JP4911245B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。

ディーゼルエンジンのような希薄燃焼を実施する内燃機関の排気系には、排気ガス中のＮＯ_Ｘを浄化するためのＮＯ_Ｘ触媒装置が配置されている。このようなＮＯ_Ｘ触媒装置として、排気ガスがリーン空燃比である時、すなわち、排気ガス中の酸素濃度が高い時に、排気ガス中のＮＯ_Ｘを良好に保持するＮＯ_Ｘ触媒装置が提案されている。このＮＯ_Ｘ触媒装置は、再生処理として、排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチ空燃比とすれば、すなわち、排気ガス中の酸素濃度を低下させれば、保持したＮＯ_Ｘを離脱し、こうして離脱させたＮＯ_Ｘを排気ガス中の還元物質によりＮ_２へ還元浄化することができる。
しかしながら、このようなＮＯ_Ｘ触媒装置の再生処理においてＮ_２Ｏ（一酸化二窒素又は亜酸化窒素）が生成されることがあり、Ｎ_２Ｏも大気中へ放出することは好ましくない。それにより、再生処理時においてＮＯ_Ｘ触媒装置からのＮ_２Ｏの流出量を減少させることを意図した内燃機関の排気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２１１６７６

前述の内燃機関の排気浄化装置は、再生処理時の排気ガス中の酸素濃度が高いと、Ｎ_２Ｏの生成量が増加するとして、排気通路へ燃料を供給するのではなく燃焼空燃比をリッチ空燃比としてＮＯ_Ｘ触媒装置へ流入する再生処理時の排気ガスの酸素濃度を予め低下させている。燃焼空燃比をリッチ空燃比とすると、排気ガス中の酸素濃度を低下させることができるだけでなく、排気ガス中に含まれる還元物質はＣＯ及び低沸点化改質ＨＣとなり、ＮＯ_Ｘを良好に還元浄化させることができる。
しかしながら、こうして再生処理時に燃焼空燃比をリッチ空燃比とすると、排気ガス中の酸素濃度の低下により再生処理中のＮ_２Ｏの生成量を全体的には減少させることができるが、一時的にＮ_２Ｏが多量に生成されることがあり、再生処理に伴うＮ_２Ｏの流出量を十分に減少させることができない。
従って、本発明の目的は、排気ガス中の酸素濃度が高い時には排気ガス中のＮＯ_Ｘを良好に保持し、再生処理として、排気ガス中の酸素濃度を低下させれば、保持したＮＯ_Ｘを離脱し、こうして離脱させたＮＯ_Ｘを排気ガス中の還元物質によりＮ_２へ還元浄化することができるＮＯ_Ｘ触媒装置を具備する内燃機関の排気浄化装置において、燃焼空燃比をリッチ空燃比とする再生処理に伴ってＮＯ_Ｘ触媒装置から流出するＮ_２Ｏの流出量を十分に減少させることである。

本発明による請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置は、排気ガス中の酸素濃度が高い時には排気ガス中のＮＯ_Ｘを保持し、再生処理として、排気ガス中の酸素濃度を低下させれば、保持したＮＯ_Ｘを離脱し、こうして離脱させたＮＯ_Ｘを排気ガス中の還元物質によりＮ_２へ還元浄化することができるＮＯ_Ｘ触媒装置を具備する内燃機関の排気浄化装置において、前記再生処理は燃焼空燃比をリーン空燃比から設定リッチ空燃比へ変化させることにより実施され、前記再生処理を開始するために前記ＮＯ_Ｘ触媒装置内の排気ガスの空燃比が前記リーン空燃比から前記設定リッチ空燃比となるまでの間における第一設定期間、及び、前記再生処理を終了するために前記ＮＯ_Ｘ触媒装置内の排気ガスの空燃比が理論空燃比となった以降における第二設定期間の少なくとも一方において、前記ＮＯ_Ｘ触媒装置へＮ_２Ｏ還元剤を供給することを特徴とする。
本発明による請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記第一設定期間は、前記再生処理を開始するために燃焼空燃比を前記リーン空燃比から前記設定リッチ空燃比へ変化させた時から第一設定時間経過した時に開始するように設定されていることを特徴とする。
本発明による請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記第二設定期間は、前記再生処理を終了するために燃焼空燃比を前記設定リッチ空燃比からリーン空燃比へ変化させた時から第二設定時間経過した時に開始するように設定されていることを特徴とする。
本発明による請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置は、請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記Ｎ_２Ｏ還元剤は、再生処理時の排気ガス中に含まれる低沸点化改質ＨＣより高沸点の燃料であることを特徴とする。
本発明による請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置は、請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記Ｎ_２Ｏ還元剤は、膨張行程又は排気行程において気筒内へ供給された後に排気ガスと共に前記ＮＯ_Ｘ触媒装置へ供給されることを特徴とする。
本発明による請求項６に記載の内燃機関の排気浄化装置は、請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記Ｎ_２Ｏ還元剤は、前記ＮＯ_Ｘ触媒装置の上流側の排気通路に供給された後に排気ガスと共に前記ＮＯ_Ｘ触媒装置へ供給されることを特徴とする。

本発明による請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気ガス中の酸素濃度が高い時には排気ガス中のＮＯ_Ｘを良好に保持し、再生処理として、排気ガス中の酸素濃度を低下させれば、保持したＮＯ_Ｘを離脱し、こうして離脱させたＮＯ_Ｘを排気ガス中の還元物質によりＮ_２へ還元浄化することができるＮＯ_Ｘ触媒装置を具備する内燃機関の排気浄化装置において、再生処理は燃焼空燃比をリーン空燃比から設定リッチ空燃比へ変化させることにより実施され、再生処理を開始するためにＮＯ_Ｘ触媒装置内の排気ガスの空燃比がリーン空燃比から設定リッチ空燃比となるまでの間における第一設定期間はＮＯ_Ｘ触媒装置へ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍となって離脱ＮＯ_Ｘは十分に還元されずにＮ_２Ｏが生成され易く、また、再生処理を終了するためにＮＯ_Ｘ触媒装置内の排気ガスの空燃比が理論空燃比となった以降における第二設定期間は再生処理中のＮＯ_Ｘの還元により生成されたアンモニアＮＨ_３が酸化されてＮ_２Ｏが生成され易いために、第一設定期間及び第二設定期間の少なくとも一方において、ＮＯ_Ｘ触媒装置へＮ_２Ｏ還元剤を供給することをより、生成されたＮ_２ＯをＮ_２又はＮＯ等に還元することができ、再生処理に伴ってＮＯ_Ｘ触媒装置から流出するＮ_２Ｏの流出量を十分に低減することができる。
本発明による請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、第一設定期間は、再生処理を開始するために燃焼空燃比をリーン空燃比から設定リッチ空燃比へ変化させた時から第一設定時間経過した時に開始するように設定されており、第一設定時間を考慮して第一設定期間においてＮＯ_Ｘ触媒装置へＮ_２Ｏ還元剤を供給することができる。
本発明による請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、第二設定期間は、再生処理を終了するために燃焼空燃比を設定リッチ空燃比からリーン空燃比へ変化させた時から第二設定時間経過した時に開始するように設定されており、第二設定時間を考慮して第二設定期間においてＮＯ_Ｘ触媒装置へＮ_２Ｏ還元剤を供給することができる。
本発明による請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、Ｎ_２Ｏ還元剤は、再生処理時の排気ガス中に含まれる低沸点化改質ＨＣより高沸点の燃料であり、このような高沸点燃料は、低沸点改質ＨＣよりＮＯ_Ｘ触媒装置内に残留し易く、ＮＯ_Ｘより還元させ難いＮ_２Ｏを良好に還元することができる。
本発明による請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置において、Ｎ_２Ｏ還元剤は、膨張行程又は排気行程において気筒内へ供給された後に排気ガスと共にＮＯ_Ｘ触媒装置へ供給されるようになっており、燃焼空燃比をリーン空燃比から設定リッチ空燃比とする再生処理時の排気ガス中に含まれる低沸点化改質ＨＣのように改質されることなく、高沸点の燃料としてＮＯ_Ｘ触媒装置へ供給することができる。
本発明による請求項６に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置において、Ｎ_２Ｏ還元剤は、ＮＯ_Ｘ触媒装置の上流側の排気通路に供給された後に排気ガスと共に前記ＮＯ_Ｘ触媒装置へ供給されるようになっており、燃焼空燃比をリーン空燃比から設定リッチ空燃比とする再生処理時の排気ガス中に含まれる低沸点化改質ＨＣのように改質されることなく、高沸点の燃料としてＮＯ_Ｘ触媒装置へ供給することができる。

本発明による内燃機関の排気浄化装置の実施形態を示す概略図である。 再生処理時のＮＯ_Ｘ触媒装置内の空燃比Ａ変化と、Ｎ_２Ｏ生成量Ｍ変化とを示すタイムチャートである。 還元物質毎のＮ_２Ｏ還元率を示すグラフである。

図１は本発明による内燃機関の排気浄化装置を示す概略図である。同図において、１は内燃機関である。内燃機関１は、ディーゼルエンジンであるが、希薄燃焼を実施する筒内噴射式火花点火内燃機関でも良い。内燃機関１において、２は一対の吸気弁３を介して気筒内へ通じる一対の吸気ポートであり、４は一対の排気弁５を介して気筒内へ通じる一対の排気ポートである。６はピストンであり、７はピストン６の頂面に形成された燃焼室である、８は燃焼室７内へ燃料を噴射する燃料噴射弁である。９は各気筒の排気ポート４に接続された排気マニホルドであり、１０は排気マニホルド９の下流側の単一の排気通路である。
ディーゼルエンジン又は筒内噴射式火花点火内燃機関のような希薄燃焼を実施する内燃機関１の排気ガス中には、比較的多くのＮＯ_Ｘが含まれるために、排気通路１０には、ＮＯ_Ｘを浄化するためのＮＯ_Ｘ触媒装置１１が配置されている。排気通路１０のＮＯ_Ｘ触媒装置１１の直上流側には、燃料を供給するための燃料供給装置１２が配置されている。１３はＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ流入する排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサである。
ＮＯ_Ｘ触媒装置１１には、ＮＯ_Ｘ保持剤と白金Ｐｔのような貴金属触媒とが担持されている。ＮＯ_Ｘ保持剤は、カリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つである。
ＮＯ_Ｘ触媒装置１１は、排気ガスがリーン空燃比である時、すなわち、排気ガス中の酸素濃度が高い時に、排気ガス中のＮＯ_Ｘを良好に保持し、すなわち、硝酸塩として良好に吸収したり、ＮＯ_２として良好に吸着したりする。しかしながら、無制限にＮＯ_Ｘを保持することはできず、ＮＯ_Ｘ保持量がＮＯ_Ｘ保持可能量に達してさらにＮＯ_Ｘを保持することができなくなる前に、再生処理として、排気ガスの空燃比をリッチ空燃比とし、すなわち、排気ガス中の酸素濃度を低下させる。それにより、保持ＮＯ_Ｘは離脱され、すなわち、吸収ＮＯ_Ｘは放出され、また、吸着ＮＯ_２は脱離され、これら離脱ＮＯ_Ｘは排気ガス中の還元物質によりＮ_２へ還元浄化される。
再生処理を開始するためには、圧縮行程において燃料噴射弁８により噴射される燃料を増量して、又は、膨張行程初期の燃焼中において燃料噴射弁８により追加燃料を噴射して、燃焼空燃比を通常運転のリーン空燃比から設定リッチ空燃比へ切り換えることによって、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ設定リッチ空燃比の排気ガスを流入させる。予め定められた再生処理時間が経過してほぼ全ての保持ＮＯ_ＸをＮＯ_Ｘ触媒装置１１から離脱させた時には、再生処理を終了するために、燃焼空燃比を設定リッチ空燃比から通常運転のリーン空燃比へ戻すこととなる。もちろん、再生処理の実施前後のリーン空燃比は運転状態によって必ずしも同じにならないことがある。再生処理において、圧縮行程の増量燃料噴射は連続噴射でも二又は三分割のような複数の分割噴射でも良く、また、膨張行程初期の追加燃料は圧縮行程末期の燃料噴射に連続しても不連続でも良い。
このような再生処理に伴って、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１においてＮ_２Ｏ（一酸化二窒素又は亜酸化窒素）が生成されることがある。Ｎ_２Ｏの大気放出は好ましくないために、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１からのＮ_２Ｏの流出量を低減することが必要である。
図２は、再生処理時のＮＯ_Ｘ触媒装置１１内の空燃比Ａ変化と、Ｎ_２Ｏ生成量Ｍ変化とを示すタイムチャートである。図２において、時刻ｔ１は、燃焼空燃比をリーン空燃比ＡＬ（例えば２２）から設定リッチ空燃比ＡＲ（例えば１２）へ切り換えた再生処理制御の開始時刻である。燃焼空燃比がリッチ空燃比ＡＲとされても、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１内の空燃比Ａは、排気マニホルド９及びＮＯ_Ｘ触媒装置１１の上流側の排気通路１０内を満たすリーン空燃比ＡＬの排気ガスによって、直ぐにはリッチ空燃比ＡＲとはならず、リーン空燃比ＡＬからリッチ側へ徐々に変化し、時刻ｔ４において設定リッチ空燃比ＡＲとなる。
こうして、再生処理を開始するためにＮＯ_Ｘ触媒装置１１内の排気ガスの空燃比がリーン空燃比ＡＬから設定リッチ空燃比ＡＲとなるまでの間（時刻ｔ１からｔ４）における時刻ｔ２から時刻ｔ３までの第一設定期間はＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比ＡＳ（例えば１４．７）近傍（例えば１８から１４）となって離脱ＮＯ_Ｘ及び排気ガス中のＮＯ_Ｘは十分に還元されずにＮ_２Ｏが生成され易い（ＮＯ＋Ｎ→Ｎ_２Ｏ）。このように、燃焼空燃比をリーン空燃比ＡＬから設定リッチ空燃比ＡＲへ切り換えた再生処理制御開始時刻ｔ１から第一設定時間経過した時に時刻ｔ２となって第一設定期間が開始される。第一設定時間は、排気マニホルド９及びＮＯ_Ｘ触媒装置１１の上流側の排気通路１０の容積が小さいほど短くなり、リーン空燃比ＡＬと理論空燃比ＡＳとの差が小さいほど短くなり、また、理論空燃比ＡＳと設定リッチ空燃比ＡＲとの差が大きいほど短くなる。
また、時刻ｔ５は、燃焼空燃比を設定リッチ空燃比ＡＲからリーン空燃比ＡＬへ切り換えた再生処理制御の終了時刻である。燃焼空燃比がリーン空燃比ＡＬとされても、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１内の空燃比Ａは、排気マニホルド９及びＮＯ_Ｘ触媒装置１１の上流側の排気通路１０内を満たす設定リッチ空燃比ＡＲの排気ガスによって、直ぐにはリーン空燃比ＡＬとはならず、リッチ空燃比ＡＲからリーン側へ徐々に変化し、時刻ｔ８においてリーン空燃比ＡＬとなる。
ところで、再生処理中において、ＮＯ_Ｘの還元によりアンモニアＮＨ_３が生成され、こうして生成されたＮＨ_３の殆どは、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１の担体に吸着される等してＮＯ_Ｘ触媒装置１１から流出することなく留まる。
それにより、再生処理を終了するためにＮＯ_Ｘ触媒装置内の排気ガスの空燃比が理論空燃比ＡＳとなった以降（ｔ６以降）において、例えば排気ガス中の酸素により、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１内のアンモニアは、ほぼ全て酸化され、この際にＮ_２Ｏが生成され易い（２ＮＨ_３＋２Ｏ_２→Ｎ_２Ｏ＋３Ｈ_２Ｏ）。このように、再生処理を終了するためにＮＯ_Ｘ触媒装置内の排気ガスの空燃比が理論空燃比ＡＳとなった以降における時刻ｔ６から時刻ｔ７までの第二設定期間はＮ_２Ｏが生成され易い。ここで、再生処理中に生成されたアンモニア量が多い場合には、第二設定期間の終了時刻ｔ７はＮＯ_Ｘ触媒装置内の排気ガスの空燃比がリーン空燃比ＡＬとなる時刻ｔ８より後になることもある。このように、燃焼空燃比を設定リッチ空燃比ＡＲからリーン空燃比ＡＬへ切り換えた再生処理制御終了時刻ｔ５から第二設定時間経過した時に時刻ｔ６となって第二設定期間が開始される。第二設定時間は、排気マニホルド９及びＮＯ_Ｘ触媒装置１１の上流側の排気通路１０の容積が小さいほど短くなり、理論空燃比ＡＳと設定リッチ空燃比ＡＲとの差が小さいほど短くなり、また、リーン空燃比ＡＬと理論空燃比ＡＳとの差が大きいほど短くなる。
本実施形態においては、第一設定期間（時刻ｔ２から時刻ｔ３まで）及び第二設定期間（時刻ｔ６から時刻ｔ７まで）の少なくとも一方、好ましくは両方において、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１へＮ_２Ｏ還元剤を供給して、生成されたＮ_２ＯをＮ_２又はＮＯ等に還元するようにしている。それにより、再生処理に伴ってＮＯ_Ｘ触媒装置１１から流出するＮ_２Ｏの流出量を十分に低減することができる。Ｎ_２Ｏ還元剤の量は、第一設定期間及び第二設定期間においてそれぞれ生成されるＮ_２Ｏ量が多いほど多くすることが好ましい。
図３は、還元物質毎のＮ_２Ｏ還元率を示すグラフである。図３に示すように、ＣＯや例えばＣ_３Ｈ_６のような低沸点ＨＣより例えばＣ_１０Ｈ_２２のような高沸点ＨＣの方が、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１内に残留し易く、ＮＯ_Ｘより還元させ難いＮ_２Ｏを良好に還元することができる。ＮＯ_Ｘ還元率は、Ｎ_２Ｏ還元率とは逆の結果となり、ＣＯや低沸点ＨＣの方が高沸点ＨＣより高い還元率をもたらす。
それにより、本実施形態では、Ｎ_２Ｏ還元剤として、再生処理時のリッチ空燃比燃焼の排気ガス中に含まれる低沸点化改質ＨＣより高沸点の燃料を使用する。一方、ＮＯ_Ｘの還元には、リッチ空燃比燃焼の排気ガス中に含まれるＣＯ及び低沸点化改質ＨＣを使用する。
Ｎ_２Ｏ還元剤としての燃料は、例えば、燃料噴射弁８により膨張行程（膨張行程後半）又は排気行程において気筒内へ噴射された後に排気ガスと共にＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ供給されるようになっている。こうして、燃焼時のように気筒内で低沸点ＨＣに改質されることなく、高沸点の燃料としてＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ供給される。生成されるＮ_２Ｏ量に基づき定められたＮ_２Ｏ還元剤の量は全気筒に分割され、各気筒において割り当て分が噴射される。必要に応じて、各気筒において割り当て分は複数のサイクルに分割して噴射される。
この場合において、第一設定期間（ｔ２からｔ３まで）においてＮ_２Ｏ還元剤としての燃料が排気ガスと共にＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ供給されるように、燃料噴射弁８の噴射開始時刻が時刻ｔ１と時刻ｔ２との間に設定される。このＮ_２Ｏ還元剤としての燃料は、燃焼空燃比を設定リッチ空燃比ＡＲとするための燃料噴射量とは別に噴射される。
また、第二設定期間（ｔ６からｔ７まで）においてＮ_２Ｏ還元剤としての燃料が排気ガスと共にＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ供給されるように、燃料噴射弁８の噴射開始時刻が時刻ｔ５と時刻ｔ６との間に設定される。このＮ_２Ｏ還元剤としての燃料は、燃焼空燃比をリーン空燃比ＡＬとするための燃料噴射量とは別に噴射される。
また、Ｎ_２Ｏ還元剤としての燃料は、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１の直上流側に配置された燃料供給装置１２により排気通路に供給された後に排気ガスと共にＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ供給されるようにしても良い。それにより、低沸点ＨＣに改質されることなく、高沸点の燃料としてＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ供給される。生成されるＮ_２Ｏ量に基づき定められたＮ_２Ｏ還元剤の量は燃料供給装置１２により連続的又は間欠的に供給される。
この場合において、第一設定期間（ｔ２からｔ３まで）においてＮ_２Ｏ還元剤としての燃料が排気ガスと共にＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ供給されるように、燃料供給装置１２の供給開始時期が時刻ｔ１と時刻ｔ２との間に設定される。このＮ_２Ｏ還元剤としての燃料は、燃焼空燃比を設定リッチ空燃比ＡＲとするための燃料噴射量とは別に供給される。
また、第二設定期間（ｔ６からｔ７まで）においてＮ_２Ｏ還元剤としての燃料が排気ガスと共にＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ供給されるように、燃料供給装置１２の供給開始時刻が時刻ｔ５と時刻ｔ６との間に設定される。このＮ_２Ｏ還元剤としての燃料は、燃焼空燃比をリーン空燃比ＡＬとするための燃料噴射量とは別に供給される。
このように、燃料噴射弁８又は燃料供給装置１２は、電子制御装置により制御される。電子制御装置において、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１の再生時期であるか否かが判断される。例えば、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１の直上流側に上流側ＮＯ_Ｘ濃度センサを設けると共にＮＯ_Ｘ触媒装置１１の直下流側に下流側ＮＯ_Ｘ濃度センサを設けて、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ流入する排気ガス中のＮＯ_Ｘ濃度とＮＯ_Ｘ触媒装置１１から流出する排気ガス中のＮＯ_Ｘ濃度とを検出し、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ流入する排気ガス中のＮＯ_Ｘ濃度とＮＯ_Ｘ触媒装置１１から流出する排気ガス中のＮＯ_Ｘ濃度との差が設定値を下回る時に、ＮＯ_Ｘ触媒装置１１のＮＯ_Ｘ保持量は、ＮＯ_Ｘ保持可能量近傍に到達して、排気ガス中のＮＯ_Ｘを十分に保持することができなくなったとして、再生時期と判断することができる。
また、下流側ＮＯ_Ｘ濃度センサを設けることなく、上流側ＮＯ_Ｘ濃度センサによりＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ流入する排気ガス中のＮＯ_Ｘ濃度を検出し、ＮＯ_Ｘ濃度から定まる単位時間当たりの排気ガス中に含まれるＮＯ_Ｘ量の設定割合が単位時間当たりにＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ保持されるとして、単位時間当たりの保持量を積算して現在のＮＯ_Ｘ保持量を推定し、これが設定量に達した時に再生時期と判断するようにしても良い。また、上流側ＮＯ_Ｘ濃度センサも設けることなく、機関運転状態毎の単位時間当たりの排気ガス中に含まれるＮＯ_Ｘ量を予め設定しておいて、その設定割合が単位時間当たりにＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ保持されるとして、単位時間当たりの保持量を積算して現在のＮＯ_Ｘ保持量を推定し、これが設定量に達した時に再生時期と判断するようにしても良い。
空燃比センサ１３によりＮＯ_Ｘ触媒装置１１へ流入する排気ガスの空燃比を監視することができる。

１ 内燃機関
１１ ＮＯ_Ｘ触媒装置
１２ 燃料供給装置

Claims (6)

1. 排気ガス中の酸素濃度が高い時には排気ガス中のＮＯ_Ｘを保持し、再生処理として、排気ガス中の酸素濃度を低下させれば、保持したＮＯ_Ｘを離脱し、こうして離脱させたＮＯ_Ｘを排気ガス中の還元物質によりＮ_２へ還元浄化することができるＮＯ_Ｘ触媒装置を具備する内燃機関の排気浄化装置において、前記再生処理は燃焼空燃比をリーン空燃比から設定リッチ空燃比へ変化させることにより実施され、前記再生処理を開始するために前記ＮＯ_Ｘ触媒装置内の排気ガスの空燃比が前記リーン空燃比から前記設定リッチ空燃比となるまでの間における第一設定期間、及び、前記再生処理を終了するために前記ＮＯ_Ｘ触媒装置内の排気ガスの空燃比が理論空燃比となった以降における第二設定期間の少なくとも一方において、前記ＮＯ_Ｘ触媒装置へＮ_２Ｏ還元剤を供給することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記第一設定期間は、燃焼空燃比を前記リーン空燃比から前記設定リッチ空燃比へ変化させた時から第一設定時間経過した時に開始するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記第二設定期間は、燃焼空燃比を前記設定リッチ空燃比からリーン空燃比へ変化させた時から第二設定時間経過した時に開始するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記Ｎ_２Ｏ還元剤は、再生処理時の排気ガス中に含まれる低沸点化改質ＨＣより高沸点の燃料であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 前記Ｎ_２Ｏ還元剤は、膨張行程又は排気行程において気筒内へ供給された後に排気ガスと共に前記ＮＯ_Ｘ触媒装置へ供給されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. 前記Ｎ_２Ｏ還元剤は、前記ＮＯ_Ｘ触媒装置の上流側の排気通路に供給された後に排気ガスと共に前記ＮＯ_Ｘ触媒装置へ供給されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。

Images