4の温度が高い場合を示しており、従って、時刻t1からt2までの間のパティキュレートフィルタ4の温度の時間積分値Qの増加割合は、時刻t0からt1までの間におけるパティキュレートフィルタ4の温度の時間積分値の増加割合よりも大きくなっている。その結果、時刻t1における目標SOx吸蔵量よりも、時刻t2における目標SOx吸蔵量の方が大きくなる。なお、上述したように、SOx吸蔵量が目標SOx吸蔵量に達すると、SOx吸蔵還元型触媒31からのSOxの放出作用が行われ、このとき、時間積分値Qは零とされる。
この第1の実施例では、目標SOx吸蔵量を大きくすることにより、短時間で大量のSOxを放出させることができ、その結果、パティキュレートフィルタ4に供給されるSOxの濃度を高めることができる。
図11Aを参照すると、図10Aに示される場合と同様に、時刻t0において、SOx吸蔵還元型触媒31からのSOx放出作用が行われ、次いで時刻t1において、再度、SOx放出作用が行われ、次いで時刻t2において、再度、SOx放出作用が行われた場合を示している。なお、図11Aに示されるSOx吸蔵量も、図10Aと同様に、算出されたSOx吸蔵量を示している。また、SOx吸蔵量は、SOx放出作用が行われると零となり、SOx放出作用が完了すると、時間経過に伴いSOx吸蔵還元型触媒31にはSOxが吸蔵されるので、SOx吸蔵量は徐々に増大する。
一方、図12Aは、SOx吸蔵還元型触媒31からのSOxの放出作用が行われるときの排気ガスの空燃比の変化を示しており、図12Bは、このときSOx吸蔵還元型触媒31から放出されるSOxの濃度の変化を示している。また、図12Aおよび図12Bにおいて実線は、図11Bの時刻t1におけるようにSOx吸蔵還元型触媒31からのSOxの放出作用が行われるときの時間積分値Qが小さい場合を示しており、図12Aおよび図12Bにおいて破線は、図11Bの時刻t2におけるようにSOx吸蔵還元型触媒31からのSOxの放出作用が行われるときの時間積分値Qが大きい場合を示している。図12Aおよび図12Bからわかるように、この第2の実施例では、SOx吸蔵還元型触媒31からのSOxの放出作用が行われるときの時間積分値Qが大きいほど、排気ガスの空燃比のリッチの度合いが高くされる。それにより、時間積分値Qが大きいほど、SOx吸蔵還元型触媒31から放出されるSOxの放出濃度が高くなり、その結果、パティキュレートフィルタ4から効率よくアッシュを剥離できることになる。
従って、第3の実施例では、フィルタ再生処理の回数が算出され、フィルタ再生処理の回数が大きいほど、SOx吸蔵還元型触媒31からのSOxの放出作用が行われるときのSOxの濃度が高くされる。この場合、第1の実施例のように、目標SOx吸蔵量を増大させることによって、SOxの放出作用が行われるときのSOxの濃度を高くすることもできるし、第2の実施例のように、SOx放出処理時の空燃比のリッチの度合いを大きくすることによっても、SOxの放出作用が行われるときのSOxの濃度を高くすることができる。
なお、一般にフィルタ再生処理の頻度はSOx放出処理の頻度よりも高く、例えば、フィルタ再生処理の頻度は車両が200〜400km走行するたびに1回行われるのに対し、SOx放出処理は車両が1000〜1500km走行するたびに1回行われる。
酸素吸放出触媒8は、排気ガスの空燃比がリッチのときは酸素を放出し、排気ガスの空燃比がリーンのときは酸素を吸収する性質を有する。酸素吸放出触媒8は、SOx吸蔵還元型触媒と同様に、円筒の内部を隔てる隔壁の表面にコート層が形成されている。このコート層には、酸素を吸収、放出する酸素吸放出剤として、セリア(CeO2)が含まれる。
次に、SOx放出処理が行われているときの、酸素吸放出触媒8の作用について説明する。上述のとおり、SOx放出処理が行われているときは、排気ガスの空燃比がリッチとリーンとで繰り返される。この場合、排気ガスの空燃比がリッチのときには、SOx吸蔵還元型触媒31からSO2が放出される。次いで、排気ガスの空燃比がリーンなると、SOx吸蔵還元型触媒31から放出されたSO2の一部が酸化されて、SO3になる。次いで、排気ガスの空燃比が再びリッチになると、一部のSO3は還元されてSO2に戻る。
このような場合、SOx吸蔵還元型触媒31の下流に酸素吸放出触媒8が配置されていると、酸素吸放出触媒8は、排気ガスの空燃比がリーンの間に吸着した酸素を、リッチの間に放出する。このため、排気ガスの空燃比がリッチになっても、暫くの間、SOx吸蔵還元型触媒31の排気下流における空燃比はリーンに維持される。従って、SOx吸蔵還元型触媒31の排気下流においては、SO3がSO2に還元される期間が短くなり、その結果、排気中のSO3濃度を高められる。
このように、排気中のSO3濃度が高められると、SO3とH2Oから生成される硫酸の濃度が高められる。このように硫酸濃度が高められると、SO2とH2Oから生成される亜硫酸に比べて硫酸の反応性は高いため、アッシュの融解を効率的に行うことができ、パティキュレートフィルタ4から効率的にアッシュを剥離することができる。
その結果、排気ガス中のSO2またはSO3は、供給されたH2Oと反応することにより、それぞれ亜硫酸または硫酸になる。このように生成された亜硫酸又は硫酸はアッシュを効率よく融解でき、パティキュレートフィルタからアッシュを剥離することができる。
図14は、第5の実施例を実行するための内燃機関の排気ガス浄化装置の概略図である。第2の実施例における排気ガス浄化装置との違いは、排気ガスを加熱するために燃料添加弁5の代わりにヒーター10を用いた点、およびSOxを吸着、放出するために、SOx吸蔵還元型触媒31の代わりにSOx吸着触媒32を用いた点である。ここで、SOxの吸収作用と吸着作用とを総称してSOxの吸蔵作用と称する。また、このようなSOxの吸蔵作用を有する触媒を総称して、SOx吸放出触媒3と呼ぶ。換言すると、SOx吸放出触媒3は、SOx吸蔵還元型触媒31およびSOx吸着触媒32のいずれも含む。
セリアは、セリアの表面に排気ガス中のSO2が吸着すると、SO2を化学結合力によりセリアの表面に保持しておくことができる。このような吸着によるSO2の保持は、前述した吸収によるSO2の保持に比べるとSO2を保持する力が弱い。
このため、排気ガスがリーンであったとしても、排気ガスの温度が高くなると、SO2の熱運動がセリアによるSO2の保持力を上回り、その結果、SO2が排気ガスに放出される。
即ち、SOx吸着触媒32は、低温においてはSOxを吸着し、高温においてはSOxを放出する機能を有する。
排気ガスの空燃比がリーンのとき、すなわち排気ガス中の酸素含有量が多いときは、排気ガス中に放出されたSO2が更に酸化されて、SO3が形成されやすくなる。その結果、硫酸が生成されやすくなり、従って、パティキュレートフィルタ4に供給される硫酸の量が増加する。従って、効率的にアッシュをパティキュレートフィルタ4から剥離することができる。なお、第5の実施例においては、第4の実施例のようにH2O供給弁9を設けてもよい。このようにすることで、アッシュに対する反応性が高い、硫酸の生成を促進でき、より効率よくアッシュを剥離することができる。
このようにリーン雰囲気のままSOxが放出されることにより、SO2が酸化されやすくなり、排気ガス中のSO3濃度が増大する。その結果SO3濃度が高まり、硫酸の濃度が増大するので、効率的にアッシュを剥離することができる。
この排気ガス浄化装置では、フィルタ温度の時間積分値が大きいほど、またはフィルタの再生回数が多いほど、すなわちアッシュが強固に固着されているほど、パティキュレートフィルタ4へ供給されるSOxの濃度が増大される。それにより、強固に固着されたアッシュであっても確実にパティキュレートフィルタ4から剥離することができる。
従って、前回のSOx放出処理が行われたときから今回のSOx放出処理が行われるまでの車両の走行距離が増大するほど、SOx吸放出触媒3から放出されるSOxの濃度を増大させることもできる。
このように、車両の走行距離が増大する、すなわち、パティキュレートフィルタ4の加熱回数が増大し、パティキュレートフィルタ4へのアッシュの固着力が増大するほど、SOx吸蔵還元型触媒31から放出されるSOxの濃度を増大させることもできる。その結果、効率よくアッシュをパティキュレートフィルタ4から剥離できる。
第1のルーチンによって、SOxを放出させると判別された場合には、図16に示される第2のルーチンによって、SOxを放出するためのSOx放出処理が行われる。第2のルーチンでは、パティキュレートフィルタ4の温度に基づいて、燃料噴射及び燃料添加弁5による燃料の添加が制御される。
なお、第1の実施例においては、第1のルーチンによってSOxを放出させるか否かを判別するための目標SOx吸蔵量Sが、パティキュレートフィルタ4の温度の時間積分値Qに応じて定められ、パティキュレートフィルタ4に供給されるSOxの濃度が制御される。
図15を参照すると、ステップS101では、SOx放出処理中である場合にセットされるSOx放出フラグが、セットされているか否かが判別される。SOx放出フラグがセットされている場合は、ステップS109に進み、SOx放出フラグがセットされていない場合はステップS102に進む。
次にステップS103では、パティキュレートフィルタ4の温度Tにルーチンの割り込み時間間隔Δtを積算し、その積算結果を時間積分値Qに加算することによって、フィルタ温度の時間積分値Qが算出される。
次にステップS105では、SOx吸蔵還元型触媒31に吸蔵されたSOx吸蔵量Sが算出される。このSOx吸蔵量SはSOxの発生量に比例し、SOxの発生量は燃料消費量に比例するので、SOx吸蔵量Sは燃料消費量Δfに比例することになる。従って、ステップS105ではSOx吸蔵量Sに、燃料消費量Δfに比例定数kを積算した値を加算することにより、SOx吸蔵量Sが算出される。
SOx吸蔵量Sが目標SOx吸蔵量Stgtよりも大きい場合はステップS108に進み、SOx吸蔵量Sが目標SOx吸蔵量Stgt以下の場合は、SOx放出処理は不要と判別され、処理ルーチンを終了する。
次いで、ステップS112では、フィルタ温度の時間積分値Q及びSOx吸蔵量Sに放出目標SOx吸蔵量Srelが代入され、処理サイクルが終了される。
本発明の第1の実施例においては、SOx放出量は図15に示される第1のルーチンによって制御されているため、第2のルーチンではSOx放出量を制御せず、SOx放出の制御だけが行われる。
一方、ステップS114では、SOx吸蔵還元型触媒31の入り口付近に設置されている温度センサ7bによって、排気ガスの温度T’が計測され、この温度T’が、SOx吸蔵還元型触媒31の温度とみなされる。
次にステップS115では、SOx吸蔵還元型触媒31の温度T’が、SOx吸蔵還元型触媒31のSOx放出温度T’tgtより高いか否かが判別される。SOx吸蔵還元型触媒31の温度T’がSOx放出温度T’tgtよりも高いときは、SOxの放出が可能と判別し、排気ガスの空燃比をリッチにするための制御を行うため、ステップS116に進む。これに対し、SOx吸蔵還元型触媒31の温度T’がSOx放出温度T’tgtよりも低いときは、ステップS117に進む。
なお、ステップS115における温度の判定閾値をSOx放出温度T’tgtよりも低い温度(例えば400℃)に下げても良い。例えば、NOxの放出とSOxの放出を同時に行う場合には、NOxを放出させるためにSOx放出温度T’tgtよりも低温でリッチ制御とリーン制御とを繰り返してもよい。このような場合は、リッチ制御とリーン制御とを繰り返すうちに排気ガスの温度が高くなり、排気ガスの温度がSOx放出温度T’tgtを超えるまで制御することが必要である。
次にステップS118では、燃料添加弁5から排気ガス中に燃料が添加される。このときには、空燃比がリーンに維持された状態で燃料添加弁5から燃料が添加されるため、添加された燃料は酸化触媒2およびSOx吸蔵還元型触媒31上で酸素と反応し、このときの酸化反応熱によりSOx吸蔵還元型触媒31の温度が上昇せしめられる。
なお、S116において排気ガスの空燃比を交互にリッチとリーンにするための空燃比制御を行った後に、S115において排気ガスの温度を測定しても良い。この場合は、S115において排気ガスの温度がSOx放出温度T’tgtにより高い場合には、本ルーチンは終了され、排気ガスの温度がSOx放出温度T’tgt以下の場合には、ステップS117に進み、通常噴射制御が行われて、排気ガスの温度が高められる。
第1の実施例と第2の実施例との相違点は、第1の実施例は第1のルーチンにおいて目標SOx吸蔵量Stgtをフィルタ温度の時間積分値Qに応じて設定していたのに対し、第2の実施例は、第1のルーチンにおいてSOx放出処理時における目標リッチ空燃比をフィルタ温度の時間積分値Qに応じて設定している点である。従って、以下、第1のルーチンについては、図15に示される、第1の実施例における第1のルーチンとの相違点について説明し、第2のルーチンについては第1の実施例と同一であるので説明を省略する。
図17を参照すると、SOx放出処理が行われていないときには、ステップS101からステップS102に進み、次いで、ステップS103にてフィルタ温度の時間積分値Qが算出される。その後、ステップS104にて燃料消費量ΔF、ステップS105にてSOx吸蔵量Sがそれぞれ算出されたのち、ステップS107に進む。
図18を参照すると、SOx放出処理が行われていないときには、ステップS101からステップS301に進み、ステップS301において、フィルタ再生処理の回数Nfが計測される。フィルタ再生処理の回数Nfは、フィルタ再生処理が行われるたびにインクリメントされ、フィルタ再生処理を扱う別のルーチンにおいて算出されている。
次に、ステップS302では、SOx放出のために定められる目標SOx吸蔵量Stgtが、フィルタ再生処理の回数Nfに基づいて算出される。即ち、ステップS302においては、目標SOx吸蔵量の初期値Sr0に、フィルタ再生処理の回数Nfに係数l’を積算した値を加算することにより、目標SOx吸蔵量Stgtが算出される。
次いで、その後、ステップS104にて燃料消費量ΔF、ステップS105にてSOx吸蔵量Sがそれぞれ算出されたのち、ステップS107において、SOx吸蔵量が目標SOx吸蔵量Stgtに到達したと判別されたときは、ステップS303に進む。ステップS303では、SOx放出処理時の目標リッチ空燃比Rtが、フィルタ再生処理回数Nfが大きいほど小さくされる。例えば、ステップS303では、目標リッチ空燃比Rtは、理論空燃比Rsから、フィルタ再生処理回数Nfに比例定数j’を積算した値を減算することにより得られる。ステップS303の処理が終わると、ステップS108においてSOx放出フラグがセットされ、処理サイクルが終了する。
以上のように、この第3の実施例では、ステップS302において目標SOx吸蔵量Stgtをフィルタ再生処理回数Nfに基づいて補正し、ステップS303において目標空燃比Rtをフィルタ再生処理回数Nfに基づいて補正することによって、フィルタ再生処理回数Nfが増加するほど、SOx放出時に放出されるSOxの濃度を増大することができる。なお、図18に示される例では、ステップS302において目標SOx吸蔵量Stgtをフィルタ再生処理回数Nfに基づいて補正し、ステップS303において目標リッチ空燃比Rtをフィルタ再生処理回数Nfに基づいて補正しているが、目標SOx吸蔵量Stgtと目標リッチ空燃比Rtのいずれか一方をフィルタ再生処理回数Nfに基づいて補正することもできる。
図19は、本発明の第4の実施例における、SOx放出処理を実行するための第2のルーチンを表している。このルーチンは、一定時間Δtごとの割り込みによって実行される。
この第4の実施例では、第1の実施例と異なり、ステップS116におけるリッチ噴射制御の後に、S401において、H2O供給弁9からH2Oが供給される。このようにH2Oが供給されることにより、排気ガス中のSO2またはSO3がH2Oと反応し、亜硫酸または硫酸となって、パティキュレートフィルタ4に供給される。その結果、パティキュレートフィルタ4に固着されたアッシュがり効率よく剥がされることになる。
図20は、この第5の実施例におけるSOx放出処理を実行するためのルーチンを表している。このルーチンは、一定時間Δtごとの割り込みによって実行される。この第5の実施例では、第1の実施例と異なり、SOx吸着触媒32が用いられており、SOx放出時には、排気ガスの空燃比をリーンに維持した状態で排気ガスの温度が高められる。なお、SOx放出処理を行うか否かを判定するルーチンは第1の実施例と同様であるので説明を省略する。
ステップS114では、温度センサ7bにより排気ガスの温度T’が計測され、次いで、ステップS115では、排気ガスの温度T’が目標温度T’tgtよりも高いか否かが判定される。排気ガスの温度T’が目標温度T’tgtよりも高いときは、SOxが放出されている状態が維持されていると判別され処理サイクルを終了する。これに対し、排気ガスの温度T’が目標温度T’tgtよりも低いときは、加熱が必要と判別され、ステップS501に進む。
ステップS501では、排気ガスが加熱される。この場合、第5の実施例では、SOx吸着触媒32の排気ガス流通方向上流に設けられたヒーター10を作動させることによって排気ガスが加熱される。
31 SOx吸蔵還元型触媒
32 SOx吸着触媒
4 パティキュレートフィルタ
5 燃料添加弁
8 酸素吸放出触媒
9 H2O供給弁
Claims (7)
- 内燃機関から排出される排気ガス中のSOxを吸蔵及び放出可能なSOx吸放出触媒と、
燃料が燃焼したときに生成される煤と、エンジンオイルが燃焼したときに生成されるアッシュとを捕集するために、前記SOx吸放出触媒の排気ガス流通方向の下流に配置され、酸化触媒が担持されたパティキュレートフィルタとを具備しており、
前記パティキュレートフィルタに捕集された煤及びアッシュが、予め定められた量に達したときに、前記パティキュレートフィルタに捕集された煤を燃焼し除去するためのフィルタ再生処理が行われ、
前記SOx吸放出触媒に吸蔵されたSOxを放出させるためのSOx放出処理が行われ、前記SOx放出処理によって放出されたSOxが、前記パティキュレートフィルタに供給される排気ガス浄化装置であって、
前記パティキュレートフィルタの温度とその温度に維持されている時間との積の和を示す時間積分値、又はフィルタ再生処理の回数が算出され、前回のSOx放出処理が行われたときから今回のSOx放出処理が行われるまでの間における前記時間積分値が大きいほど、又は前記フィルタ再生処理の回数が大きいほど、今回のSOx放出処理時に前記SOx吸放出触媒から放出されるSOxの濃度を増大させる内燃機関の排気ガス浄化装置。 - 前記SOx吸放出触媒に吸蔵されたSOx吸蔵量が、予め定められた目標SOx吸蔵量に達したときに、前記SOx放出処理が行われ、
前記時間積分値が大きいほど、前記目標SOx吸蔵量を大きくする請求項1に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。 - 前記SOx吸放出触媒は、SOxを吸収可能なSOx吸蔵還元型触媒からなり、
前記SOx放出処理は、排気ガスの空燃比をリッチにすることにより、前記SOx吸蔵還元型触媒からSOxを放出させる処理であり、
前記時間積分値が大きいほど、または前記フィルタ再生処理の回数が大きいほど、前記SOx放出処理によりSOxを放出させるときの排気ガスの空燃比のリッチの度合を大きくする請求項1に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。 - 前記SOx吸放出触媒は、SOxを吸収可能なSOx吸蔵還元型触媒からなり、
前記SOx放出処理は、排気ガスの空燃比をリッチにすることにより、前記SOx吸放出触媒からSOxを放出させる処理であり、
前記SOx吸放出触媒と前記パティキュレートフィルタとの間に、排気ガスの空燃比がリーンのときは酸素を吸収し、排気ガスの空燃比がリッチのときは酸素を放出するための酸素吸放出触媒を備える
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。 - 前記SOx吸放出触媒と前記パティキュレートフィルタとの間に、H2O供給装置が備えられ、前記H2O供給装置は、前記SOx放出処理が行われるときに、前記パティキュレートフィルタにH2Oを供給する
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。 - 前記SOx吸放出触媒は、SOxを吸着するSOx吸着剤を含むSOx吸着触媒からなり、
前記SOx放出処理は、排気ガスの空燃比をリーンに維持した状態で、前記SOx吸着触媒を加熱することにより、SOxを前記SOx吸着触媒から放出させる処理である
請求項1に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。 - 前回のSOx放出処理が行われてから今回のSOx放出処理が行われるまでの車両の走行距離が増大するほど、前記SOx吸放出触媒から放出されるSOxの濃度を増大させる
請求項1に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
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