JP4075387B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4075387B2 JP4075387B2 JP2002016870A JP2002016870A JP4075387B2 JP 4075387 B2 JP4075387 B2 JP 4075387B2 JP 2002016870 A JP2002016870 A JP 2002016870A JP 2002016870 A JP2002016870 A JP 2002016870A JP 4075387 B2 JP4075387 B2 JP 4075387B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- nox catalyst
- exhaust gas
- exhaust
- flow rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮着火式の内燃機関から排出される排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯX）を浄化するためのＮＯX触媒を機関排気通路に備えた排気浄化装置が、特開２０００−１８６５３７号公報に開示されている。当該公報に記載のＮＯX触媒は、周囲に過剰な酸素が存在するとＮＯXを吸収し且つ周囲の酸素濃度が低下すると吸収しているＮＯXを放出して周囲の還元剤によって還元浄化することができる。通常、圧縮着火式の内燃機関から排出される排気ガス中には過剰な酸素が含まれているので、ＮＯX触媒は排気ガス中のＮＯXを吸収し続けることになる。
【０００３】
ところが、ＮＯX触媒が吸収しえるＮＯXの量には限りがあるので、ＮＯX触媒が吸収しているＮＯXの量がその上限値に達する前に、ＮＯX触媒に吸収されているＮＯXを還元浄化しなければ、ＮＯX触媒はもはやＮＯXを吸収しえず、ＮＯXがＮＯX触媒下流へと流出してしまう。そこで、上記公報では、ＮＯX触媒が吸収しているＮＯXの量がその上限値に達する前に、燃焼式ヒータからリッチ空燃比の排気ガスをＮＯX触媒に供給し、ＮＯX触媒が吸収しているＮＯXを排気ガス中の還元剤によって還元浄化するようにしている。
【０００４】
ところで、燃料中には硫黄成分が含まれているので、内燃機関では硫黄酸化物（ＳＯX）が生成される。そして、ＮＯX触媒は排気ガス中のＳＯXをも吸収してしまう。この場合、ＮＯX触媒が最大限に吸収可能なＮＯXの量が少なくなってしまう。そこで、上記公報では、ＮＯX触媒に吸収されているＳＯXをＮＯX触媒から放出するために、燃焼式ヒータからリッチ空燃比のガスをＮＯX触媒に供給するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃焼式ヒータから排出されるリッチ空燃比のガス中には、可溶性有機成分（ＳＯＦ）が含まれている。このＳＯＦはＮＯX触媒表面、特に、ＮＯX触媒の貴金属触媒表面に付着し、ＮＯX触媒の触媒機能を低下させてしまう。すなわち、上述したように、ＮＯX触媒からＳＯXを放出するために、燃焼式ヒータからリッチ空燃比のガスがＮＯX触媒に供給されると、ＮＯX触媒にＳＯＦが付着し、触媒機能が低下する。この場合、徐々に、ＮＯX触媒からＳＯXを放出させづらくなってしまうので、ＳＯXを放出させるために燃焼式ヒータからＮＯX触媒にリッチ空燃比のガスを供給すべき時間が長くなってしまう。結果として、燃焼式ヒータの燃費が悪化する。そこで本発明の目的は、ＮＯX触媒に付着したＳＯＦを除去することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の発明では、内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯXを浄化するためのＮＯX触媒を機関排気通路内に具備し、ＮＯX触媒は周囲の雰囲気がリーン雰囲気であるときにはＳＯXを保持し、ＮＯX触媒からＳＯXを離脱させるべきときには、ＮＯX触媒の温度をＳＯX離脱温度まで上昇させると共にＮＯX触媒周囲の雰囲気をリッチ雰囲気にするＳＯX離脱処理を実行することによってＮＯX触媒からＳＯXを離脱させるようにし、さらに、ＳＯX離脱処理の実行中にＮＯX触媒周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気とされるようにした排気浄化装置において、ＮＯ X 触媒に流入する排気ガスの量を調節するための流量調節弁をＮＯ X 触媒上流の機関排気通路内とＮＯ X 触媒下流の機関排気通路内とにさらに具備すると共に、燃焼式ヒータをさらに具備し、ＳＯ X 離脱処理の実行時には、内燃機関の運転および燃焼式ヒータの運転を制御してＮＯ X 触媒の温度を上昇させ、該ＮＯ X 触媒の温度がＳＯ X 離脱温度にまで上昇したときに、上流側の流量調整弁の開度を小さくしてＮＯ X 触媒に流入する排気ガスの量を低減すると共に下流側の流量調節弁の開度を燃焼式ヒータの運転にとって最適な開度として燃焼式ヒータからリッチ空燃比のガスをＮＯ X 触媒に供給することによってＮＯ X 触媒周囲の雰囲気がリッチ雰囲気とされ、一方、該燃焼式ヒータからＮＯ X 触媒に一時的にリーン空燃比のガスを供給することによってＮＯ X 触媒周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気とされる。これによれば、ＮＯX触媒周囲には多量の酸素が存在することとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の排気浄化装置を説明する。図１は本発明の排気浄化装置を備えた内燃機関を示している。以下で説明する実施形態において、内燃機関は圧縮着火式の内燃機関であるが、本発明は火花点火式の内燃機関にも適用可能である。図１において、１は機関本体、２は吸気通路、３は排気通路である。吸気通路３内にはスロットル弁４が配置される。スロットル弁４にはステップモータ５が接続される。
【００１６】
排気通路３は並列した２つの排気枝通路、すなわち、第１の排気枝通路３ａと第２の排気枝通路３ｂに分岐する。第１の排気枝通路３ａには、第１のＮＯX触媒６ａが配置される。第１ＮＯX触媒６ａ上流の排気枝通路３ａにはその温度を検出するための第１の温度センサ７ａが取り付けられる。さらに、第１ＮＯX触媒６ａ上流の第１排気枝通路３ａには、排気ガスの空燃比を検出するための第１の空燃比センサ８ａが取り付けられる。
【００１７】
一方、第２の排気枝通路３ｂには、第２のＮＯX触媒６ｂが配置される。第２ＮＯX触媒６ｂ上流の排気枝通路３ｂにはその温度を検出するための第２の温度センサ７ｂが取り付けられる。さらに、第２ＮＯX触媒６ｂ上流の第２排気枝通路３ｂには、排気ガスの空燃比を検出するための第２の空燃比センサ８ｂが取り付けられる。
【００１８】
なお、第１排気枝通路３ａと第２排気枝通路３ｂとはＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流にて合流する。
【００１９】
排気通路３から排気枝通路３ａ、３ｂが分岐する排気通路分岐領域、すなわち、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ上流には、各排気枝通路３ａ、３ｂに流入する排気ガスの量を調節するための流量調節弁（以下、上流側流量調節弁と称す）９が配置される。上流側流量調節弁９にはステップモータ１０が接続される。上流側流量調節弁９の開度が第２ＮＯX触媒６ｂにとって小さくされ、上流側流量調節弁９が図１（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされると、第２ＮＯX触媒６ｂに流入する排気ガスの量は少なくなり、排気ガスはほとんど全て第１排気枝通路３ａを介して第１ＮＯX触媒６ａに流入する。一方、上流側流量調節弁９の開度が第１ＮＯX触媒６ａにとって小さくされ、上流側流量調節弁９が図１（Ｂ）に示されている動作位置に位置決めされると、第１ＮＯX触媒６ａに流入する排気ガスの量は少なくなり、排気ガスはほとんど全て第２排気枝通路３ｂを介して第２ＮＯX触媒６ｂに流入する。
【００２０】
さらに、排気枝通路３ａ、３ｂが合流する排気枝通路合流領域、すなわち、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流には、各排気枝通路３ａ、３ｂに流入する排気ガスの量を調節するための流量調節弁（以下、下流側流量調節弁と称す）１１が配置される。下流側流量調節弁１１にはステップモータ１２が接続される。下流側流量調節弁１１の開度が第２ＮＯX触媒６ｂにとって小さくされ、下流側流量調節弁１１が図１（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされると、第２ＮＯX触媒６ｂに流入する排気ガスの量が少なくなる。一方、下流側流量調節弁１１の開度が第１ＮＯX触媒６ａにとって小さくされ、下流側流量調節弁１１が図１（Ｂ）に示されている動作位置に位置決めされると、第１ＮＯX触媒６ａに流入する排気ガスの量が少なくなる。
【００２１】
また、下流側流量調節弁１１は一方の排気枝通路から流出する排気ガスが他方の排気枝通路に流入することを防止する。すなわち、下流側流量調節弁１１が図１（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされているときには、第１排気枝通路３ａから流出した排気ガスが第２排気枝通路３ｂに流入することが防止される。一方、下流側流量調節弁１１が図１（Ｂ）に示されている動作位置に位置決めされているときには、第２排気枝通路３ｂから流出した排気ガスが第１排気枝通路３ａに流入することが防止される。
【００２２】
なお、下流側流量調節弁１１は上流側流量調節弁９の動作位置に対応して位置決めされる。例えば、上流側流量調節弁９が図１（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされたときには、下流側流量調節弁１１は、図１（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされる。一方、上流側流量調節弁９が図１（Ｂ）に示されている動作位置に位置決めされたときには、下流側流量調節弁１１は、図１（Ｂ）に示されている動作位置に位置決めされる。
【００２３】
排気通路分岐領域には、燃焼ガス通路１３を介して燃焼式ヒータ１４が接続される。燃焼式ヒータ１４にはヒータ吸気通路１５を介して空気が吸入される。ヒータ吸気通路１５には、燃焼式ヒータ１４に吸入される空気の量を制御するための吸気量制御弁１６が配置される。また、燃焼式ヒータ１４には燃料通路１７を介して燃料タンク１８が接続される。燃料タンク１８は燃料通路１７を介して機関本体１にも接続される。燃料通路１７には吐出量可変な燃料ポンプ１９が配置される。
【００２４】
燃焼式ヒータ１４はグロープラグのような着火装置を具備し、この着火装置に燃料タンク１８から燃料を供給し、この燃料を燃焼することによって高温のガスを排出することができる。ＮＯX触媒６ａ、６ｂは燃焼式ヒータ１４から排出される高温のガスによって加熱される。なお、燃焼式ヒータ１４への空気の吸入は、例えば、吸気ファンによって行われる。ここで、燃焼式ヒータ１４に吸入される空気の量と着火装置に供給する燃料の量とを調節することによって、燃焼式ヒータ１４から排出されるガスの量とその空燃比とを調節することができる。
【００２５】
排気通路分岐領域上流の排気通路３からスロットル弁４下流の吸気通路２まで排気再循環（ＥＧＲ）通路２０が延びる。ＥＧＲ通路２０にはＥＧＲ制御弁２１が配置される。ＥＧＲ制御弁２１にはステップモータ２２が接続される。ＥＧＲ制御弁２１が開弁せしめられると、排気ガスが排気通路３からＥＧＲ通路２０を介して吸気通路２に導入される。吸気通路２に導入される排気ガスの量はＥＧＲ制御弁２１の開度を調節することによって制御される。
【００２６】
なお、第１温度センサ７ａ、第２温度センサ７ｂ、第１空燃比センサ８ａ、および、第２空燃比センサ８ｂは電子制御装置（図示せず）に接続され、これらの出力信号が電子制御装置に送信される。一方、スロットル弁駆動用のステップモータ５、上流側流量調節弁駆動用のステップモータ１０、下流側流量調節弁駆動用のステップモータ１２、燃料ポンプ１９、および、ＥＧＲ制御弁駆動用のステップモータ２２は電子制御装置に接続され、これらの動作が電子制御装置によって制御される。
【００２７】
第１ＮＯX触媒６ａは、周囲に過剰な酸素が存在するとき、すなわち、周囲の雰囲気がリーン雰囲気であるときにはＮＯXを吸収・吸着することによって保持し且つ周囲の酸素濃度が低下したとき、例えば、周囲の雰囲気がリッチ雰囲気になったときには保持しているＮＯXを解放するＮＯX保持剤と、ＮＯXを炭化水素によって還元浄化することができる貴金属触媒とを具備する。第２ＮＯX触媒６ｂの構成は第１ＮＯX触媒６ａの構成と同じである。
【００２８】
圧縮着火式内燃機関は、通常、リーン空燃比にて運転せしめられるので、内燃機関から排出される排気ガス中には過剰な酸素が含まれている。また、圧縮着火式内燃機関ではＮＯXが生成されるので、排気ガス中にはＮＯXも含まれている。したがって、内燃機関が通常運転せしめられている間、ＮＯX触媒６ａ、６ｂには過剰な酸素が含まれている排気ガスが流入するので、ＮＯX触媒６ａ、６ｂは流入する排気ガス中のＮＯXを次々と吸収・吸着し続ける。
【００２９】
ところが、ＮＯX触媒６ａ、６ｂが吸収・吸着によって保持可能なＮＯXの量には上限がある。したがって、流量調節弁９、１１が図１（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされ続けていると、第１ＮＯX触媒６ａが保持しているＮＯXの量（以下、ＮＯX保持量と称す）がその上限値に達する。この場合、第１ＮＯX触媒６ａはもはやＮＯXを吸収・吸着することができず、ＮＯXがＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流へ流出してしまう。
【００３０】
そこで、本実施形態では、第１ＮＯX触媒６ａのＮＯX保持量がその上限値に達したとき、或いは、その上限値に達する直前に、上流側流量調節弁９の動作位置を図１（Ｂ）に示されている動作位置に切り換えて、第１ＮＯX触媒６ａに流入する排気ガスの量をほぼ零にまで低減し、且つ、下流側流量調節弁１１の動作位置を図１（Ｂ）に示されている動作位置よりも僅かに図１（Ａ）に示されている動作位置に近い位置に切り換えて、第１排気枝通路３ａを僅かばかり開放した状態で、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のガス（以下、ヒータガスと称す）を第１ＮＯX触媒６ａに供給するＮＯX浄化処理が実行される。ここでリッチ空燃比のガスとは、その酸素濃度が内燃機関から通常排出される排気ガス中の酸素濃度よりも低く且つ比較的多量の炭化水素（ＨＣ）が含まれているガスである。
【００３１】
このようにリッチ空燃比のヒータガスが第１ＮＯX触媒６ａに供給されると、第１ＮＯX触媒６ａ周囲の雰囲気がリッチ雰囲気となるので、第１ＮＯX触媒６ａは保持しているＮＯXを解放し、斯くして解放されたＮＯXをヒータガス中のＨＣを還元剤として利用して還元浄化する。これにより、第１ＮＯX触媒６ａは再びＮＯXを吸収・吸着によって保持することができるようになる。すなわち、第１ＮＯX触媒６ａのＮＯX保持能力が回復せしめられる。なお、第１ＮＯX触媒６ａに対してＮＯX浄化処理が実行されている間、内燃機関から排出される排気ガスは第２ＮＯX触媒６ｂに流入し、排気ガス中のＮＯXは第２ＮＯX触媒６ｂに吸収・吸着によって保持される。
【００３２】
なお、本実施形態では、第１ＮＯX触媒６ａに対するＮＯX浄化処理が完了すると、下流側流量調節弁１１の動作位置が図１（Ｂ）に示されている動作位置に切り換えられて、第２排気枝通路３ｂから流出する排気ガスが第１排気枝通路３ａに流入しないようにする。そして、第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持量がその上限値に達するまでは、流量調節弁９、１１の動作位置は図１（Ｂ）に示されている動作位置に維持される。そして、第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持量がその上限値に達したとき、或いは、その上限値に達する直前に、上流側流量調節弁９の動作位置を図１（Ａ）に示されている動作位置に切り換えて、第２ＮＯX触媒６ｂに流入する排気ガスの量をほぼ零にまで低減し、且つ、下流側流量調節弁１１の動作位置を図１（Ａ）に示されている動作位置よりも僅かに図１（Ｂ）に近い位置に切り換えて、第２排気枝通路３ｂを僅かばかり開放した状態で、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のヒータガスを第２ＮＯX触媒６ｂに供給し、第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持能力を回復せしめる。
【００３３】
以後、第１ＮＯX触媒６ａに対するＮＯX浄化処理と第２ＮＯX触媒６ｂに対するＮＯX浄化処理とが繰り返される。
【００３４】
ところで、機関本体１に供給される燃料中には硫黄成分（Ｓ）も含まれているので、内燃機関では硫黄酸化物（ＳＯX）が生成され、排気ガス中にはこのＳＯXも含まれている。ＮＯX触媒６ａ、６ｂはこうしたＳＯXをも吸収・吸着によって保持してしまう。この場合、ＮＯX触媒６ａ、６ｂのＮＯX保持能力が低下し、これらＮＯX触媒に対するＮＯX浄化処理の実行頻度が多くなってしまう。ＮＯX触媒６ａ、６ｂに保持されたＳＯXは、ＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度がＳＯX離脱温度（例えば、６００℃）にまで上昇し且つ周囲の雰囲気がリッチ雰囲気となると、ＮＯX触媒６ａ、６ｂから離脱する。
【００３５】
そこで本実施形態では、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂのＮＯX保持能力（すなわち、触媒機能）がＳＯXによって低下せしめられていると判断されたときに、ＮＯX保持能力が低下したＮＯX触媒からＳＯXを離脱させるＳＯX離脱処理が実行される。
【００３６】
具体的には、第１ＮＯX触媒６ａのＮＯX保持能力がＳＯXによって低下せしめられていると判断されたときに、ＮＯX浄化処理が実行されるときと同様に、各流量調節弁９、１１の動作位置が切り換えられた状態で、燃焼式ヒータ１４から高温でリッチ空燃比のヒータガスが第１ＮＯX触媒６ａに供給され、これによって第１ＮＯX触媒６ａの温度がＳＯX離脱温度にまで上昇せしめられると共に、第１ＮＯX触媒６ａ周囲の雰囲気がリッチ雰囲気とされる。斯くして、第１ＮＯX触媒６ａからＳＯXが離脱せしめられる。
【００３７】
もちろん、第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持能力がＳＯXによって低下せしめられていると判断されたときにも、ＮＯX浄化処理が実行されるときと同様に、各流量調節弁９、１１の動作位置が切り換えられた状態で、高温でリッチ空燃比のヒータガスが第２ＮＯX触媒６ｂに供給される。
【００３８】
なお、本実施形態では、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂに対するＮＯX浄化処理の実行間隔が所定の間隔よりも短くなったと判断された場合、または、燃料中のＳＯX濃度と燃焼式ヒータ１４における燃料消費量からＮＯX触媒６ａ、６ｂに保持されているＳＯXの量を推定し、この推定量が所定の量を超えたと判断された場合に、ＮＯX触媒６ａ、６ｂの触媒機能がＳＯXによって低下せしめられていると判断される。
【００３９】
また、本実施形態では、ＮＯX浄化処理またはＳＯX離脱処理が実行される毎に、両流量調節弁９、１１の動作位置が図１（Ａ）に示されている位置と図１（Ｂ）に示されている位置との間で切り換えられるが、これら両流量調節弁９、１１の動作位置が、以下のように切り換えられるようにしてもよい。
【００４０】
すなわち、ＮＯX浄化処理またはＳＯX離脱処理が実行されないときには、両流量調節弁９、１１の動作位置が、図１（Ａ）に示されている位置と図１（Ｂ）に示されている位置との中間の位置に位置決めされ、いずれか一方のＮＯX触媒６ａ、６ｂに関してＮＯX浄化処理またはＳＯX離脱処理が実行されるべきときには、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに関して上述した実施形態に従って両流量調節弁９、１１の動作位置が位置決めされ、これら処理が終了したときに、再び、両流量調節弁９、１１の動作位置が元の中間の位置に位置決めされるようにしてもよい。
【００４１】
これによれば、ＮＯX浄化処理またはＳＯX離脱処理が実行されないときにおいて、排気ガスは両ＮＯX触媒６ａ、６ｂに均等に流入するので、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂにて保持しなければならないＮＯXの量がほぼ半分ずつとなる。このため、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂの容量が小さくとも、排気ガス中のＮＯXはこれらＮＯX触媒６ａ、６ｂによって良好に保持される。したがって、これによれば、排気エミッションが高く維持されつつ、ＮＯX触媒の車両への搭載性が向上される。
【００４２】
ところで、ＮＯX浄化処理の実行時およびＳＯX離脱処理の実行時に燃焼式ヒータ１４からＮＯX触媒に供給されるリッチ空燃比のガス（ヒータガス）中には、いわゆる可溶性有機成分（ＳＯＦ）が比較的多く含まれている。このＳＯＦがＮＯX触媒６ａ、６ｂ表面、特に貴金属触媒表面に付着すると、その触媒機能が低下する。
【００４３】
ここでＮＯX浄化処理の実行期間はＳＯX離脱処理の実行期間に比べて非常に短いので、ＮＯX浄化処理の実行中にＮＯX触媒６ａ、６ｂに付着するＳＯＦの量は比較的少ない。したがって、ＮＯX浄化処理の実行中にＳＯＦがＮＯX触媒に付着したとしても、ＮＯX触媒のＮＯX浄化能力はさほど低下しない。
【００４４】
ところが、ＳＯX離脱処理の実行期間は非常に長いので、ＳＯX離脱処理の実行中にＮＯX触媒の触媒能力がＳＯＦの付着によって低下せしめられ、したがって、ＮＯX触媒６ａ、６ｂからのＳＯXの離脱速度が遅くなり、場合によっては、ＮＯX触媒６ａ、６ｂからのＳＯXの離脱がほとんど行われなくなってしまう。
【００４５】
そこで、第１の実施形態では、ＳＯX離脱処理の実行中において、予め定められた条件が成立したと判断されたときに、燃焼式ヒータ１４からＮＯX触媒に供給されるヒータガスの空燃比が一時的にリーン空燃比とされる。これによれば、ＮＯX触媒６ａ、６ｂには酸素濃度の高いヒータガスが供給されるので、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気となり、しかも、このときのＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度が高温であるので、ＮＯX触媒に付着しているＳＯＦはその周囲の酸素によって一気に酸化除去される。
【００４６】
なお、第１実施形態では、ＳＯX離脱処理の実行中においてＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気がリッチ雰囲気とされている期間が予め定められた期間を超えたときに、予め定められた条件が成立したと判断される。また、第１実施形態では、ＳＯX離脱処理の実行中において、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気を一時的にリーン雰囲気とする期間は、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度が高くなり過ぎることを防止し、且つ、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のヒータガスを再びＮＯX触媒６ａ、６ｂに供給したときに当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気が即座にリッチ雰囲気となるように、決定される。こうした観点からは、例えば、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のヒータガスが供給されている期間が、例えば、３０秒を超えたときに、予め定められた条件が成立したと判断され、燃焼式ヒータ１４から、例えば、２秒間に亘ってリーン空燃比のヒータガスが供給される。
【００４７】
図２に第１実施形態のＳＯX離脱処理を実行するフローチャートを示した。図２に示したフローチャートでは、始めに、ステップ１０において、リッチフラグＦ１がセットされている（Ｆ１＝１）か否かが判別される。リッチフラグＦ１はＳＯX離脱処理が実行されるべきであると判断されたときにセットされ、ＮＯX触媒６ａ、６ｂから十分な量のＳＯXが離脱せしめられたと判断されたときにリセットされるフラグである。
【００４８】
ステップ１０において、Ｆ１＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ１０において、Ｆ１＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ１１に進んで、ＳＯX離脱処理が施されるべきＮＯX触媒６ａ、６ｂにとって流量調節弁９、１１の開度が小さくされ、次いでステップ１２において、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のヒータガスが供給される。
【００４９】
次いで、ステップ１３において、リーンフラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。リーンフラグＦ２はＮＯX触媒６ａ、６ｂにリーン空燃比のヒータガスを供給すべきであると判断されたときにセットされ、ＮＯX触媒６ａ、６ｂから十分な量のＳＯＦが酸化除去されたと判断されたときにリセットされるフラグである。
【００５０】
ステップ１３において、Ｆ２＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ１３において、Ｆ２＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ１４に進んで、燃焼式ヒータ１４からリーン空燃比のヒータガスが供給され、次いでステップ１５において、フラグＦ２がリセットされる。
【００５１】
また、図３に示したように、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂから流出するガス中のＳＯXの量または濃度を検出するためのＳＯX検出センサ２３ａ、２３ｂがＮＯX触媒下流の各排気枝通路３ａ、３ｂに取り付けられている第２の実施形態においては、ＳＯX離脱処理が施されているＮＯX触媒６ａ、６ｂから流出するガス中のＳＯXの量または濃度が対応するＳＯX検出センサ２３ａ、２３ｂによって検出され、ここで検出されたＳＯXの量または濃度が予め定められた量または濃度（例えば、２０ｐｐｍ）を超えたときに、予め定められた条件が成立したと判断される。
【００５２】
また、第３実施形態のＳＯX離脱処理では、図１に示した構成の内燃機関の排気浄化装置において、予め定められた条件が上述したようにして成立したと判断されたときに、燃焼式ヒータ１４の作動が停止されると共に、ＳＯX離脱処理が施されているＮＯX触媒６ａ、６ｂにとって流量調節弁９、１１の開度が一時的に大きくされる。これによれば、ＮＯX触媒６ａ、６ｂに内燃機関から排出された排気ガスが供給され、このときの排気ガスの酸素濃度は高いので、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気となり、しかも、このときのＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度が高温であるので、ＮＯX触媒に付着しているＳＯＦはその周囲の酸素によって一気に酸化除去される。
【００５３】
図４に第３実施形態のＳＯX離脱処理を実行するフローチャートを示した。図４に示したフローチャートでは、始めに、ステップ２０において、リッチフラグＦ１がセットされている（Ｆ１＝１）か否かが判別される。ここでのリッチフラグＦ１は図２に示したリッチフラグＦ１と同じフラグである。
【００５４】
ステップ２０において、Ｆ１＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ２０において、Ｆ１＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ２１に進んで、ＳＯX離脱処理が施されるべきＮＯX触媒６ａ、６ｂにとって流量調節弁９、１１の開度が小さくされ、次いでステップ２２において、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のヒータガスが供給される。
【００５５】
次いで、ステップ２３において、リーンフラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。ここでのリーンフラグＦ２も図２に示したリーンフラグＦ２と同じフラグである。ステップ２３において、Ｆ２＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ２３において、Ｆ２＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ２４に進んで、燃焼式ヒータ１４からのリッチ空燃比のヒータガスの供給が停止され、次いでステップ２５において、流量調節弁９、１１の開度が大きくされ、次いでステップ２６において、フラグＦ２がリセットされる。
【００５６】
上述した実施形態は、図５に示されている構成の排気浄化装置にも適用可能である。図５に示されている第４の実施形態の排気浄化装置では、各排気枝通路３ａ、３ｂに上流側流量調節弁９ａ、９ｂと下流側流量調節弁１１ａ、１１ｂが配置されている。これら流量調節弁９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂにはそれぞれ対応するステップモータ１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂが接続される。また、燃焼ガス通路１３は２つのガス枝通路１３ａ、１３ｂに分岐している。これらガス枝通路１３ａ、１３ｂは切換弁２４を介して燃焼ガス通路１３に接続される。切換弁２４によって燃焼式ヒータ１４から排出されるガスが第１ＮＯX触媒６ａに供給されるか、或いは、第２ＮＯX触媒６ｂに供給されるかが切り換えられる。
【００５７】
また、第５の実施形態のＳＯX離脱処理では、ＮＯX触媒６ａ、６ｂからＳＯXを離脱させるべきであると判断されたときに、内燃機関の運転および燃焼式ヒータ１４の運転を制御し、すなわち、内燃機関から排出される排気ガスの特性および燃焼式ヒータ１４から排出されるヒータガスの特性を制御してＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度を上昇させる。そして、ＳＯXを離脱させるべきほうのＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度がＳＯX離脱温度にまで上昇したときに、上流側流量調節弁９の開度を当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂにとって小さくして、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに流入する排気ガスの量を低減すると共に、下流側流量調節弁１１の開度を燃焼式ヒータ１４の運転にとって最適な開度とした上で、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のガスが当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに供給される。一方、予め定められた条件が上述したように成立したと判断されたときには、燃焼式ヒータ１４から当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂにリーン空燃比のヒータガスが一時的に供給される。
【００５８】
また、上述した実施形態において、ＳＯX離脱処理の実行時における各流量調節弁９、１１の開度は、内燃機関の運転パラメータ、例えば、機関回転数、内燃機関の燃焼室内に吸入される空気の量（以下、単に吸気量と称す）、内燃機関の燃焼室内に噴射される燃料の量（以下、単に燃料噴射量と称す）、および、内燃機関の燃焼室から排出される排気ガスの空燃比（以下、単に排気空燃比と称す）に応じて決定される。すなわち、これら運転パラメータに関して各流量調節弁９、１１の開度を実験により予め求めてマップの形で電子制御装置内に記憶させておき、このマップを利用して各流量調節弁９、１１の開度が制御される。
【００５９】
また、上述した実施形態は、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ上流にのみ流量調節弁９が配置されている排気浄化装置にも適用可能であり、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流にのみ流量調節弁１１が配置されている排気浄化装置にも適用可能である。
【００６０】
次に、第６の実施形態の排気浄化装置について説明する。第６実施形態の排気浄化装置を図６に示した。第６実施形態の排気浄化装置では、燃焼式ヒータの代わりに、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂ上流の排気枝通路３ａ、３ｂに燃料添加装置２５ａ、２５ｂが取り付けられている。これら燃料添加装置２５ａ、２５ｂは対応する燃料通路１７を介して燃料タンク（図１参照）１８に接続される。これら燃料添加装置２５ａ、２５ｂは対応するＮＯX触媒６ａ、６ｂに燃料を添加することができる。なお、これら燃料添加装置２５ａ、２５ｂは電子制御装置に接続されており、その作動は電子制御装置によって制御される。
【００６１】
本実施形態のＮＯX浄化処理では、一方のＮＯX触媒６ａ、６ｂのＮＯX保持量がその上限値に達したとき、或いは、その上限値に達する直前に、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに流入する排気ガスの量がほぼ零にまで低減するように上流側流量調節弁９の動作位置を切り換え、且つ、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流の排気枝通路３ａ、３ｂが僅かばかり開放された状態となるように下流側流量調節弁１１の動作位置を切り換えた上で、対応する燃料添加装置２５ａ、２５ｂから当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに燃料を噴射する。
【００６２】
このように燃料添加装置２５ａ、２５ｂから対応するＮＯX触媒６ａ、６ｂに燃料が添加されると、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気がリッチ雰囲気となるので、ＮＯX触媒６ａ、６ｂは保持しているＮＯXを解放し、斯くして解放されたＮＯXを燃料添加装置２５ａ、２５ｂから供給された燃料（ＨＣ）を還元剤として利用して還元浄化する。
【００６３】
一方、本実施形態のＳＯX離脱処理では、一方のＮＯX触媒６ａ、６ｂのＮＯX保持能力がＳＯXによって低下せしめられていると推定されたときに、ＮＯX浄化処理が実行されるときと同様に、各流量調節弁９、１１の動作位置が切り換えられた状態で、燃料添加装置２５ａ、２５ｂから対応するＮＯX触媒６ａ、６ｂに燃料が供給され、これによって当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度がＳＯX離脱温度にまで上昇せしめられると共に、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気がリッチ雰囲気とされる。
【００６４】
そして、ＳＯX離脱処理の実行中において、予め定められた条件が上述したように成立したと判断されたときには、燃料添加装置２５ａ、２５ｂから当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに添加される燃料の量を一時的にほぼ零にまで減量することによって当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気とされる。また、本実施形態では、このとき、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気のリーン度合いをより大きくするために、上流側流量調節弁９の開度が当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂにとって一時的に大きくされ、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに内燃機関から排出された排気ガスが供給される。
【００６５】
ここで、ＳＯX離脱処理において燃料添加装置２５ａ、２５ｂから単位時間当たりにＮＯX触媒６ａ、６ｂに添加される燃料の量は、ＮＯX浄化処理において燃料添加装置２５ａ、２５ｂから単位時間当たりにＮＯX触媒６ａ、６ｂに添加される燃料の量よりも多い。
【００６６】
なお、本実施形態のＳＯX離脱処理において、燃料添加装置２５ａ、２５ｂから添加される燃料の量、予め定められた条件が成立したと判断されたときに一時的に減量せしめられる燃料の量、および、このように一時的に燃料の量を減量する期間は、内燃機関の運転パラメータ、例えば、機関回転数、吸気量、燃料噴射量、および、排気空燃比に応じて決定される。
【００６７】
また、本実施形態は図３に示したようにＳＯX検出センサ２３ａ、２３ｂを備える排気浄化装置にも適用可能である。さらに、本実施形態は図５に示したように各排気枝通路３ａ、３ｂに上流側流量調節弁９ａ、９ｂと下流側流量調節弁１１ａ、１１ｂが配置されている実施形態にも適用可能である。さらに、本実施形態のＳＯX離脱処理において、ＮＯX触媒６ａ、６ｂからＳＯXを離脱させるべきであると判断されたときに、燃料添加装置２５ａ、２５ｂから燃料を添加せずに且つ流量調節弁９、１１の動作位置を維持したまま、内燃機関の運転を制御し、すなわち、内燃機関から排出される排気ガスの特性を制御して当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度をＳＯX離脱温度にまで上昇させ、その後、流量調節弁９、１１の動作位置を上述したように切り換え且つ燃料添加装置２５ａ、２５ｂから燃料を当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに添加するようにしてもよい。
【００６８】
もちろん、本実施形態においても、ＳＯX離脱処理の実行時における各流量調節弁９、１１の開度は、内燃機関の運転パラメータ、例えば、機関回転数、吸気量、燃料噴射量、および、排気空燃比に応じて決定される。
【００６９】
また、本実施形態は、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ上流にのみ流量調節弁９が配置されている排気浄化装置にも適用可能であり、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流にのみ流量調節弁１１が配置されている排気浄化装置にも適用可能である。
【００７０】
図７に第６実施形態のＳＯX離脱処理を実行するフローチャートを示した。図７に示したフローチャートでは、始めに、ステップ３０において、リッチフラグＦ１がセットされている（Ｆ１＝１）か否かが判別される。ここでのリッチフラグＦ１は図２に示したリッチフラグＦ１と同じフラグである。
【００７１】
ステップ３０において、Ｆ１＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ３０において、Ｆ１＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ３１に進んで、ＳＯX離脱処理が施されるべきＮＯX触媒６ａ、６ｂにとって流量調節弁９、１１の開度が小さくされ、次いでステップ３２において、燃料添加装置２５ａ、２５ｂから燃料が添加される。
【００７２】
次いで、ステップ３３において、リーンフラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。ここでのリーンフラグＦ２も図２に示したリーンフラグＦ２と同じフラグである。ステップ３３において、Ｆ２＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ３３において、Ｆ２＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ３４に進んで、燃料添加装置２５ａ、２５ｂからの燃料の添加が停止され、次いでステップ３５において、流量調節弁９、１１の開度が大きくされ、次いでステップ３６において、フラグＦ２がリセットされる。
【００７３】
なお、本発明は、図８に示したパティキュレートフィルタを具備する排気浄化装置にも適用可能である。最後に、図８に示したパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタと称す）３０について説明する。図８（Ａ）はフィルタ３０の端面図であり、図８（Ｂ）はフィルタ３０の縦断面図である。図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示したように、フィルタ３０はハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路５０，５１を具備する。これら排気流通路の略半数がその下流端開口を栓５２で閉鎖することによって排気流入通路５０とされ、残りの半数がその上流端開口を栓５３で閉鎖することによって排気流出通路５１とされている。これら排気ガス流入通路５０および排気ガス流出通路５１は薄肉の隔壁５４を介して交互に配置される。云い換えると、排気ガス流入通路５０および排気ガス流出通路５１は各排気ガス流入通路５０が四つの排気ガス流出通路５１により包囲され、各排気ガス流出通路５１が四つの排気ガス流入通路５０により包囲されるように配置される。
【００７４】
フィルタ３０は、例えば、コージェライトのような多孔質材料から形成される。したがって、排気ガス流入通路５０内に流入した排気ガスは、図８（Ｂ）において矢印で示したように、隔壁５４の細孔を通って、隣接する排気ガス流出通路５１内に流入する。
【００７５】
フィルタ３０内には、隔壁５４の両壁面上、および、隔壁の細孔を画成する壁面上に全面に亘って、例えば、アルミナからなる担体の層が形成され、この担体層上に、貴金属触媒と、活性酸素生成剤とが担持されている。
【００７６】
貴金属触媒としては、白金（Ｐｔ）が用いられる。一方、活性酸素生成剤としては、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）のようなアルカリ金属、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）のようなアルカリ土類金属、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）のような希土類、鉄（Ｆｅ）のような遷移金属、およびスズ（Ｓｎ）のような炭素族元素から選ばれた少なくとも一つが用いられる。
【００７７】
活性酸素生成剤は、周囲に過剰な酸素が存在すると酸素を吸収・吸着によって保持し且つ周囲の酸素濃度が低下すると保持している酸素を活性酸素の形で解放することによって活性酸素を生成する。次に、活性酸素生成剤の活性酸素生成作用について、担体上に白金およびカリウムを担持させた場合を例にとって説明するが、他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類、遷移金属を用いても同様な活性酸素生成作用が行われる。
【００７８】
吸気通路２および内燃機関の燃焼室内に供給された空気と燃料との比を排気ガスの空燃比と称すると、圧縮着火式内燃機関から排出される排気ガスの空燃比はリーンである。したがって、フィルタ３０に流入する排気ガスは多量の過剰空気を含んでいる。また、圧縮着火式内燃機関の燃焼室内ではＮＯが発生する。したがって、排気ガス中にはＮＯが含まれている。また、燃料中には硫黄成分Ｓが含まれており、この硫黄成分Ｓは燃焼室内で酸素と反応してＳＯ2となる。したがって、排気ガス中にはＳＯ2が含まれている。このため過剰酸素、ＮＯおよびＳＯ2を含んだ排気ガスがフィルタ３０の排気ガス流入通路５０内に流入することになる。
【００７９】
図９（Ａ）および（Ｂ）は排気ガス流入通路５０の周壁面上に形成された担体層の表面の拡大図を模式的に表わしている。なお、図８（Ａ）および（Ｂ）において、６０は白金の粒子を示し、６１はカリウムを含んでいる活性酸素生成剤を示している。
【００８０】
排気ガスがフィルタ３０の排気ガス流入通路５０内に流入すると、図９（Ａ）に示したように、排気ガス中の酸素（Ｏ2）がＯ2 -またはＯ2-の形で白金の表面に付着する。一方、排気ガス中のＮＯは白金の表面上でＯ2 -またはＯ2-と反応し、ＮＯ2となる（２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2）。斯くして生成されたＮＯ2の一部は白金上で酸化されつつ活性酸素生成剤６１内に吸収（場合によっては吸着）によって保持され、図９（Ａ）に示したように、カリウムと結合しながら硝酸イオン（ＮＯ3 -）の形で活性酸素生成剤６１内に拡散し、硝酸カリウム（ＫＮＯ3）を生成する。すなわち、排気ガス中の酸素が硝酸カリウム（ＫＮＯ3）の形で活性酸素生成剤６１内に吸収によって保持される。
【００８１】
排気ガス中のＳＯ2もＮＯと同様なメカニズムで活性酸素生成剤６１内に吸収（場合によっては吸着）によって保持される。すなわち、排気ガス中のＳＯ2は白金の表面でＯ2 -またはＯ2-と反応してＳＯ3となる。斯くして生成されたＳＯ3の一部は白金上でさらに酸化されつつ活性酸素生成剤６１内に吸収によって保持され、カリウムと結合しながら硫酸イオン（ＳＯ4 2-）の形で活性酸素生成剤６１内に拡散し、硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）を生成する。すなわち、排気ガス中の酸素が硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）の形で活性酸素生成剤６１内に吸収によって保持される。
【００８２】
ここで、燃焼室内においては主にカーボン（Ｃ）からなる微粒子が生成される。したがって、排気ガス中にはこれら微粒子が含まれている。排気ガス中に含まれているこれら微粒子は排気ガスがフィルタ３０の排気ガス流入通路５０内を流れているとき、或いは、隔壁５４の細孔内を通過するときに、図９（Ｂ）において６２で示したように担体層の表面、例えば、活性酸素生成剤６１の表面上に接触し、付着する。
【００８３】
このように微粒子６２が活性酸素生成剤６１の表面上に付着すると、微粒子６２と活性酸素生成剤６１との接触面では酸素濃度が低下する。すなわち、活性酸素生成剤６１の周囲の酸素濃度が低下する。酸素濃度が低下すると酸素濃度の高い活性酸素生成剤６１内との間で濃度差が生じ、斯くして、活性酸素生成剤６１内の酸素が微粒子６２と活性酸素生成剤６１との接触面に向けて移動しようとする。その結果、活性酸素生成剤６１内に形成されている硝酸カリウム（ＫＮＯ3）がカリウム（Ｋ）と酸素（Ｏ）とＮＯとに分解され、酸素（Ｏ）が微粒子６２と活性酸素生成剤６１との接触面に向かい、その一方で、ＮＯが活性酸素生成剤６１から外部に放出される。斯くして活性酸素生成剤６１が活性酸素を生成する。外部に放出されたＮＯは下流側の白金上において酸化され、再び活性酸素生成剤６１に保持される。
【００８４】
また、このとき活性酸素生成剤６１内に形成されている硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）もカリウム（Ｋ）と酸素（Ｏ）とＳＯ2とに分解され、酸素（Ｏ）が微粒子６２と活性酸素生成剤６１との接触面に向かい、その一方で、ＳＯ2が活性酸素生成剤６１から外部に放出される。斯くして活性酸素生成剤６１が活性酸素を生成する。外部に放出されたＳＯ2は下流側の白金上において酸化され、再び活性酸素生成剤６１に保持される。ただし、硫酸カリウムは安定で分解しづらいので硫酸カリウムは硝酸カリウムよりも酸素を放出しづらい。
【００８５】
ここで、活性酸素生成剤６１によって生成される活性酸素はそこに付着した微粒子を酸化除去するために消費される。すなわち、フィルタ３０に捕集された微粒子は活性酸素生成剤６１によって生成される活性酸素によって酸化除去される。
【００８６】
従来、フィルタに捕集されている微粒子を除去する場合、フィルタの温度を比較的高い温度にまで上昇させることによって微粒子を燃焼し、これにより微粒子を除去していた。
【００８７】
一方、本発明において微粒子を除去するために利用される酸素は、硝酸カリウムや硫酸カリウムのような化合物から分解された活性酸素であって、不対電子を有することから、極めて高い反応性を有する。したがって、この活性酸素によれば、フィルタの温度が比較的低くても、微粒子を酸化除去することができる。
【００８８】
このように、従来のフィルタでは、火炎を伴う燃焼によって微粒子を除去していたのに対し、本発明のフィルタでは、輝炎を発することのない酸化によって微粒子を除去している。したがって、本発明のフィルタによれば、そこに捕集された微粒子は連続的に酸化除去され、すなわち、活性酸素（Ｏ）が微粒子６２に接触すると、微粒子６２は短時間（数秒〜数十分）のうちに輝炎を発することなく酸化せしめられ、微粒子６２は完全に消滅する。したがって、微粒子６２がフィルタ３０上に堆積することはほとんどない。
【００８９】
なお、活性酸素生成剤６１は周囲に過剰な酸素が存在するとＮＯXを硝酸イオンの形で保持することによって結果的に酸素を保持する。すなわち、活性酸素生成剤６１は周囲に過剰な酸素が存在するとＮＯXを吸収・吸着によって保持する。一方、活性酸素生成剤６１は周囲の酸素濃度が低下すると硝酸イオンの形で保持されているＮＯXを解放することによって活性酸素を生成する。すなわち、活性酸素生成剤６１は周囲の酸素濃度が低下するとＮＯXを解放する。したがって、本発明の活性酸素生成剤６１はＮＯX保持剤としても機能する。
【００９０】
ここで、活性酸素生成剤６１周りの酸素濃度が低下する場合とは、上述したように、周囲の雰囲気はリーン雰囲気であるが活性酸素生成剤６１に微粒子が付着した場合の他に、フィルタ３０に流入するガスの空燃比がリッチとなって周囲の雰囲気がリッチ雰囲気となった場合がある。
【００９１】
周囲の雰囲気はリッチ雰囲気であるが活性酸素生成剤６１に微粒子が付着することで活性酸素生成剤６１周りの酸素濃度が低下した場合に解放されたＮＯXは、上述したように、再び活性酸素生成剤６１に吸収によって保持される。一方、フィルタ３０に流入する排気ガスの空燃比がリッチとなって周囲の雰囲気がリッチ雰囲気となった場合に解放されたＮＯXは、白金の作用によって排気ガス中の炭化水素で還元浄化される。云い方を換えれば、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のガスをフィルタ３０に供給すれば、活性酸素生成剤６１に保持されているＮＯXを還元浄化することができる。したがって、本発明のフィルタ３０は、活性酸素生成剤６１と白金とからなるＮＯX触媒を具備する。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、ＳＯX離脱処理の実行中にＮＯX触媒周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気とされ、これによって、ＮＯX触媒周囲には多量の酸素が存在することとなる。このため、ＮＯX触媒表面に付着した可溶性有機物質（ＳＯＦ）が酸化除去される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の排気浄化装置を備えた内燃機関を示す図である。
【図２】第１実施形態のＳＯX離脱処理を実行するフローチャートである。
【図３】第２実施形態の排気浄化装置を示す図である。
【図４】第３実施形態のＳＯX離脱処理を実行するフローチャートである。
【図５】第４実施形態の排気浄化装置を示す図である。
【図６】第６実施形態の排気浄化装置を示す図である。
【図７】第６実施形態のＳＯX離脱処理を実行するフローチャートである。
【図８】パティキュレートフィルタを示す図である。
【図９】活性酸素生成剤の活性酸素生成作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１…機関本体
２…吸気通路
３…排気通路
３ａ、３ｂ…排気枝通路
６ａ、６ｂ…ＮＯX触媒
９、９ａ、９ｂ、１１、１１ａ、１１ｂ…流量調節弁
１４…燃焼式ヒータ
１８…燃料タンク
２３ａ、２３ｂ…ＳＯX検出センサ
２５ａ、２５ｂ…燃料添加装置
３０…パティキュレートフィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮着火式の内燃機関から排出される排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯX）を浄化するためのＮＯX触媒を機関排気通路に備えた排気浄化装置が、特開２０００−１８６５３７号公報に開示されている。当該公報に記載のＮＯX触媒は、周囲に過剰な酸素が存在するとＮＯXを吸収し且つ周囲の酸素濃度が低下すると吸収しているＮＯXを放出して周囲の還元剤によって還元浄化することができる。通常、圧縮着火式の内燃機関から排出される排気ガス中には過剰な酸素が含まれているので、ＮＯX触媒は排気ガス中のＮＯXを吸収し続けることになる。
【０００３】
ところが、ＮＯX触媒が吸収しえるＮＯXの量には限りがあるので、ＮＯX触媒が吸収しているＮＯXの量がその上限値に達する前に、ＮＯX触媒に吸収されているＮＯXを還元浄化しなければ、ＮＯX触媒はもはやＮＯXを吸収しえず、ＮＯXがＮＯX触媒下流へと流出してしまう。そこで、上記公報では、ＮＯX触媒が吸収しているＮＯXの量がその上限値に達する前に、燃焼式ヒータからリッチ空燃比の排気ガスをＮＯX触媒に供給し、ＮＯX触媒が吸収しているＮＯXを排気ガス中の還元剤によって還元浄化するようにしている。
【０００４】
ところで、燃料中には硫黄成分が含まれているので、内燃機関では硫黄酸化物（ＳＯX）が生成される。そして、ＮＯX触媒は排気ガス中のＳＯXをも吸収してしまう。この場合、ＮＯX触媒が最大限に吸収可能なＮＯXの量が少なくなってしまう。そこで、上記公報では、ＮＯX触媒に吸収されているＳＯXをＮＯX触媒から放出するために、燃焼式ヒータからリッチ空燃比のガスをＮＯX触媒に供給するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃焼式ヒータから排出されるリッチ空燃比のガス中には、可溶性有機成分（ＳＯＦ）が含まれている。このＳＯＦはＮＯX触媒表面、特に、ＮＯX触媒の貴金属触媒表面に付着し、ＮＯX触媒の触媒機能を低下させてしまう。すなわち、上述したように、ＮＯX触媒からＳＯXを放出するために、燃焼式ヒータからリッチ空燃比のガスがＮＯX触媒に供給されると、ＮＯX触媒にＳＯＦが付着し、触媒機能が低下する。この場合、徐々に、ＮＯX触媒からＳＯXを放出させづらくなってしまうので、ＳＯXを放出させるために燃焼式ヒータからＮＯX触媒にリッチ空燃比のガスを供給すべき時間が長くなってしまう。結果として、燃焼式ヒータの燃費が悪化する。そこで本発明の目的は、ＮＯX触媒に付着したＳＯＦを除去することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の発明では、内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯXを浄化するためのＮＯX触媒を機関排気通路内に具備し、ＮＯX触媒は周囲の雰囲気がリーン雰囲気であるときにはＳＯXを保持し、ＮＯX触媒からＳＯXを離脱させるべきときには、ＮＯX触媒の温度をＳＯX離脱温度まで上昇させると共にＮＯX触媒周囲の雰囲気をリッチ雰囲気にするＳＯX離脱処理を実行することによってＮＯX触媒からＳＯXを離脱させるようにし、さらに、ＳＯX離脱処理の実行中にＮＯX触媒周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気とされるようにした排気浄化装置において、ＮＯ X 触媒に流入する排気ガスの量を調節するための流量調節弁をＮＯ X 触媒上流の機関排気通路内とＮＯ X 触媒下流の機関排気通路内とにさらに具備すると共に、燃焼式ヒータをさらに具備し、ＳＯ X 離脱処理の実行時には、内燃機関の運転および燃焼式ヒータの運転を制御してＮＯ X 触媒の温度を上昇させ、該ＮＯ X 触媒の温度がＳＯ X 離脱温度にまで上昇したときに、上流側の流量調整弁の開度を小さくしてＮＯ X 触媒に流入する排気ガスの量を低減すると共に下流側の流量調節弁の開度を燃焼式ヒータの運転にとって最適な開度として燃焼式ヒータからリッチ空燃比のガスをＮＯ X 触媒に供給することによってＮＯ X 触媒周囲の雰囲気がリッチ雰囲気とされ、一方、該燃焼式ヒータからＮＯ X 触媒に一時的にリーン空燃比のガスを供給することによってＮＯ X 触媒周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気とされる。これによれば、ＮＯX触媒周囲には多量の酸素が存在することとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の排気浄化装置を説明する。図１は本発明の排気浄化装置を備えた内燃機関を示している。以下で説明する実施形態において、内燃機関は圧縮着火式の内燃機関であるが、本発明は火花点火式の内燃機関にも適用可能である。図１において、１は機関本体、２は吸気通路、３は排気通路である。吸気通路３内にはスロットル弁４が配置される。スロットル弁４にはステップモータ５が接続される。
【００１６】
排気通路３は並列した２つの排気枝通路、すなわち、第１の排気枝通路３ａと第２の排気枝通路３ｂに分岐する。第１の排気枝通路３ａには、第１のＮＯX触媒６ａが配置される。第１ＮＯX触媒６ａ上流の排気枝通路３ａにはその温度を検出するための第１の温度センサ７ａが取り付けられる。さらに、第１ＮＯX触媒６ａ上流の第１排気枝通路３ａには、排気ガスの空燃比を検出するための第１の空燃比センサ８ａが取り付けられる。
【００１７】
一方、第２の排気枝通路３ｂには、第２のＮＯX触媒６ｂが配置される。第２ＮＯX触媒６ｂ上流の排気枝通路３ｂにはその温度を検出するための第２の温度センサ７ｂが取り付けられる。さらに、第２ＮＯX触媒６ｂ上流の第２排気枝通路３ｂには、排気ガスの空燃比を検出するための第２の空燃比センサ８ｂが取り付けられる。
【００１８】
なお、第１排気枝通路３ａと第２排気枝通路３ｂとはＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流にて合流する。
【００１９】
排気通路３から排気枝通路３ａ、３ｂが分岐する排気通路分岐領域、すなわち、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ上流には、各排気枝通路３ａ、３ｂに流入する排気ガスの量を調節するための流量調節弁（以下、上流側流量調節弁と称す）９が配置される。上流側流量調節弁９にはステップモータ１０が接続される。上流側流量調節弁９の開度が第２ＮＯX触媒６ｂにとって小さくされ、上流側流量調節弁９が図１（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされると、第２ＮＯX触媒６ｂに流入する排気ガスの量は少なくなり、排気ガスはほとんど全て第１排気枝通路３ａを介して第１ＮＯX触媒６ａに流入する。一方、上流側流量調節弁９の開度が第１ＮＯX触媒６ａにとって小さくされ、上流側流量調節弁９が図１（Ｂ）に示されている動作位置に位置決めされると、第１ＮＯX触媒６ａに流入する排気ガスの量は少なくなり、排気ガスはほとんど全て第２排気枝通路３ｂを介して第２ＮＯX触媒６ｂに流入する。
【００２０】
さらに、排気枝通路３ａ、３ｂが合流する排気枝通路合流領域、すなわち、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流には、各排気枝通路３ａ、３ｂに流入する排気ガスの量を調節するための流量調節弁（以下、下流側流量調節弁と称す）１１が配置される。下流側流量調節弁１１にはステップモータ１２が接続される。下流側流量調節弁１１の開度が第２ＮＯX触媒６ｂにとって小さくされ、下流側流量調節弁１１が図１（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされると、第２ＮＯX触媒６ｂに流入する排気ガスの量が少なくなる。一方、下流側流量調節弁１１の開度が第１ＮＯX触媒６ａにとって小さくされ、下流側流量調節弁１１が図１（Ｂ）に示されている動作位置に位置決めされると、第１ＮＯX触媒６ａに流入する排気ガスの量が少なくなる。
【００２１】
また、下流側流量調節弁１１は一方の排気枝通路から流出する排気ガスが他方の排気枝通路に流入することを防止する。すなわち、下流側流量調節弁１１が図１（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされているときには、第１排気枝通路３ａから流出した排気ガスが第２排気枝通路３ｂに流入することが防止される。一方、下流側流量調節弁１１が図１（Ｂ）に示されている動作位置に位置決めされているときには、第２排気枝通路３ｂから流出した排気ガスが第１排気枝通路３ａに流入することが防止される。
【００２２】
なお、下流側流量調節弁１１は上流側流量調節弁９の動作位置に対応して位置決めされる。例えば、上流側流量調節弁９が図１（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされたときには、下流側流量調節弁１１は、図１（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされる。一方、上流側流量調節弁９が図１（Ｂ）に示されている動作位置に位置決めされたときには、下流側流量調節弁１１は、図１（Ｂ）に示されている動作位置に位置決めされる。
【００２３】
排気通路分岐領域には、燃焼ガス通路１３を介して燃焼式ヒータ１４が接続される。燃焼式ヒータ１４にはヒータ吸気通路１５を介して空気が吸入される。ヒータ吸気通路１５には、燃焼式ヒータ１４に吸入される空気の量を制御するための吸気量制御弁１６が配置される。また、燃焼式ヒータ１４には燃料通路１７を介して燃料タンク１８が接続される。燃料タンク１８は燃料通路１７を介して機関本体１にも接続される。燃料通路１７には吐出量可変な燃料ポンプ１９が配置される。
【００２４】
燃焼式ヒータ１４はグロープラグのような着火装置を具備し、この着火装置に燃料タンク１８から燃料を供給し、この燃料を燃焼することによって高温のガスを排出することができる。ＮＯX触媒６ａ、６ｂは燃焼式ヒータ１４から排出される高温のガスによって加熱される。なお、燃焼式ヒータ１４への空気の吸入は、例えば、吸気ファンによって行われる。ここで、燃焼式ヒータ１４に吸入される空気の量と着火装置に供給する燃料の量とを調節することによって、燃焼式ヒータ１４から排出されるガスの量とその空燃比とを調節することができる。
【００２５】
排気通路分岐領域上流の排気通路３からスロットル弁４下流の吸気通路２まで排気再循環（ＥＧＲ）通路２０が延びる。ＥＧＲ通路２０にはＥＧＲ制御弁２１が配置される。ＥＧＲ制御弁２１にはステップモータ２２が接続される。ＥＧＲ制御弁２１が開弁せしめられると、排気ガスが排気通路３からＥＧＲ通路２０を介して吸気通路２に導入される。吸気通路２に導入される排気ガスの量はＥＧＲ制御弁２１の開度を調節することによって制御される。
【００２６】
なお、第１温度センサ７ａ、第２温度センサ７ｂ、第１空燃比センサ８ａ、および、第２空燃比センサ８ｂは電子制御装置（図示せず）に接続され、これらの出力信号が電子制御装置に送信される。一方、スロットル弁駆動用のステップモータ５、上流側流量調節弁駆動用のステップモータ１０、下流側流量調節弁駆動用のステップモータ１２、燃料ポンプ１９、および、ＥＧＲ制御弁駆動用のステップモータ２２は電子制御装置に接続され、これらの動作が電子制御装置によって制御される。
【００２７】
第１ＮＯX触媒６ａは、周囲に過剰な酸素が存在するとき、すなわち、周囲の雰囲気がリーン雰囲気であるときにはＮＯXを吸収・吸着することによって保持し且つ周囲の酸素濃度が低下したとき、例えば、周囲の雰囲気がリッチ雰囲気になったときには保持しているＮＯXを解放するＮＯX保持剤と、ＮＯXを炭化水素によって還元浄化することができる貴金属触媒とを具備する。第２ＮＯX触媒６ｂの構成は第１ＮＯX触媒６ａの構成と同じである。
【００２８】
圧縮着火式内燃機関は、通常、リーン空燃比にて運転せしめられるので、内燃機関から排出される排気ガス中には過剰な酸素が含まれている。また、圧縮着火式内燃機関ではＮＯXが生成されるので、排気ガス中にはＮＯXも含まれている。したがって、内燃機関が通常運転せしめられている間、ＮＯX触媒６ａ、６ｂには過剰な酸素が含まれている排気ガスが流入するので、ＮＯX触媒６ａ、６ｂは流入する排気ガス中のＮＯXを次々と吸収・吸着し続ける。
【００２９】
ところが、ＮＯX触媒６ａ、６ｂが吸収・吸着によって保持可能なＮＯXの量には上限がある。したがって、流量調節弁９、１１が図１（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされ続けていると、第１ＮＯX触媒６ａが保持しているＮＯXの量（以下、ＮＯX保持量と称す）がその上限値に達する。この場合、第１ＮＯX触媒６ａはもはやＮＯXを吸収・吸着することができず、ＮＯXがＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流へ流出してしまう。
【００３０】
そこで、本実施形態では、第１ＮＯX触媒６ａのＮＯX保持量がその上限値に達したとき、或いは、その上限値に達する直前に、上流側流量調節弁９の動作位置を図１（Ｂ）に示されている動作位置に切り換えて、第１ＮＯX触媒６ａに流入する排気ガスの量をほぼ零にまで低減し、且つ、下流側流量調節弁１１の動作位置を図１（Ｂ）に示されている動作位置よりも僅かに図１（Ａ）に示されている動作位置に近い位置に切り換えて、第１排気枝通路３ａを僅かばかり開放した状態で、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のガス（以下、ヒータガスと称す）を第１ＮＯX触媒６ａに供給するＮＯX浄化処理が実行される。ここでリッチ空燃比のガスとは、その酸素濃度が内燃機関から通常排出される排気ガス中の酸素濃度よりも低く且つ比較的多量の炭化水素（ＨＣ）が含まれているガスである。
【００３１】
このようにリッチ空燃比のヒータガスが第１ＮＯX触媒６ａに供給されると、第１ＮＯX触媒６ａ周囲の雰囲気がリッチ雰囲気となるので、第１ＮＯX触媒６ａは保持しているＮＯXを解放し、斯くして解放されたＮＯXをヒータガス中のＨＣを還元剤として利用して還元浄化する。これにより、第１ＮＯX触媒６ａは再びＮＯXを吸収・吸着によって保持することができるようになる。すなわち、第１ＮＯX触媒６ａのＮＯX保持能力が回復せしめられる。なお、第１ＮＯX触媒６ａに対してＮＯX浄化処理が実行されている間、内燃機関から排出される排気ガスは第２ＮＯX触媒６ｂに流入し、排気ガス中のＮＯXは第２ＮＯX触媒６ｂに吸収・吸着によって保持される。
【００３２】
なお、本実施形態では、第１ＮＯX触媒６ａに対するＮＯX浄化処理が完了すると、下流側流量調節弁１１の動作位置が図１（Ｂ）に示されている動作位置に切り換えられて、第２排気枝通路３ｂから流出する排気ガスが第１排気枝通路３ａに流入しないようにする。そして、第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持量がその上限値に達するまでは、流量調節弁９、１１の動作位置は図１（Ｂ）に示されている動作位置に維持される。そして、第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持量がその上限値に達したとき、或いは、その上限値に達する直前に、上流側流量調節弁９の動作位置を図１（Ａ）に示されている動作位置に切り換えて、第２ＮＯX触媒６ｂに流入する排気ガスの量をほぼ零にまで低減し、且つ、下流側流量調節弁１１の動作位置を図１（Ａ）に示されている動作位置よりも僅かに図１（Ｂ）に近い位置に切り換えて、第２排気枝通路３ｂを僅かばかり開放した状態で、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のヒータガスを第２ＮＯX触媒６ｂに供給し、第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持能力を回復せしめる。
【００３３】
以後、第１ＮＯX触媒６ａに対するＮＯX浄化処理と第２ＮＯX触媒６ｂに対するＮＯX浄化処理とが繰り返される。
【００３４】
ところで、機関本体１に供給される燃料中には硫黄成分（Ｓ）も含まれているので、内燃機関では硫黄酸化物（ＳＯX）が生成され、排気ガス中にはこのＳＯXも含まれている。ＮＯX触媒６ａ、６ｂはこうしたＳＯXをも吸収・吸着によって保持してしまう。この場合、ＮＯX触媒６ａ、６ｂのＮＯX保持能力が低下し、これらＮＯX触媒に対するＮＯX浄化処理の実行頻度が多くなってしまう。ＮＯX触媒６ａ、６ｂに保持されたＳＯXは、ＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度がＳＯX離脱温度（例えば、６００℃）にまで上昇し且つ周囲の雰囲気がリッチ雰囲気となると、ＮＯX触媒６ａ、６ｂから離脱する。
【００３５】
そこで本実施形態では、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂのＮＯX保持能力（すなわち、触媒機能）がＳＯXによって低下せしめられていると判断されたときに、ＮＯX保持能力が低下したＮＯX触媒からＳＯXを離脱させるＳＯX離脱処理が実行される。
【００３６】
具体的には、第１ＮＯX触媒６ａのＮＯX保持能力がＳＯXによって低下せしめられていると判断されたときに、ＮＯX浄化処理が実行されるときと同様に、各流量調節弁９、１１の動作位置が切り換えられた状態で、燃焼式ヒータ１４から高温でリッチ空燃比のヒータガスが第１ＮＯX触媒６ａに供給され、これによって第１ＮＯX触媒６ａの温度がＳＯX離脱温度にまで上昇せしめられると共に、第１ＮＯX触媒６ａ周囲の雰囲気がリッチ雰囲気とされる。斯くして、第１ＮＯX触媒６ａからＳＯXが離脱せしめられる。
【００３７】
もちろん、第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持能力がＳＯXによって低下せしめられていると判断されたときにも、ＮＯX浄化処理が実行されるときと同様に、各流量調節弁９、１１の動作位置が切り換えられた状態で、高温でリッチ空燃比のヒータガスが第２ＮＯX触媒６ｂに供給される。
【００３８】
なお、本実施形態では、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂに対するＮＯX浄化処理の実行間隔が所定の間隔よりも短くなったと判断された場合、または、燃料中のＳＯX濃度と燃焼式ヒータ１４における燃料消費量からＮＯX触媒６ａ、６ｂに保持されているＳＯXの量を推定し、この推定量が所定の量を超えたと判断された場合に、ＮＯX触媒６ａ、６ｂの触媒機能がＳＯXによって低下せしめられていると判断される。
【００３９】
また、本実施形態では、ＮＯX浄化処理またはＳＯX離脱処理が実行される毎に、両流量調節弁９、１１の動作位置が図１（Ａ）に示されている位置と図１（Ｂ）に示されている位置との間で切り換えられるが、これら両流量調節弁９、１１の動作位置が、以下のように切り換えられるようにしてもよい。
【００４０】
すなわち、ＮＯX浄化処理またはＳＯX離脱処理が実行されないときには、両流量調節弁９、１１の動作位置が、図１（Ａ）に示されている位置と図１（Ｂ）に示されている位置との中間の位置に位置決めされ、いずれか一方のＮＯX触媒６ａ、６ｂに関してＮＯX浄化処理またはＳＯX離脱処理が実行されるべきときには、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに関して上述した実施形態に従って両流量調節弁９、１１の動作位置が位置決めされ、これら処理が終了したときに、再び、両流量調節弁９、１１の動作位置が元の中間の位置に位置決めされるようにしてもよい。
【００４１】
これによれば、ＮＯX浄化処理またはＳＯX離脱処理が実行されないときにおいて、排気ガスは両ＮＯX触媒６ａ、６ｂに均等に流入するので、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂにて保持しなければならないＮＯXの量がほぼ半分ずつとなる。このため、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂの容量が小さくとも、排気ガス中のＮＯXはこれらＮＯX触媒６ａ、６ｂによって良好に保持される。したがって、これによれば、排気エミッションが高く維持されつつ、ＮＯX触媒の車両への搭載性が向上される。
【００４２】
ところで、ＮＯX浄化処理の実行時およびＳＯX離脱処理の実行時に燃焼式ヒータ１４からＮＯX触媒に供給されるリッチ空燃比のガス（ヒータガス）中には、いわゆる可溶性有機成分（ＳＯＦ）が比較的多く含まれている。このＳＯＦがＮＯX触媒６ａ、６ｂ表面、特に貴金属触媒表面に付着すると、その触媒機能が低下する。
【００４３】
ここでＮＯX浄化処理の実行期間はＳＯX離脱処理の実行期間に比べて非常に短いので、ＮＯX浄化処理の実行中にＮＯX触媒６ａ、６ｂに付着するＳＯＦの量は比較的少ない。したがって、ＮＯX浄化処理の実行中にＳＯＦがＮＯX触媒に付着したとしても、ＮＯX触媒のＮＯX浄化能力はさほど低下しない。
【００４４】
ところが、ＳＯX離脱処理の実行期間は非常に長いので、ＳＯX離脱処理の実行中にＮＯX触媒の触媒能力がＳＯＦの付着によって低下せしめられ、したがって、ＮＯX触媒６ａ、６ｂからのＳＯXの離脱速度が遅くなり、場合によっては、ＮＯX触媒６ａ、６ｂからのＳＯXの離脱がほとんど行われなくなってしまう。
【００４５】
そこで、第１の実施形態では、ＳＯX離脱処理の実行中において、予め定められた条件が成立したと判断されたときに、燃焼式ヒータ１４からＮＯX触媒に供給されるヒータガスの空燃比が一時的にリーン空燃比とされる。これによれば、ＮＯX触媒６ａ、６ｂには酸素濃度の高いヒータガスが供給されるので、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気となり、しかも、このときのＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度が高温であるので、ＮＯX触媒に付着しているＳＯＦはその周囲の酸素によって一気に酸化除去される。
【００４６】
なお、第１実施形態では、ＳＯX離脱処理の実行中においてＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気がリッチ雰囲気とされている期間が予め定められた期間を超えたときに、予め定められた条件が成立したと判断される。また、第１実施形態では、ＳＯX離脱処理の実行中において、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気を一時的にリーン雰囲気とする期間は、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度が高くなり過ぎることを防止し、且つ、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のヒータガスを再びＮＯX触媒６ａ、６ｂに供給したときに当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気が即座にリッチ雰囲気となるように、決定される。こうした観点からは、例えば、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のヒータガスが供給されている期間が、例えば、３０秒を超えたときに、予め定められた条件が成立したと判断され、燃焼式ヒータ１４から、例えば、２秒間に亘ってリーン空燃比のヒータガスが供給される。
【００４７】
図２に第１実施形態のＳＯX離脱処理を実行するフローチャートを示した。図２に示したフローチャートでは、始めに、ステップ１０において、リッチフラグＦ１がセットされている（Ｆ１＝１）か否かが判別される。リッチフラグＦ１はＳＯX離脱処理が実行されるべきであると判断されたときにセットされ、ＮＯX触媒６ａ、６ｂから十分な量のＳＯXが離脱せしめられたと判断されたときにリセットされるフラグである。
【００４８】
ステップ１０において、Ｆ１＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ１０において、Ｆ１＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ１１に進んで、ＳＯX離脱処理が施されるべきＮＯX触媒６ａ、６ｂにとって流量調節弁９、１１の開度が小さくされ、次いでステップ１２において、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のヒータガスが供給される。
【００４９】
次いで、ステップ１３において、リーンフラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。リーンフラグＦ２はＮＯX触媒６ａ、６ｂにリーン空燃比のヒータガスを供給すべきであると判断されたときにセットされ、ＮＯX触媒６ａ、６ｂから十分な量のＳＯＦが酸化除去されたと判断されたときにリセットされるフラグである。
【００５０】
ステップ１３において、Ｆ２＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ１３において、Ｆ２＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ１４に進んで、燃焼式ヒータ１４からリーン空燃比のヒータガスが供給され、次いでステップ１５において、フラグＦ２がリセットされる。
【００５１】
また、図３に示したように、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂから流出するガス中のＳＯXの量または濃度を検出するためのＳＯX検出センサ２３ａ、２３ｂがＮＯX触媒下流の各排気枝通路３ａ、３ｂに取り付けられている第２の実施形態においては、ＳＯX離脱処理が施されているＮＯX触媒６ａ、６ｂから流出するガス中のＳＯXの量または濃度が対応するＳＯX検出センサ２３ａ、２３ｂによって検出され、ここで検出されたＳＯXの量または濃度が予め定められた量または濃度（例えば、２０ｐｐｍ）を超えたときに、予め定められた条件が成立したと判断される。
【００５２】
また、第３実施形態のＳＯX離脱処理では、図１に示した構成の内燃機関の排気浄化装置において、予め定められた条件が上述したようにして成立したと判断されたときに、燃焼式ヒータ１４の作動が停止されると共に、ＳＯX離脱処理が施されているＮＯX触媒６ａ、６ｂにとって流量調節弁９、１１の開度が一時的に大きくされる。これによれば、ＮＯX触媒６ａ、６ｂに内燃機関から排出された排気ガスが供給され、このときの排気ガスの酸素濃度は高いので、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気となり、しかも、このときのＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度が高温であるので、ＮＯX触媒に付着しているＳＯＦはその周囲の酸素によって一気に酸化除去される。
【００５３】
図４に第３実施形態のＳＯX離脱処理を実行するフローチャートを示した。図４に示したフローチャートでは、始めに、ステップ２０において、リッチフラグＦ１がセットされている（Ｆ１＝１）か否かが判別される。ここでのリッチフラグＦ１は図２に示したリッチフラグＦ１と同じフラグである。
【００５４】
ステップ２０において、Ｆ１＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ２０において、Ｆ１＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ２１に進んで、ＳＯX離脱処理が施されるべきＮＯX触媒６ａ、６ｂにとって流量調節弁９、１１の開度が小さくされ、次いでステップ２２において、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のヒータガスが供給される。
【００５５】
次いで、ステップ２３において、リーンフラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。ここでのリーンフラグＦ２も図２に示したリーンフラグＦ２と同じフラグである。ステップ２３において、Ｆ２＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ２３において、Ｆ２＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ２４に進んで、燃焼式ヒータ１４からのリッチ空燃比のヒータガスの供給が停止され、次いでステップ２５において、流量調節弁９、１１の開度が大きくされ、次いでステップ２６において、フラグＦ２がリセットされる。
【００５６】
上述した実施形態は、図５に示されている構成の排気浄化装置にも適用可能である。図５に示されている第４の実施形態の排気浄化装置では、各排気枝通路３ａ、３ｂに上流側流量調節弁９ａ、９ｂと下流側流量調節弁１１ａ、１１ｂが配置されている。これら流量調節弁９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂにはそれぞれ対応するステップモータ１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂが接続される。また、燃焼ガス通路１３は２つのガス枝通路１３ａ、１３ｂに分岐している。これらガス枝通路１３ａ、１３ｂは切換弁２４を介して燃焼ガス通路１３に接続される。切換弁２４によって燃焼式ヒータ１４から排出されるガスが第１ＮＯX触媒６ａに供給されるか、或いは、第２ＮＯX触媒６ｂに供給されるかが切り換えられる。
【００５７】
また、第５の実施形態のＳＯX離脱処理では、ＮＯX触媒６ａ、６ｂからＳＯXを離脱させるべきであると判断されたときに、内燃機関の運転および燃焼式ヒータ１４の運転を制御し、すなわち、内燃機関から排出される排気ガスの特性および燃焼式ヒータ１４から排出されるヒータガスの特性を制御してＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度を上昇させる。そして、ＳＯXを離脱させるべきほうのＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度がＳＯX離脱温度にまで上昇したときに、上流側流量調節弁９の開度を当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂにとって小さくして、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに流入する排気ガスの量を低減すると共に、下流側流量調節弁１１の開度を燃焼式ヒータ１４の運転にとって最適な開度とした上で、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のガスが当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに供給される。一方、予め定められた条件が上述したように成立したと判断されたときには、燃焼式ヒータ１４から当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂにリーン空燃比のヒータガスが一時的に供給される。
【００５８】
また、上述した実施形態において、ＳＯX離脱処理の実行時における各流量調節弁９、１１の開度は、内燃機関の運転パラメータ、例えば、機関回転数、内燃機関の燃焼室内に吸入される空気の量（以下、単に吸気量と称す）、内燃機関の燃焼室内に噴射される燃料の量（以下、単に燃料噴射量と称す）、および、内燃機関の燃焼室から排出される排気ガスの空燃比（以下、単に排気空燃比と称す）に応じて決定される。すなわち、これら運転パラメータに関して各流量調節弁９、１１の開度を実験により予め求めてマップの形で電子制御装置内に記憶させておき、このマップを利用して各流量調節弁９、１１の開度が制御される。
【００５９】
また、上述した実施形態は、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ上流にのみ流量調節弁９が配置されている排気浄化装置にも適用可能であり、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流にのみ流量調節弁１１が配置されている排気浄化装置にも適用可能である。
【００６０】
次に、第６の実施形態の排気浄化装置について説明する。第６実施形態の排気浄化装置を図６に示した。第６実施形態の排気浄化装置では、燃焼式ヒータの代わりに、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂ上流の排気枝通路３ａ、３ｂに燃料添加装置２５ａ、２５ｂが取り付けられている。これら燃料添加装置２５ａ、２５ｂは対応する燃料通路１７を介して燃料タンク（図１参照）１８に接続される。これら燃料添加装置２５ａ、２５ｂは対応するＮＯX触媒６ａ、６ｂに燃料を添加することができる。なお、これら燃料添加装置２５ａ、２５ｂは電子制御装置に接続されており、その作動は電子制御装置によって制御される。
【００６１】
本実施形態のＮＯX浄化処理では、一方のＮＯX触媒６ａ、６ｂのＮＯX保持量がその上限値に達したとき、或いは、その上限値に達する直前に、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに流入する排気ガスの量がほぼ零にまで低減するように上流側流量調節弁９の動作位置を切り換え、且つ、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流の排気枝通路３ａ、３ｂが僅かばかり開放された状態となるように下流側流量調節弁１１の動作位置を切り換えた上で、対応する燃料添加装置２５ａ、２５ｂから当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに燃料を噴射する。
【００６２】
このように燃料添加装置２５ａ、２５ｂから対応するＮＯX触媒６ａ、６ｂに燃料が添加されると、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気がリッチ雰囲気となるので、ＮＯX触媒６ａ、６ｂは保持しているＮＯXを解放し、斯くして解放されたＮＯXを燃料添加装置２５ａ、２５ｂから供給された燃料（ＨＣ）を還元剤として利用して還元浄化する。
【００６３】
一方、本実施形態のＳＯX離脱処理では、一方のＮＯX触媒６ａ、６ｂのＮＯX保持能力がＳＯXによって低下せしめられていると推定されたときに、ＮＯX浄化処理が実行されるときと同様に、各流量調節弁９、１１の動作位置が切り換えられた状態で、燃料添加装置２５ａ、２５ｂから対応するＮＯX触媒６ａ、６ｂに燃料が供給され、これによって当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度がＳＯX離脱温度にまで上昇せしめられると共に、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気がリッチ雰囲気とされる。
【００６４】
そして、ＳＯX離脱処理の実行中において、予め定められた条件が上述したように成立したと判断されたときには、燃料添加装置２５ａ、２５ｂから当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに添加される燃料の量を一時的にほぼ零にまで減量することによって当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気とされる。また、本実施形態では、このとき、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ周囲の雰囲気のリーン度合いをより大きくするために、上流側流量調節弁９の開度が当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂにとって一時的に大きくされ、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに内燃機関から排出された排気ガスが供給される。
【００６５】
ここで、ＳＯX離脱処理において燃料添加装置２５ａ、２５ｂから単位時間当たりにＮＯX触媒６ａ、６ｂに添加される燃料の量は、ＮＯX浄化処理において燃料添加装置２５ａ、２５ｂから単位時間当たりにＮＯX触媒６ａ、６ｂに添加される燃料の量よりも多い。
【００６６】
なお、本実施形態のＳＯX離脱処理において、燃料添加装置２５ａ、２５ｂから添加される燃料の量、予め定められた条件が成立したと判断されたときに一時的に減量せしめられる燃料の量、および、このように一時的に燃料の量を減量する期間は、内燃機関の運転パラメータ、例えば、機関回転数、吸気量、燃料噴射量、および、排気空燃比に応じて決定される。
【００６７】
また、本実施形態は図３に示したようにＳＯX検出センサ２３ａ、２３ｂを備える排気浄化装置にも適用可能である。さらに、本実施形態は図５に示したように各排気枝通路３ａ、３ｂに上流側流量調節弁９ａ、９ｂと下流側流量調節弁１１ａ、１１ｂが配置されている実施形態にも適用可能である。さらに、本実施形態のＳＯX離脱処理において、ＮＯX触媒６ａ、６ｂからＳＯXを離脱させるべきであると判断されたときに、燃料添加装置２５ａ、２５ｂから燃料を添加せずに且つ流量調節弁９、１１の動作位置を維持したまま、内燃機関の運転を制御し、すなわち、内燃機関から排出される排気ガスの特性を制御して当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度をＳＯX離脱温度にまで上昇させ、その後、流量調節弁９、１１の動作位置を上述したように切り換え且つ燃料添加装置２５ａ、２５ｂから燃料を当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに添加するようにしてもよい。
【００６８】
もちろん、本実施形態においても、ＳＯX離脱処理の実行時における各流量調節弁９、１１の開度は、内燃機関の運転パラメータ、例えば、機関回転数、吸気量、燃料噴射量、および、排気空燃比に応じて決定される。
【００６９】
また、本実施形態は、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ上流にのみ流量調節弁９が配置されている排気浄化装置にも適用可能であり、ＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流にのみ流量調節弁１１が配置されている排気浄化装置にも適用可能である。
【００７０】
図７に第６実施形態のＳＯX離脱処理を実行するフローチャートを示した。図７に示したフローチャートでは、始めに、ステップ３０において、リッチフラグＦ１がセットされている（Ｆ１＝１）か否かが判別される。ここでのリッチフラグＦ１は図２に示したリッチフラグＦ１と同じフラグである。
【００７１】
ステップ３０において、Ｆ１＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ３０において、Ｆ１＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ３１に進んで、ＳＯX離脱処理が施されるべきＮＯX触媒６ａ、６ｂにとって流量調節弁９、１１の開度が小さくされ、次いでステップ３２において、燃料添加装置２５ａ、２５ｂから燃料が添加される。
【００７２】
次いで、ステップ３３において、リーンフラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。ここでのリーンフラグＦ２も図２に示したリーンフラグＦ２と同じフラグである。ステップ３３において、Ｆ２＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ３３において、Ｆ２＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ３４に進んで、燃料添加装置２５ａ、２５ｂからの燃料の添加が停止され、次いでステップ３５において、流量調節弁９、１１の開度が大きくされ、次いでステップ３６において、フラグＦ２がリセットされる。
【００７３】
なお、本発明は、図８に示したパティキュレートフィルタを具備する排気浄化装置にも適用可能である。最後に、図８に示したパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタと称す）３０について説明する。図８（Ａ）はフィルタ３０の端面図であり、図８（Ｂ）はフィルタ３０の縦断面図である。図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示したように、フィルタ３０はハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路５０，５１を具備する。これら排気流通路の略半数がその下流端開口を栓５２で閉鎖することによって排気流入通路５０とされ、残りの半数がその上流端開口を栓５３で閉鎖することによって排気流出通路５１とされている。これら排気ガス流入通路５０および排気ガス流出通路５１は薄肉の隔壁５４を介して交互に配置される。云い換えると、排気ガス流入通路５０および排気ガス流出通路５１は各排気ガス流入通路５０が四つの排気ガス流出通路５１により包囲され、各排気ガス流出通路５１が四つの排気ガス流入通路５０により包囲されるように配置される。
【００７４】
フィルタ３０は、例えば、コージェライトのような多孔質材料から形成される。したがって、排気ガス流入通路５０内に流入した排気ガスは、図８（Ｂ）において矢印で示したように、隔壁５４の細孔を通って、隣接する排気ガス流出通路５１内に流入する。
【００７５】
フィルタ３０内には、隔壁５４の両壁面上、および、隔壁の細孔を画成する壁面上に全面に亘って、例えば、アルミナからなる担体の層が形成され、この担体層上に、貴金属触媒と、活性酸素生成剤とが担持されている。
【００７６】
貴金属触媒としては、白金（Ｐｔ）が用いられる。一方、活性酸素生成剤としては、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）のようなアルカリ金属、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）のようなアルカリ土類金属、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）のような希土類、鉄（Ｆｅ）のような遷移金属、およびスズ（Ｓｎ）のような炭素族元素から選ばれた少なくとも一つが用いられる。
【００７７】
活性酸素生成剤は、周囲に過剰な酸素が存在すると酸素を吸収・吸着によって保持し且つ周囲の酸素濃度が低下すると保持している酸素を活性酸素の形で解放することによって活性酸素を生成する。次に、活性酸素生成剤の活性酸素生成作用について、担体上に白金およびカリウムを担持させた場合を例にとって説明するが、他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類、遷移金属を用いても同様な活性酸素生成作用が行われる。
【００７８】
吸気通路２および内燃機関の燃焼室内に供給された空気と燃料との比を排気ガスの空燃比と称すると、圧縮着火式内燃機関から排出される排気ガスの空燃比はリーンである。したがって、フィルタ３０に流入する排気ガスは多量の過剰空気を含んでいる。また、圧縮着火式内燃機関の燃焼室内ではＮＯが発生する。したがって、排気ガス中にはＮＯが含まれている。また、燃料中には硫黄成分Ｓが含まれており、この硫黄成分Ｓは燃焼室内で酸素と反応してＳＯ2となる。したがって、排気ガス中にはＳＯ2が含まれている。このため過剰酸素、ＮＯおよびＳＯ2を含んだ排気ガスがフィルタ３０の排気ガス流入通路５０内に流入することになる。
【００７９】
図９（Ａ）および（Ｂ）は排気ガス流入通路５０の周壁面上に形成された担体層の表面の拡大図を模式的に表わしている。なお、図８（Ａ）および（Ｂ）において、６０は白金の粒子を示し、６１はカリウムを含んでいる活性酸素生成剤を示している。
【００８０】
排気ガスがフィルタ３０の排気ガス流入通路５０内に流入すると、図９（Ａ）に示したように、排気ガス中の酸素（Ｏ2）がＯ2 -またはＯ2-の形で白金の表面に付着する。一方、排気ガス中のＮＯは白金の表面上でＯ2 -またはＯ2-と反応し、ＮＯ2となる（２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2）。斯くして生成されたＮＯ2の一部は白金上で酸化されつつ活性酸素生成剤６１内に吸収（場合によっては吸着）によって保持され、図９（Ａ）に示したように、カリウムと結合しながら硝酸イオン（ＮＯ3 -）の形で活性酸素生成剤６１内に拡散し、硝酸カリウム（ＫＮＯ3）を生成する。すなわち、排気ガス中の酸素が硝酸カリウム（ＫＮＯ3）の形で活性酸素生成剤６１内に吸収によって保持される。
【００８１】
排気ガス中のＳＯ2もＮＯと同様なメカニズムで活性酸素生成剤６１内に吸収（場合によっては吸着）によって保持される。すなわち、排気ガス中のＳＯ2は白金の表面でＯ2 -またはＯ2-と反応してＳＯ3となる。斯くして生成されたＳＯ3の一部は白金上でさらに酸化されつつ活性酸素生成剤６１内に吸収によって保持され、カリウムと結合しながら硫酸イオン（ＳＯ4 2-）の形で活性酸素生成剤６１内に拡散し、硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）を生成する。すなわち、排気ガス中の酸素が硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）の形で活性酸素生成剤６１内に吸収によって保持される。
【００８２】
ここで、燃焼室内においては主にカーボン（Ｃ）からなる微粒子が生成される。したがって、排気ガス中にはこれら微粒子が含まれている。排気ガス中に含まれているこれら微粒子は排気ガスがフィルタ３０の排気ガス流入通路５０内を流れているとき、或いは、隔壁５４の細孔内を通過するときに、図９（Ｂ）において６２で示したように担体層の表面、例えば、活性酸素生成剤６１の表面上に接触し、付着する。
【００８３】
このように微粒子６２が活性酸素生成剤６１の表面上に付着すると、微粒子６２と活性酸素生成剤６１との接触面では酸素濃度が低下する。すなわち、活性酸素生成剤６１の周囲の酸素濃度が低下する。酸素濃度が低下すると酸素濃度の高い活性酸素生成剤６１内との間で濃度差が生じ、斯くして、活性酸素生成剤６１内の酸素が微粒子６２と活性酸素生成剤６１との接触面に向けて移動しようとする。その結果、活性酸素生成剤６１内に形成されている硝酸カリウム（ＫＮＯ3）がカリウム（Ｋ）と酸素（Ｏ）とＮＯとに分解され、酸素（Ｏ）が微粒子６２と活性酸素生成剤６１との接触面に向かい、その一方で、ＮＯが活性酸素生成剤６１から外部に放出される。斯くして活性酸素生成剤６１が活性酸素を生成する。外部に放出されたＮＯは下流側の白金上において酸化され、再び活性酸素生成剤６１に保持される。
【００８４】
また、このとき活性酸素生成剤６１内に形成されている硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）もカリウム（Ｋ）と酸素（Ｏ）とＳＯ2とに分解され、酸素（Ｏ）が微粒子６２と活性酸素生成剤６１との接触面に向かい、その一方で、ＳＯ2が活性酸素生成剤６１から外部に放出される。斯くして活性酸素生成剤６１が活性酸素を生成する。外部に放出されたＳＯ2は下流側の白金上において酸化され、再び活性酸素生成剤６１に保持される。ただし、硫酸カリウムは安定で分解しづらいので硫酸カリウムは硝酸カリウムよりも酸素を放出しづらい。
【００８５】
ここで、活性酸素生成剤６１によって生成される活性酸素はそこに付着した微粒子を酸化除去するために消費される。すなわち、フィルタ３０に捕集された微粒子は活性酸素生成剤６１によって生成される活性酸素によって酸化除去される。
【００８６】
従来、フィルタに捕集されている微粒子を除去する場合、フィルタの温度を比較的高い温度にまで上昇させることによって微粒子を燃焼し、これにより微粒子を除去していた。
【００８７】
一方、本発明において微粒子を除去するために利用される酸素は、硝酸カリウムや硫酸カリウムのような化合物から分解された活性酸素であって、不対電子を有することから、極めて高い反応性を有する。したがって、この活性酸素によれば、フィルタの温度が比較的低くても、微粒子を酸化除去することができる。
【００８８】
このように、従来のフィルタでは、火炎を伴う燃焼によって微粒子を除去していたのに対し、本発明のフィルタでは、輝炎を発することのない酸化によって微粒子を除去している。したがって、本発明のフィルタによれば、そこに捕集された微粒子は連続的に酸化除去され、すなわち、活性酸素（Ｏ）が微粒子６２に接触すると、微粒子６２は短時間（数秒〜数十分）のうちに輝炎を発することなく酸化せしめられ、微粒子６２は完全に消滅する。したがって、微粒子６２がフィルタ３０上に堆積することはほとんどない。
【００８９】
なお、活性酸素生成剤６１は周囲に過剰な酸素が存在するとＮＯXを硝酸イオンの形で保持することによって結果的に酸素を保持する。すなわち、活性酸素生成剤６１は周囲に過剰な酸素が存在するとＮＯXを吸収・吸着によって保持する。一方、活性酸素生成剤６１は周囲の酸素濃度が低下すると硝酸イオンの形で保持されているＮＯXを解放することによって活性酸素を生成する。すなわち、活性酸素生成剤６１は周囲の酸素濃度が低下するとＮＯXを解放する。したがって、本発明の活性酸素生成剤６１はＮＯX保持剤としても機能する。
【００９０】
ここで、活性酸素生成剤６１周りの酸素濃度が低下する場合とは、上述したように、周囲の雰囲気はリーン雰囲気であるが活性酸素生成剤６１に微粒子が付着した場合の他に、フィルタ３０に流入するガスの空燃比がリッチとなって周囲の雰囲気がリッチ雰囲気となった場合がある。
【００９１】
周囲の雰囲気はリッチ雰囲気であるが活性酸素生成剤６１に微粒子が付着することで活性酸素生成剤６１周りの酸素濃度が低下した場合に解放されたＮＯXは、上述したように、再び活性酸素生成剤６１に吸収によって保持される。一方、フィルタ３０に流入する排気ガスの空燃比がリッチとなって周囲の雰囲気がリッチ雰囲気となった場合に解放されたＮＯXは、白金の作用によって排気ガス中の炭化水素で還元浄化される。云い方を換えれば、燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のガスをフィルタ３０に供給すれば、活性酸素生成剤６１に保持されているＮＯXを還元浄化することができる。したがって、本発明のフィルタ３０は、活性酸素生成剤６１と白金とからなるＮＯX触媒を具備する。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、ＳＯX離脱処理の実行中にＮＯX触媒周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気とされ、これによって、ＮＯX触媒周囲には多量の酸素が存在することとなる。このため、ＮＯX触媒表面に付着した可溶性有機物質（ＳＯＦ）が酸化除去される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の排気浄化装置を備えた内燃機関を示す図である。
【図２】第１実施形態のＳＯX離脱処理を実行するフローチャートである。
【図３】第２実施形態の排気浄化装置を示す図である。
【図４】第３実施形態のＳＯX離脱処理を実行するフローチャートである。
【図５】第４実施形態の排気浄化装置を示す図である。
【図６】第６実施形態の排気浄化装置を示す図である。
【図７】第６実施形態のＳＯX離脱処理を実行するフローチャートである。
【図８】パティキュレートフィルタを示す図である。
【図９】活性酸素生成剤の活性酸素生成作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１…機関本体
２…吸気通路
３…排気通路
３ａ、３ｂ…排気枝通路
６ａ、６ｂ…ＮＯX触媒
９、９ａ、９ｂ、１１、１１ａ、１１ｂ…流量調節弁
１４…燃焼式ヒータ
１８…燃料タンク
２３ａ、２３ｂ…ＳＯX検出センサ
２５ａ、２５ｂ…燃料添加装置
３０…パティキュレートフィルタ
Claims (1)
- 内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ触媒を機関排気通路内に具備し、ＮＯｘ触媒は周囲の雰囲気がリーン雰囲気であるときにはＳＯｘを保持し、ＮＯｘ触媒からＳＯｘを離脱させるべきときには、ＮＯｘ触媒の温度をＳＯｘ離脱温度まで上昇させると共にＮＯｘ触媒周囲の雰囲気をリッチ雰囲気にするＳＯｘ離脱処理を実行することによってＮＯｘ触媒からＳＯｘを離脱させるようにし、さらに、ＳＯｘ離脱処理の実行中にＮＯｘ触媒周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気とされるようにした排気浄化装置において、ＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの量を調節するための流量調節弁をＮＯｘ触媒上流の機関排気通路内とＮＯｘ触媒下流の機関排気通路内とにさらに具備すると共に、燃焼式ヒータをさらに具備し、ＳＯｘ離脱処理の実行時には、内燃機関の運転および燃焼式ヒータの運転を制御してＮＯｘ触媒の温度を上昇させ、該ＮＯｘ触媒の温度がＳＯｘ離脱温度にまで上昇したときに、上流側の流量調整弁の開度を小さくしてＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの量を低減すると共に下流側の流量調節弁の開度を燃焼式ヒータの運転にとって最適な開度として燃焼式ヒータからリッチ空燃比のガスをＮＯｘ触媒に供給することによってＮＯｘ触媒周囲の雰囲気がリッチ雰囲気とされ、一方、該燃焼式ヒータからＮＯｘ触媒に一時的にリーン空燃比のガスを供給することによってＮＯｘ触媒周囲の雰囲気が一時的にリーン雰囲気とされることを特徴とする排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002016870A JP4075387B2 (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002016870A JP4075387B2 (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003214154A JP2003214154A (ja) | 2003-07-30 |
| JP4075387B2 true JP4075387B2 (ja) | 2008-04-16 |
Family
ID=27652768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002016870A Expired - Lifetime JP4075387B2 (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4075387B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4270170B2 (ja) * | 2004-11-02 | 2009-05-27 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP4556760B2 (ja) * | 2005-05-02 | 2010-10-06 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US8516798B2 (en) | 2009-07-30 | 2013-08-27 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for control of an emission system with more than one SCR region |
| US8240194B2 (en) | 2009-07-30 | 2012-08-14 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for diagnostics of an emission system with more than one SCR region |
| CN115217596B (zh) * | 2021-07-21 | 2024-02-23 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种发动机及其控制方法 |
| CN115045739B (zh) * | 2022-05-16 | 2024-02-20 | 潍柴动力股份有限公司 | 船用柴油机的排放控制方法、控制装置及控制系统 |
-
2002
- 2002-01-25 JP JP2002016870A patent/JP4075387B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003214154A (ja) | 2003-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3758617B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP5415481B2 (ja) | 内燃機関の希薄排ガスから窒素酸化物およびカーボンブラック粒子を除去するための方法 | |
| JP3879522B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置、および、該排気浄化装置のパティキュレートフィルタに触媒を担持させる触媒担持方法 | |
| KR100437521B1 (ko) | 내연기관의 배기 정화 장치 | |
| JP4075387B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3888171B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置、および、該排気浄化装置のパティキュレートフィルタに触媒を担持させる触媒担持方法 | |
| JP3945137B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2004092584A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3855777B2 (ja) | 内燃機関のパティキュレートフィルタ | |
| JP4341351B2 (ja) | 排気浄化器の浄化能力回復方法 | |
| JP4626439B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3641668B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2004036405A (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
| JP4178797B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3570392B2 (ja) | 排気ガス浄化方法 | |
| JP3578107B2 (ja) | 排気ガス浄化方法 | |
| JP4366950B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP4175031B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2003214159A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2002081309A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3900039B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3463647B2 (ja) | 排気ガス浄化方法および排気ガス浄化装置 | |
| JP3558046B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2004353528A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3463649B2 (ja) | 排気ガス浄化方法および排気ガス浄化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041012 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070914 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071009 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071120 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080108 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080121 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4075387 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140208 Year of fee payment: 6 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |