WO1998048153A1 - Systeme de gestion d'emissions d'echappement pour moteurs a combustion interne - Google Patents

Description

明 細 書 内燃機関の排気浄化装置 技術分野

本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。 背景技術

特開平 6 — 1 5 9 0 3 7号公報は機関排気通路内に排気中の微粒 子を捕集するフィ ルタを配置し、 このフィ ルタの排気上流側および 排気下流側の両側面を、 窒素酸化物 Ν Οχ を一時的に蓄える Ν〇 _χ 蓄積材により覆ったディ ーゼル機関の排気浄化装置を開示している 。 一般に、 ディ ーゼル機関の排気中には微粒子、 すなわち煤 （カー ボン） および可溶有機成分 （ S O F ) 、 と Ν Οχ とが含まれており 、 このような微粒子および N Ox が大気中に放出されるのは好ま し く ない。 そこで、 この排気浄化装置ではフィ ルタ内に微粒子を捕集 すると共に N Ox 蓄積材内に N Ox を蓄えるようにしている。

しかしながら、 フ ィ ルタの排気上流側面を覆う N〇 _x 蓄積材には 微粒子を含む排気が接触することになり、 この N Ox 蓄積材が微粒 子により被毒するともはや N 0 を良好に蓄えることができなく な るという問題点がある。 発明の開示

本発明の目的は N O x 蓄積材の N Ox 蓄積能力を確保することが できる排気浄化装置を提供することにある。

本発明によれば、 排気通路を有する内燃機関の排気浄化装置であ つて、 排気通路内に配置されて流入する排気中の微粒子を捕集する フ ィ ルタ と、 フ ィ ルタの排気下流側面上のみに配置されて流入する 排気中の N O x を一時的に蓄える N O x 蓄積材とを具備した排気浄 化装置が提供される。 図面の簡単な説明

図 1 はディ ーゼル機関の全体図、 図 2 はパティ キュ レー トフイ ノレ 夕の部分拡大断面図、 図 3 A、 図 3 Bおよび図 4 は図 1 の実施態様 による排気浄化方法を説明する図、 図 5 は割り込みルーチンを示す フローチャー ト、 図 6 は別の実施態様による割り込みルーチンを示 すフローチヤ一ト、 図 7 は別の実施態様によるディ ーゼル機関の全 体図、 図 8 は図 7 の実施態様による割り込みルーチンを示すフ ロー チャー ト、 図 9 は別の実施態様によるパティ キユ レ一 トフィルタの 部分拡大断面図、 図 1 0 は別の実施態様によるディ ーゼル機関の全 体図、 図 1 1 は図 1 0 の実施態様によるパティ キュ レー トフィルタ の部分拡大断面図、 図 1 2 Aおよび図 1 2 Bは N O x の吸放出作用 を説明するための図、 図 1 3 Aおよび図 1 3 8は図 1 0 の実施態様 による排気浄化方法を説明する図、 図 1 4 Aおよび図 1 4 Bは図 1 0 の実施態様による割り込みルーチ ンを示すフ ローチヤ一ト、 図 1 5 は別の実施態様によるディ ーゼル機関の全体図、 図 1 6 Aおよび 図 1 6 Bは図 1 5 の実施態様による割り込みルーチンを示すフ ロー チヤ一トである。 発明を実施するための最良の形態

以下に説明する実施態様は本発明をディ ーゼル機関に適用した場 合を示している。 しかしながら本発明を火花点火式機関に適用する こともできる。

図 1 を参照すると、 1 はシリ ンダブロ ッ ク、 2 はピス ト ン、 3 は シ リ ンダヘッ ド、 4 は燃焼室、 5 は吸気ポー ト、 6 は吸気弁、 7 は 排気ポー ト、 8 は排気弁、 9 は燃焼室 4 内に燃料を直接噴射する電 磁式の燃料噴射弁、 1 0 は燃料ポンプ （図示しない） から吐出され た燃料を各燃料噴射弁 9 に分配する燃料用蓄圧室をそれぞれ示す。 各気筒の吸気ポー ト 5 はそれぞれ対応する吸気枝管 1 1 を介して共 通のサージタ ンク 1 2 に接続され、 サージタ ンク 1 2 は吸気ダク ト 1 3 を介してエアク リ ーナ 1 4 に接続される。 吸気ダク ト 1 3 内に は吸気絞り弁 1 5が配置される。 一方、 各気筒の排気ポー ト 7 は共 通の排気マニホル ド 1 6 に接続され、 この排気マニホル ド 1 6 は排 気管 1 7 を介してパティ キュ レー トフィ ルタ 1 8 を内蔵した触媒コ ンバータ 1 9 に接続される。 触媒コ ンバータ 1 9 は排気管 2 0を介 してマフラ （図示しない） に接続される。 なお、 各燃料噴射弁 9 は 電子制御ュニッ ト 4 0からの出力信号に基づいて制御される。

図 1 のディ ーゼル機関には、 触媒コ ンバータ 1 9 を迂回して排気 管 1 7 と排気管 2 0 とを互いに接続するバイパス管 2 1 と、 バイパ ス管 2 1 との接続部より も排気下流の排気管 1 7 から延びてバイパ ス管 2 1 に到る排気管 2 2 と、 バイパス管 2 1 との接続部より も排 気上流の排気管 2 0 から延びて例えば機関駆動式の 2次空気ポンプ 2 3の吐出側に到る 2次空気導入管 2 4 とが設けられる。 2次空気 ポンプ 2 3 は通常、 停止されている。 また、 排気管 1 7 内および排 気管 2 0 内にはそれぞれ切り替え弁 2 5， 2 6が配置される。 これ ら切り替え弁 2 5， 2 6 はそれぞれ対応するァクチユエ一夕 2 7 , 2 8 により図 1 において実線でもつて示される第 1 の位置または図 1 において破線でもって示される第 2 の位置に選択的に位置せしめ れる。

切り替え弁 2 5， 2 6 は通常、 第 1 の位置に位置せしめられる。 切り替え弁 2 5， 2 6が共に第 1 の位置に位置せしめられると、 ィパス管 2 1 および排気管 2 が遮断され、 排気マ二ホル ド 1 6が パティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8の排気上流端 1 8 uに連通され、 ノ、。 ティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 の排気下流端 1 8 dがマフ ラに連通さ れる。 これに対し、 切り替え弁 2 5 ， 2 6が共に第 2 の位置に位置 せしめられると、 バイパス管 2 1 および排気管 2 2が開放され、 排 気マ二ホル ド 1 6がパティ キュ レー ト フ ィ ルタ 1 8の排気上流端 1 8 uに連通されることなくバイパス管 2 1 を介してマフラに連通さ れ、 パティ キュ レー ト フ ィ ルタ 1 8 の排気上流端 1 8 uが排気管 2 2およびバイパス管 2 1 を介しマフ ラに連通され、 2次空気導入管 2 4がバイパス管 2 1 およびマフラに連通されることなく パティ キ ユ レ一 トフ ィ ルタ 1 8 の排気下流端 1 8 d に連通される。 なお、 2 次空気ポンプ 2 3、 および切り替え弁 2 5 , 2 6 は電子制御ュニッ ト 4 0からの出力信号に基づいてそれぞれ制御される。

さ らに図 1 を参照すると、 2次空気導入管 2 4 内には 2 次空気ポ ンプ 2 3から吐出された 2次空気を加熱する加熱装置 2 9が設けら れる。 本実施態様では加熱装置 2 9 はパーナから構成される。 この パーナ 2 9 は通常停止せしめられており、 2次空気ポンプ 2 3が作 動されると作動される。 なお、 パーナ 2 9 は電子制御ュニッ ト 4 0 からの出力信号に基づいて制御される。

電子制御ュニッ ト （ E C U ) 4 0 はデジタルコ ンピュータからな り、 双方向性バス 4 1 を介して相互に接続された R O M ( リ ー ドォ ン リ メ モ リ ） 4 2 、 R A M (ラ ンダムアクセスメ モ リ） 4 3 、 C P U (マイ クロプロセッサ） 4 4 、 B — R A M (バッ クアップ R A M ) 4 5、 入力ポー ト 4 6、 および出力ポ一 ト 4 7 を具備する。 サー ジタ ンク 1 2 にはサージタ ンク 1 2 内の負圧に比例した出力電圧を 発生する負圧センサ 4 8が取り付けられる。 また、 アクセルペダル (図示しない） の踏み込み量 D E Pに比例した出力電圧を発生する 踏み込み量センサ 5 0が設けられる。 これら負圧セ ンサ 4 8および 踏み込み量センサ 5 0 の出力電圧はそれぞれ対応する A D変換器 5 1 を介して入力ポー ト 4 6 に入力される。 C P U 4 4では負圧セ ン サ 4 8の出力電圧に基づいて吸入空気量 Qが算出される。 さ らに、 入力ポー ト 4 6 にはクラ ンク シャ フ 卜が例えば 3 0度回転する毎に 出力パルスを発生するクラ ンク角センサ 5 2および車両速度に比例 した周期で出力パルスを発生する速度センサ 5 2 aが接続される。 C P U 4 4ではクラ ンク角センサ 5 2の出力パルスに基づいて機関 回転数 Nが算出される。 一方、 出力ポー ト 4 7 はそれぞれ対応する 駆動回路 5 3 を介して各燃料噴射弁 9 、 2次空気ポンプ 2 3、 ァク チユエ一夕 2 7 , 2 8、 およびパーナ 2 9 にそれぞれ接続される。 パティ キユ レ一 トフィ ルタ 1 8 は機関から排出される排気中の微 粒子、 すなわち煤 （カーボン） および可溶有機成分 （ S O F ) を捕 集するためのものである。 部分拡大断面図を示す図 2 を参照すると 、 パティ キュ レー ト フ ィ ルタ 1 8 はセラ ミ ッ クなどの多孔質材料か ら形成されて排気通路軸線に対しほぼ平行に延びるセル壁 6 0 によ り画定された複数のセルを具備する。 これらセルは、 排気上流端 1 8 uが開放されかつ排気下流端 1 8 dが閉鎖された上流端開放セル 6 1 u と、 排気上流端 1 8 uが閉鎖されかつ排気下流端 1 8 dが開 放された下流端開放セル 6 1 d とが交互に繰り返し並べられて形成 されている。 さ らに、 パティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8の排気下流側 面を構成する下流端開放セル 6 1 dの内壁面上は流入する排気中の N 0 X を一時的に蓄える N O x 蓄積材 6 2 により覆われており、 パ ティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 の排気上流側面を構成する上流端開放 セル 6 1 uの内壁面上は被毒物質が N 0 X 蓄積材 6 2 に到るのを阻 止する被毒物質除去材 6 3 により覆われている。 その結果、 図 2 に おいて矢印 E Gでもって示すように触媒コ ンバータ 1 9 内に流入し JP た排気はまず上流端開放セル 6 1 u内に流入し、 次いで被毒物質除 去材 6 3、 セル壁 6 0、 および N Ox 蓄積材 6 2 を順次通過して下 流端開放セル 6 1 d内に流入し、 斯く して触媒コ ンバータ 1 9から 流出す^。

0 蓄積材 6 2 は N Ox 吸着材 6 2 aから形成される。 この N 0 吸着材 6 2 aは例えばアルミ ナからなる担体上にパラ ジウム P d、 白金 P t、 およびロジウム R hからなる貴金属、 銅 C uおよび 鉄 F eからなる遷移金属、 およびリチウム P tから選ばれた少なく とも 1 つが担持されて形成されている。 この N Ox 吸着材 6 2 aは NOx 吸着材 6 2 aの温度が低いときに流入する排気中の N 0 を 蓄え、 N 0 吸着材 6 2 aの温度が高く なると蓄えている N Ox を 放出し、 このとき N 0 吸着材 6 2 a周りに還元剤が存在するとた とえ酸化雰囲気であっても N◦ を還元する。 この場合の N O x 蓄 積メ 力ニズムについては明らかでない部分もある。 しかしながら、 流入する排気中の N Ox が例えば白金 P t粒子の表面上に N〇 ₂ の 形で化学吸着でもって吸着されると考えられている。 この場合、 流 入排気中の N Oは白金 P t粒子の表面上で N 0₂ に酸化された後に 白金 P t粒子の表面上に吸着されると考えられている。 なお、 N O 吸着材 6 2 aが他の貴金属または遷移金属を担持した場合も同様 ¾> 6

一方、 被毒物質除去材 6 3 は H C吸着材 6 3 aから形成される。 この H C吸着材 6 3 aはゼォライ 卜からなる担体上に白金 P t およ びパラ ジウム P dからなる貴金属、 および銅 C uおよび鉄 F eから なる遷移金属から選ばれた少なく とも 1 つが担持されて形成されて いる。 この H C吸着材 6 3 aは H C吸着材 6 3 aの温度が低いとき に流入する排気中の気相炭化水素 （H C ) を一時的に蓄え、 H C吸 着材 6 3 aの温度が高く なると蓄えている H Cを放出する。 この場 合の H C吸着メ 力ニズムについては明らかでない部分もある。 しカヽ しながら、 流入する排気中の H Cがゼォライ 卜の細孔内に物理吸着 でもって吸着されると考えられている。 なお、 ゼォライ 卜 と して例 えば Z S M— 5型、 フヱ リエライ ト、 モルデナイ トなどの高シリ カ 含有ゼォライ トを用いることができる。

ところで、 ディ ーゼル機関では通常、 機関から排出されるスモー クゃ微粒子を低減するために、 燃焼室 4 内で燃焼される混合気の平 均空燃比は理論空燃比より も リ ーンに維持されている。 このため、 ディ ーゼル機関から排出された未燃 H Cなどに比べて浄化すべき N O x 量は圧倒的に多く 、 すなわち N O x を良好に浄化するための還 元剤が不足する。 そこで、 圧縮上死点周りに行われる通常の燃料噴 射に加えて、 燃料噴射弁 9から膨張行程または排気行程に 2回目の 燃料噴射すなわち 2次燃料噴射を行い、 それによつて排気中に還元 剤と しての燃料 （炭化水素） を 2次的に供給するようにしている。 なお、 この 2次燃料噴射による燃料は機関出力にほとんど寄与しな い。 また、 この 2次燃料噴射では機関から排出される N O x を浄化 するのに必要な量の燃料が噴射される。 機関から排出される N〇 _x 量は機関運転状態から推定することができ、 したがって 2 次燃料噴 射量を機関運転状態に応じて定めることができる。 このような 2次 燃料噴射を供給用 2 次燃料噴射と称する。

次に、 図 3 Α、 図 3 Βおよび図 4 を参照して本発明による排気浄 化方法を説明する。

切り替え弁 2 5 ， 2 6 は通常、 それぞれ第 1 の位置に位置せしめ られる。 その結果、 機関から排出された排気は排気管 1 7 を介して 触媒コ ンバータ 1 9 内に流入し、 ノヽ。ティ キユ レ一 トフイ ノレタ 1 8 内 を通過した後に排気管 2 0 内に流入する。 このとき、 2次空気ボン プ 2 3およびバ一ナ 2 9 は共に停止されている。 図 2 を参照して説 明したように、 触媒コ ンバータ 1 9 内に流入した排気はパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 の上流端開放セル 6 1 u内に流入し、 次いで H C吸着材 6 3 a、 セル壁 6 0、 および N 0 吸着材 6 2 aを順次通 過して下流端開放セル 6 1 d内に流入する。 このとき、 図 3 Aおよ び図 3 Bに示されるように流入する排気中の微粒子 Pが H C吸着材 6 3 a表面上或いはセル壁 6 0内に捕集され、 斯く して微粒子が大 気中に放出されるのが阻止される。

例えば機関低負荷運転時のように Ν Ο χ 吸着材 6 2 aおよび H C 吸着材 6 3 aの温度が低いときには図 3 Aに示されるように、 流入 する排気中の気相 H C (燃料） H C、 すなわち燃焼室 4 から排出さ れる未燃 H Cおよび供給用 2 次燃料噴射による H Cは H C吸着材 6 3 a内に吸着せしめられ、 流入する排気中の N O は H C吸着材 6 3 aおよびセル壁 6 0を順次通過して N 0 の形で N 0 _x 吸着材 6 2 a内に吸着せしめられる。 その結果、 N O x および H Cが大気中 に放出されるのも阻止される。

この場合、 N〇 _x 吸着材 6 2 aが H C吸着材 6 3 aおよびセル壁 6 0の排気上流側に設けられることなく排気下流側のみに設けられ ているので N〇_x 吸着材 6 2 aには微粒子および H Cがほとんど到 らない。 その結果、 N O x 吸着材 6 2 aがこれら微粒子および H C により被毒するのを阻止することができ、 したがって N 0 吸着材 6 2 aの N O x 吸着能力を維持することができる。

機関運転状態が変動してパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 に流入す る排気の温度が高く なり、 それにより N 0 吸着材 6 2 aおよび H C吸着材 6 3 aの温度が高く なると、 図 3 Bに示されるように H C 吸着材 6 3 aから吸着されている H Cが離脱し、 この H Cは排気の 流れにより次いでセル壁 6 0を通過して N O _x 吸着材 6 2 aに到る 。 一方、 このとき N O x 吸着材 6 2 aから吸着されている N 0 が 離脱しており、 この N 0 χ は H C吸着材 6 3 aから離脱した H Cに より還元される。 その結果、 この場合にも N O x および H Cが大気 中に放出されるのが阻止される。 したがって、 機関運転状態すなわ ち N O x 吸着材 6 2 aおよび H C吸着材 6 3 aの温度に関わらず N O _x および H Cが大気中に放出されるのを阻止することができる。 しかも、 本実施態様では特別な制御を行う ことなく N O x 吸着材 6 2 aおよび H C吸着材 6 3 aの吸着能力を確保することができる。 一方、 パティ キュ レー トフィ ルタ 1 8 に捕集された微粒子を除去 する再生作用を定期的に行う必要がある。 ところが、 パティ キユ レ ー トフィ ルタ 1 8 を酸化雰囲気にしつつ加熱すると微粒子は燃焼し 、 パティ キュ レー トフィルタ 1 8から除去される。 そこで本実施態 様では、 パティ キュ レー トフ ィルタ 1 8 に高温の 2次空気を供給す ることによりパティ キュ レー トフィ ルタ 1 8 に捕集された微粒子を 燃焼、 除去するようにしている。

すなわち、 パティ キュ レー トフィ ルタ 1 8の再生作用を行うべき ときには切り替え弁 2 5 ， 2 6がそれぞれ第 2の位置に位置せしめ られ、 2次空気ポンプ 2 3およびパーナ 2 9が共に作動される。 そ の結果、 機関から排出された排気はパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 を迂回してバイパス管 2 1 内を流通し、 2次空気ポンプ 2 3から吐 出された後にパーナ 2 9 により加熱された 2次空気が排気下流端 1 8 dからパティ キユ レ一 トフ ィ ルタ 1 8 内を流通して排気上流端 1 8 uから流出する。 したがって、 ノヽ。ティ キュ レー トフ イ ノレタ 1 8 に 捕集された微粒子が燃焼し、 斯く してパティ キュ レー トフィルタ 1 8が再生される。 なお、 2次空気はパティ キユ レ一 トフィ ルタ 1 8 の温度が例えば 6 0 0 °Cより も高く なるように加熱される。

このように本実施態様では、 2次空気をパティ キユ レ一 トフィル タ 1 8の排気下流端 1 8 dから排気上流端 1 8 uに向けて逆流させ ており、 したがって微粒子が燃焼して生成される灰をパティ キユ レ 一トフ ィ ルタ 1 8から良好に除去することができる。

ところで、 パティ キュ レー トフ ィルタ 1 8の再生作用時に触媒コ ンバ一タ 1 9 内に流入した高温の 2次空気 S Aは図 4 に示されるよ うに、 まず下流端開放セル 6 1 d内に流入し、 次いで N O X 吸着材 6 2 a、 セル壁 6 0、 および H C吸着材 6 3 aを順次通過した後に 上流端開放セル 6 1 uを介して触媒コ ンバータ 1 9から流出する。 その結果、 N O x 吸着材 6 2 aおよび H C吸着材 6 3 aが加熱され て Ν Ο χ 吸着材 6 2 aから吸着されている N O x が離脱し、 H C吸 着材 6 3 aから吸着されている H Cが離脱する。 N O x 吸着材 6 2 aから離脱した N O x は 2次空気の流れにより次いでセル壁 6 0お よび H C吸着材 6 3 aを通過して微粒子 Pおよび H Cと反応する。 その結果、 N O _x が還元浄化せしめられると共に微粒子および H C が酸化、 除去される。 したがって、 パティ キュ レー トフ ィルタ 1 8 の再生作用時に N O x 吸着材 6 2 aおよび H C吸着材 6 3 aから離 脱した N 0 X および H Cが大気中に放出されるのが阻止される。 な お、 パティ キユ レ一 トフィルタ 1 8 の再生作用時には供給用 2次燃 料噴射は停止されている。

このようにパティ キユ レ一 卜フィ ルタ 1 8の再生作用を行う と、 N O x 吸着材 6 2 aの N O x 離脱作用および H C吸着材 6 3 aの H C離脱作用が同時に行われる。 したがって、 パティ キュ レー トフィ ノレタ 1 8 の再生作用によりパティ キュ レー トフィ ルタ 1 8の微粒子 捕集能力を確保できるだけでなく、 同時に N 0 X 吸着材 6 2 aおよ び H C吸着材 6 3 aの吸着能力を確保すること もできる。

パティ キュ レー トフ ィルタ 1 8が微粒子により飽和せず、 N 0 X 吸着材 6 2 aが N O x により飽和せず、 H C吸着材 6 3 aが H Cに より飽和しない限り、 パティ キュ レー トフィ ルタ 1 8の再生作用を どのような時期に行ってもよい。 図 1 の実施態様では、 パティ キュ レー トフィルタ 1 8 に捕集された微粒子量に応じてパティ キユ レ一 トフィルタ 1 8の再生作用を行うようにしている。 すなわち、 パテ ィ キュ レー トフィルタ 1 8 の微粒子捕集量を例えば機関運転状態に 基づき推定し、 この推定された微粒子捕集量が予め定められた設定 値 （パティ キュ レー トフィ ルタ 1 8の最大捕集量の例えば 5 0 % ) を越えたときにパティ キュ レー トフ ィルタ 1 8の再生作用を行うよ うにしている。 一方、 車両累積走行距離が長く なる程微粒子捕集量 が多く なる。 そこで、 車両累積走行距離 Sを検出 し、 この累積走行 距離 Sが上限しきい値 U T Sを越えたときに推定微粒子捕集量が設 定値を越えたと判断するようにしている。

上述したように、 パティ キュ レー トフィルタ 1 8の再生作用が行 われると N O x 吸着材 6 2 aの N 0 _X 離脱作用および H C吸着材 6 3 aの H C離脱作用が同時に行われる。 したがって本実施態様では 、 パティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8の捕集微粒子量に応じて N O x 吸 着材 6 2 aの N O x 離脱作用および H C吸着材 6 3 aの H C離脱作 用が行われることになる。

また、 パティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 の再生作用が行われると上 述したように、 機関の排気はパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 を迂回 して大気に放出される。 したがつてこのとき機関から排出される微 粒子および N O x が大気中に放出されることになる。 一方、 機関負 荷が低く なるにつれて単位時間当たり機関から排出される微粒子量 および N O x 量が減少する。 そこで本実施態様では機関高負荷運転 時にパティ キュ レー トフィ ルタ 1 8の再生作用を禁止し、 機関低負 荷運転時にパティ キュ レー トフィルタ 1 8 の再生作用を行うように している。

図 5 は上述の実施態様を実行するためのルーチンを示している。 このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行 される。

図 5 を参照すると、 まずステップ 7 0では前回の割り込み時から 今回の割り込み時までの走行距離 d sが速度センサ 5 2 aの出力パ ルスから算出され、 この走行距離 d sが累積走行距離 Sに加算され る。 続く ステップ 7 1 では累積走行距離 Sが上限しきい値 U T Sよ り も大きいか否かが判別される。 S≤ U T Sのときには次いでステ ップ 7 2 に進み、 切り替え弁 2 5， 2 6が共に第 1 の位置に位置せ しめられる。 続く ステップ 7 3では供給用 2次燃料噴射が行われる 。 続く ステップ 7 4および 7 5では 2次空気ポンプ 2 3 およびバー ナ 2 9が停止される。 次いで処理サイ クルを終了する。 したがって このとき、 パティ キュ レー トフィ ルタ 1 8の再生作用、 N〇_x 吸着 材 6 2 aの N O x 離脱作用、 および H C吸着材 6 3 aの H C離脱作 用が停止される。

これに対し、 ステップ 7 1 において S 〉 U T Sのときには次いで ステップ 7 6 に進み、 機関負荷を表す吸入空気量 Qが予め定められ た設定量 Q 1 より も小さいか否かが判別される。 Q≥ Q 1 すなわち 機関高負荷運転時には次いでステップ 7 2 に進み、 したがつてこの 場合にはパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 の再生作用が停止される。 一方、 Q < Q 1 すなわち機関低負荷運転時にはステップ 7 6からス テツプ 7 7 に進み、 再生作用、 N O x 離脱作用、 および H C離脱作 用が開始される。

すなわち、 ステップ 7 7では切り替え弁 2 5 , 2 6が共に第 2の 位置に位置せしめられる。 続く ステップ 7 8では供給用 2次燃料噴 射が停止される。 続く ステップ 7 9および 8 0では 2次空気ポンプ 2 3およびパーナ 2 9が作動される。 続く ステップ 8 1 では再生作 用、 N O x 離脱作用、 および H C離脱作用が開始されてから一定時 P 間経過したか否かが判別される。 一定時間経過していない間は次い で処理サイ クルを終了し、 一定時間経過すると次いでステップ 8 2 に進んで累積走行距離 Sがク リアされる。 累積走行距離 Sがク リ ァ されると次の処理サイ クルにおいてステップ 7 1 からステップ 7 2 に進み、 したがって再生作用、 N Ox 離脱作用、 および H C離脱作 用が終了される。

次に、 図 1 のディ ーゼル機関の別の実施態様を説明する。

本実施態様では、 H C吸着材 6 3 aに吸着されている H C量に応 じて H C吸着材 6 3 aの H C離脱作用が行われる。 すなわち、 例え ば機関運転状態に基づき H C吸着材 6 3 aに吸着されている H C量 を推定し、 この推定 H C量が予め定められた設定量 （H C吸着材 6 3 aの最大 H C吸着量の例えば 5 0 % ) より も多いときに H C離脱 作用が行われる。 一方、 機関負荷の積算値が大き く なるにつれて機 関から排出された N O x 量の積算値が大き く なるので Ν Οχ 吸着材 6 2 aに吸着されている N Ox 量が多く なる。 供給用 2次燃料噴射 では N 0 吸着材 6 2 aに吸着されている N◦ を還元するのに必 要な量の H Cが供給されるので機関負荷の積算値が大き く なるにつ れて H C吸着材 6 3 aに吸着されている H C量が多く なる。 そこで 、 機関負荷の積算値を S Q求め、 この積算値 S Qが上限しきい値 U T Qを越えたときに推定吸着 H C量が設定値を越えたと判断するよ うにしている。

一方、 本実施態様では、 切り替え弁 2 5 , 2 6 を共に第 1 の位置 に維持しつつ触媒コ ンバータ 1 9 に流入する排気の温度を高めて H C吸着材 6 3 aを加熱することにより H C吸着材 6 3 aの H C離脱 作用を行うようにしている。 したがって、 図 3 Bを参照して説明し た場合と同様に、 高温の排気により N Ox 吸着材 6 2 a も加熱され 、 したがって N Ox 吸着材 6 2 aから吸着されている N 0 が離脱 する。 言い換えると、 本実施態様では H C吸着材 6 3 aに吸着され ている H C量に応じて N 0 吸着材 6 2 aの N O x 離脱作用が行わ れる。 なお、 H C吸着材 6 3 aから離脱した H Cは排気流れにより N 0 吸着材 6 2 aに到り、 N O x 吸着材 6 2 aから離脱した N 0 ¾ 還兀する。

触媒コ ンバータ 1 9 に流入する排気の温度を高めるために例えば 排気マニホル ド 1 6 に電気ヒータを取り付けて排気マニホル ド 1 6 内を流通する排気を加熱するようにすることもできる。 し力、しな力 ら 2次燃料噴射による燃料が例えば燃焼室 4 内で燃焼すると触媒コ ンバータ 1 9 に流入する排気の温度が高く なる。 そこで本実施態様 では、 供給用 2次燃料噴射時期より も早い機関膨張行程または排気 行程に 2次燃料噴射を行い、 それにより 2次燃料を燃焼せしめて触 媒コ ンバータ 1 9 に流入する排気の温度を高めるようにしている。 このような 2次燃料噴射を離脱用 2次燃料噴射と称すると、 離脱用 2次燃料噴射による燃料噴射量は触媒コ ンバータ 1 9 に流入する排 気の温度を、 N O x 吸着材 6 2 aの N O x 離脱作用および H C吸着 材 6 3 aの H C離脱作用が行われる温度に維持するのに必要な量で あり、 予め求められている。 離脱用 2 次燃料噴射による燃料も機関 出力にほとんど寄与しない。 なお、 供給用 2次燃料噴射が行われる ときは離脱用 2次燃料噴射は停止される。

図 6 は上述の実施態様を実行するためのルーチンを示している。 このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行 される。

図 6 を参照すると、 まずステップ 9 0では図 5のルーチンで算出 される累積走行距離 Sが零であるか否かが判別される。 S 二 0のと きには次いでステップ 9 1 に進み、 吸入空気量の積算値 S Qがク リ ァされる。 続く ステップ 9 2では離脱用 2次燃料噴射が停止され、 続く ステップ 9 3では供給用 2次燃料噴射が行われる。 次いで処理 サイ クルを終了する。 すなわち、 この場合には N Ox 吸着材 6 2 a の N Ox 離脱作用および H C吸着材 6 3 aの H C離脱作用が行われ ない。

本実施態様でもパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 の捕集微粒子量に 応じてパティ キユ レ一 トフィ ルタ 1 8 の再生作用が行われる _Q すな わち図 5 のルーチンが実行される。 したがって、 パティ キユ レ一 ト フィ ルタ 1 8 の再生作用が完了したときには N Ox 吸着材 6 2 aの N Ox 離脱作用および H C吸着材 6 3 aの H C離脱作用も完了して おり、 この場合触媒コ ンバータ 1 9 に流入する排気の温度を高めて H C吸着材 6 3 aの H C離脱作用を行う必要はない。 一方、 図 5 の ル一チンにおいてパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8の再生作用が完了 すると累積走行距離 Sが零にせしめられる。 そこで本実施態様では S = 0のときには触媒コ ンバータ 1 9 に流入する排気の温度を高め ることによる H C吸着材 6 3 aの H C離脱作用を停止するようにし ている。

これに対し、 S 〉 0のときには次いでステップ 9 4 に進み、 現在 の吸入空気量 Qが吸入空気量の積算値 S Qに加算される。 続く ステ ップ 9 5では積算値 S Qが上限しきい値 U T Qより も大きいか否か が判別される。 S ≤ U T Qのときには次いでステップ 9 2 に進む。 すなわち、 この場合には N Ox 離脱作用および H C離脱作用が停止 される。 これに対し、 S Q〉 U T Qのときには次いでステップ 9 6 に進み、 N Ox 離脱作用および H C離脱作用が開始される。

すなわち、 ステップ 9 6では離脱用 2次燃料噴射が行われ、 続く ステップ 9 7では供給用 2次燃料噴射が停止される。 続く ステップ 9 8では N Ox 離脱作用および H C離脱作用が開始されてから一定 時間経過したか否かが判別される。 一定時間経過していない間は次 いで処理サイ クルを終了し、 一定時間経過すると次いでステップ 9 9 に進んで吸入空気量積算値 S Qがク リ アされる。 吸入空気量積算 値 S Qがク リアされると次の処理サイ クルにおいてステップ 9 5カヽ らステップ 9 2 に進み、 したがって N Ox 離脱作用および H C離脱 作用が終了される。

図 7 に別の実施態様を示す。 図 7 を参照すると、 本実施態様では パティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8の排気下流端 1 8 dに対面した排気 管 2 0 内に N Ox 濃度センサ 4 9が配置されている点で図 1 のディ ーゼル機関と構成を異にしている。 この N Ox 濃度センサ 4 9 は排 気管 2 0 内を流通する排気中の N Ox 濃度に比例した出力電圧を発 生し、 この出力電圧は対応する A D変換器 5 1 を介して入力ポー ト 4 6 に入力される。

本実施態様では、 N Ox 吸着材 6 2 aに吸着されている N Ox 量 に応じて N O x 吸着材 6 2 aの N Ox 離脱作用が行われる。 すなわ ち、 N Ox 吸着材 6 2 aに吸着されている N Ox 量が多く なるとパ ティ キュ レー トフイ ノレタ 1 8 内に流入する N Ox の一部が N Ox 吸 着材 6 2 aに吸着されることなく パティ キュ レー トフィ ルタ 1 8力、 ら排出される。 そこで、 N Ox 濃度センサ 4 9 により検出された N 0 X 濃度 Cが上限しきい値 U T Cを越えたときに N 0 X 吸着材 6 2 aに吸着されている N Ox 量が予め定められた設定値 （N Ox 吸着 材 6 2 aの最大 N 0 X 吸着量の例えば 5 0 ) を越えたと判断し、 Ox 離脱作用を行うようにしている。

本実施態様では図 1 の実施態様と同様に、 高温の 2次空気を、 パ ティ キュ レー トフィルタ 1 8 内を逆流させることにより N Ox 吸着 材 6 2 aの N 0 X 離脱作用を行うようにしており、 したがつてこの ときパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8の再生作用および H C吸着材 6 3 aの H C離脱作用が同時に行われる。 言い換えると、 本実施態様 では N Ox 吸着材 6 2 aに吸着されている N O x 量に応じてパティ キュ レー トフィルタ 1 8の再生作用および H C吸着材 6 3 aの H C 離脱作用が行われる。

図 8 は上述の実施態様を実行するためのルーチンを示している。 このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行 される。

図 8 を参照すると、 まずステップ 1 1 0では再生作用、 N Ox 離 脱作用、 および H C離脱作用を終了すべきときにセッ 卜され、 再生 作用、 N Ox 離脱作用、 および H C離脱作用が実際に終了せしめら れたときにリセッ 卜されるフラグがリセッ 卜されているか否かが判 別される。 フラグがリセッ 卜されているときには次いでステップ 1 1 1 に進み、 N O x 濃度センサ 4 9 により検出された N Ox 濃度 C が上限しきい値 U T Cより も大きいか否かが判別される。 C≤ U T Cのときには次いでステップ 1 1 2 に進み、 切り替え弁 2 5， 2 6 が共に第 1 の位置に位置せしめられる。 続く ステップ 1 1 3では供 給用 2次燃料噴射が行われる。 続く ステップ 1 1 4および 1 1 5で は 2次空気ポンプ 2 3 およびパーナ 2 9が停止される。 次いで処理 サイ クルを終了する。 すなわちこの場合には再生作用、 N Ox 離脱 作用、 および H C離脱作用が停止される。

これに対し、 ステップ 1 1 1 において C 〉 U T Cのときには次い でステップ 1 1 6 に進み、 吸入空気量 Qが予め定められた設定量 Q 1 より も小さいか否かが判別される。 Q≥ Q 1 すなわち機関高負荷 運転時には次いでステップ 1 1 2 に進んで再生作用、 N Ox 離脱作 用、 および H C離脱作用が停止される。 一方、 Q < Q 1 すなわち機 関低負荷運転時にはステップ 1 1 6 からステップ 1 1 7 に進み、 再 生作用、 N Ox 離脱作用、 および H C離脱作用が開始される。

すなわちステップ 1 1 7では切り替え弁 2 5， 2 6が共に第 2の 位置に位置せしめられる。 続く ステップ 1 1 8では供給用 2次燃料 噴射が停止される。 続く ステップ 1 1 9および 1 2 0では 2次空気 ポンプ 2 3およびパーナ 2 9が作動される。 続く ステップ 1 2 1 で は再生作用、 N O x 離脱作用、 および H C離脱作用が開始されてか ら一定時間経過したか否かが判別される。 一定時間経過していない 間は次いで処理サイ クルを終了し、 一定時間経過すると次いでステ ップ 1 2 2 に進んでフラグがセッ 卜される。 フラグがセッ 卜される と次の処理サイ クルにおいてステップ 1 1 0カヽらステップ 1 2 3 に 進んでフラグがリセッ 卜された後ステップ 1 1 2 に進み、 斯く して 再生作用、 N O x 離脱作用、 および H C離脱作用が終了される。

図 9 にパティ キユ レ一 トフ ィルタ 1 8 の別の実施態様を示す。 図 9 を参照すると、 セル壁 6 0 の下流端開放セル 6 0 d側面すな わち排気下流側面が H C吸着材 6 3 aにより覆われており、 この H C吸着材 6 3 aが N 0 吸着材 6 2 aにより覆われている。 言い換 えると、 セル壁 6 0の排気下流側面上に H C吸着材 6 3 aおよび N 0 吸着材 6 2 aが順に積層されている。 この場合にも N O x 吸着 材 6 2 aが H C吸着材 6 3 aおよびセル壁 6 0 の排気下流側に配置 されているので N 0 _X 吸着材 6 2 aがこれら微粒子および H Cによ り被毒するのを阻止することができ、 したがって N O x 吸着材 6 2 aの N O x 吸着能力を維持することができる。

図 1 0 に別の実施態様を示す。

図 1 0 を参照すると、 排気マニホル ド 1 6が触媒コ ンバータ 1 9 に接続され、 排気管 1 7， 2 2 、 バイパス管 2 1、 2次空気ポンプ 2 3、 2次空気導入管 2 4、 切り替え弁 2 5， 2 6、 ァクチユエ一 タ 2 7， 2 8が設けられない。 また、 図 1 1 に示されるように、 下 流端開放セル 6 1 d内壁面上の N O x 蓄積材 6 2 は N 0 吸収材 6 2 bから形成され、 上流端開放セル 6 1 u内壁面上の被毒物質除去 材 6 3 は S 0 _x 吸収材 6 3 bから形成される。

N 0 吸収材 6 2 bは例えばアルミ ナを担体と し、 この担体上に 例えばカ リ ウム K, ナ ト リ ウム N a， リ チウム L i , セシウム C s のようなアルカ リ金属、 バリ ウム B a， カルシウム C aのようなァ ルカ リ土類、 ラ ンタ ン L a , 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 1 つと、 白金 P t、 ノ、"ラ ジウム P d， ロジウム R hのような貴金属とが担持されている。 排気通路内の或る位置より も上流の排気通路内、 燃焼室内、 および吸気通路内に供給された全 燃料量および全還元剤量に対する全空気量の比をその位置を流通す る排気の空燃比と称すると、 この N◦ 吸収材 6 2 bは流入する排 気の空燃比がリーンのときに N 0 を吸収し、 流入する排気中の酸 素濃度が低下すると吸収した N 0 を放出する N Ox の吸放出作用 を行う。

上述の Ν Οχ 吸収材を機関排気通路内に配置すればこの Ν Οχ 吸 収材は実際に Ν 0 の吸放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細な メ 力ニズムについては明らかでない部分もある。 しかしながらこの 吸放出作用は図 1 2 Αおよび図 1 2 Bに示すようなメ カ二ズムで行 われている ものと考えられる。 次にこのメ 力ニズムについて担体上 に白金 P tおよびバリ ウム B a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、 希土類を用いて も同様なメ カニズムとなる。

すなわち、 流入する排気の空燃比がかなり リ ーンになると流入す る排気中の酸素濃度が大巾に増大し、 図 1 2 Aに示されるようにこ れら酸素 0₂ が 0₂ ― または 0²—の形で白金 P tの表面に付着する 。 一方、 流入する排気中の N Oは白金 P tの表面上で 0₂ ― または 〇 ²—と反応し、 N 0₂ となる （ 2 N O + 0₂ → 2 N 0 ) 。 次いで 生成された N 0 の一部は白金 P t上でさ らに酸化されつつ吸収材 内に吸収されて酸化バリ ウム B a 0と結合しながら、 図 1 2 Aに示 されるように硝酸イオン N 0₃ ― の形で吸収材内に拡散する。 この ようにして N O X が吸収材内に吸収される。

流入する排気中の酸素濃度が高い限り白金 P tの表面で N 0₂ が 生成され、 吸収材の N Ox 吸収能力が飽和しない限り N 0₂ が吸収 材内に吸収されて硝酸イオン N 0₃ 一 が生成される。 これに対して 流入する排気中の酸素濃度が低下して N 0₂ の生成量が低下すると 反応が逆方向 （N 0₃ 一 →N 0₂ ) に進み、 斯く して吸収材内の硝 酸イオン N 0₃ - が N 0₂ の形で吸収材から放出される。 すなわち 、 流入する排気中の酸素濃度が低下すると N Ox 吸収材から NOx が放出されることになる。 流入する排気の空燃比をリ ッチ側にする と流入する排気中の酸素濃度が低下し、 したがって流入する排気の 空燃比をリ ッチ側にすれば N 0 X 吸収材から N◦ X が放出されるこ とになる。

一方、 このとき流入する排気の空燃比をリ ツチにすると N 0 X 吸 収材に流入する排気中に高濃度の還元剤例えば H Cおよび C 0が含 まれることになり、 これら H Cおよび C Oは白金 P t上の酸素 0₂ ― または 0 と反応して酸化せしめられる。 また、 流入する排気の 空燃比をリ ツチにすると流入する排気中の酸素濃度が極度に低下す るために吸収材から N 0₂ が放出され、 この N 0₂ は図 1 2 Bに示 されるように H Cおよび C Oと反応して還元せしめられる。 このよ うにして白金 P tの表面上に N O ₂ が存在しなく なると吸収材から 次から次へと N 0₂ が放出される。 したがって流入する排気の空燃 比をリ ッチにすると短時間のうちに N〇 X 吸収材から N〇 X が放出 されることになる。

上述したようにディ ーゼル機関では通常燃焼室 4内で燃焼される 混合気の平均空燃比は理論空燃比より も リ ー ンに維持されている。 したがつてこのとき N 0 x 吸収材 6 2 bに流入する排気の空燃比は リ ーンとなる。 その結果、 このとき燃焼室 4から排出された N 0 X は N Ox 吸収材 6 2 bに吸収され、 斯く して N Ox が大気中に排出 されるのが阻止される。

本実施態様では、 N Ox 吸収材 6 2 bに吸収されている N Ox 量 に応じて N Ox 吸収材 6 2 aの N Ox 放出作用が行われる。 すなわ ち、 例えば機関運転状態に基づき N Ox 吸収材 6 2 bに吸収されて いる N O x 量を推定し、 この推定吸収 N O x 量が予め定められた設 定値 （N O x 吸収材 6 2 bの最大 N 0 X 吸収量の例えば 5 0 %) よ り も多いときに N Ox 吸収材 6 2 bに流入する排気の空燃比を一時 的にリ ッチにし、 それにより N 0 X 吸収材 6 2 bから N Ox を放出 させて N Ox 吸収材 6 2 bの N Ox 吸収能力を回復させると共に、 放出された N Ox を還元するようにしている。 一方、 上述したよう に機関負荷の積算値が大き く なるにつれて機関から排出された N O X 量の積算値が大き く なるので N Ox 吸収材 6 2 bに吸収されてい る N Ox 量が多く なる。 そこで機関負荷の積算値 S Qを求め、 この 積算値 S Qが上限しきい値 U T Q Nを越えたときに推定吸収 N 0 X 量が設定値を越えたと判断するようにしている。

燃焼室 4 内で燃焼せしめられる混合気の空燃比をリ ツチにすれば N Ox 吸収材 6 2 bに流入する排気の空燃比をリ ツチにすることが できるが上述したようにディ ーゼル機関では燃焼室 4 内で燃焼せし められる混合気の空燃比はリ ーンに維持される。 一方、 2次燃料噴 射によって N〇_x 吸収材 6 2 bに流入する排気の空燃比を制御する ことができる。 そこで本実施態様では、 2次燃料噴射を行う ことに より N Ox 吸収材 6 2 bに流入する排気の空燃比をリ ツチにするよ うにしている。 なお、 このように N 0 _x 吸収材 6 2 b力、ら N 0 X を 放出させるための 2次燃料噴射を N Ox 放出用 2次燃料噴射と称す ることにする。

ところで、 燃料および機関の潤滑油内にはィォゥ分が含まれてい るので燃焼室 4からは S 0 が排出され、 この S Ox も N O x と共 に Ν Οχ 吸収材 6 2 bに吸収される。 N Ox 吸収材 6 2 bへの S 0 の吸収メ カニズムは N Ox の吸収メ カニズムと同じであると考え られる。 すなわち、 N Ox の吸収メ カニズムを説明したときと同様 に担体上に白金 P t およびバリ ウム B aを担持させた場合を例にと つて説明すると、 上述したように流入する排気の空燃比がリーンの ときには酸素 0₂ が 0₂ - または 0 の形で白金 P t の表面に付着 しており、 流入する排気中の S 0₂ は白金 P t の表面で 0₂ _ また は 0²—と反応して S 0₃ となる。 次いで生成された S 0₃ は白金 P t上でさ らに酸化されつつ吸収材内に吸収されて酸化バリ ウム B a 0と結合しながら、 硫酸イオン S 0₄ ² — の形で吸収材内に拡散する 。 次いでこの硫酸イオン S 0 — はバリ ウムイオン B a ^{2 +}と結合し て硫酸塩 B a S 0₄ を生成する。

しかしながらこの硫酸塩 B a S 0 は分解しづらく 、 流入する排 気の空燃比をリ ッチにしても N 0 吸収材 6 2 bから S 0 はほと んど放出されない。 したがって N〇 _x 吸収材 6 2 b内には時間が経 過するにつれて硫酸塩 B a S 0₄ が増大することになり、 斯く して 時間が経過するにつれて N Ox 吸収材 6 2 bが吸収しう る N O x 量 が低下することになる。

そこで本実施態様では、 N 0 吸収材 6 2 bに S〇 が流入しな いように S 0 吸収材 6 3 bを N 0 吸収材 6 2 b上流に配置して いる。 この S Ox 吸収材 6 3 bは流入する排気の空燃比がリ一ンの ときに S 0 を吸収し、 S Ox 吸収材 6 3 bの温度が S 0 放出温 度より も高いときに流入する排気中の酸素濃度が低下すると吸収し ている S Ox を放出する。 その結果、 通常運転時に機関から排出さ れる S 0 x は S 0 吸収材 6 3 bに吸収され、 N 0 吸収材 6 2 b には N 0 のみが吸収されることになる。

ところが S◦ _x 吸収材 6 3 bの S 0 吸収能力にも限度があり、

50 吸収材 6 3 bの S 0 吸収能力が飽和する前に S 0 吸収材

6 3 bから N Ox を放出させる必要がある。 そこで本実施態様では 、 S O x 吸収材 6 3 bに吸収されている S O x 量を求め、 この S O 量が予め定められた設定量 （ S O x 吸収材 6 3 bの最大 S O x 吸 収量の例えば 5 0 % ) より も多く なつたときに S 〇 吸収材 6 3 b の温度を一時的に S O x 放出温度より も高く すると共に S 0_X 吸収 材 6 3 bに流入する排気の空燃比を一時的にリ ツチにし、 それによ り S 0 吸収材 6 3 bから S 0 を放出させて S 0 吸収材 6 3 b の S O x 吸収能力を回復させるようにしている。

上述したように、 2次燃料噴射を行う と排気の温度を高めること ができ、 空燃比をリ ッチにすることができる。 そこで本実施態様で は、 S O x 吸収材 6 3 bから S O x を放出させるべきときに 2次燃 料噴射を行う ことにより S O x 吸収材 6 3 bの温度を一時的に S〇 放出温度より も高くすると共に S O x 吸収材 6 3 bに流入する排 気の空燃比を一時的にリ ッチにしている。 このように S O x 吸収材 6 3 bから S O x を放出させるための 2次燃料噴射を S 〇_x 放出用 2次燃料噴射と称することにする。

S O x 吸収材 6 3 bは流入する排気中の酸素濃度が低下したとき に吸収した S O x を放出しやすいように吸収した S O x を硫酸ィォ ン S 0₄ ²— の形で吸収材内に存在するか、 或いは硫酸塩 B a S 0₄ が生成されたと しても硫酸塩 B a S 0₄ が安定しない状態で吸収材 内に存在するようにすることが必要となる。 これを可能にする S 0 吸収材 6 3 bと しては例えばアルミ ナからなる担体上に鉄 F e、 マンガン M n、 ニッケル N i、 錫 S nのような遷移金属およびリ チ TJP 8 ゥム L i から選ばれた少なく とも 1 つを担持した吸収材を用いるこ とができる。

この S Ox 吸収材 6 3 bでは S Ox 吸収材 6 3 bに流入する排気 の空燃比がリ ーンのときに排気中に含まれる S 0₂ が吸収材の表面 で酸化されつつ硫酸イオン S◦ の形で吸収材内に吸収され、 次 いで吸収材内に拡散される。 この場合 S Ox 吸収材 6 3 bの担体上 に白金 P t を担持させておく と S〇 ₂ が S 0₃ ²— の形で白金 P t上 に付着し易く なり、 斯く して S〇 ₂ が硫酸イオン S 0₄ ²— の形で吸 収材内に吸収されやすく なる。 したがって S 0₂ の吸収を促進する ためには S Ox 吸収材 6 3 bの担体上に白金 P t を担持させること が好ま しい。

S 0 X 吸収材 6 3 bから S 0 X を放出させるべく S O x 吸収材 6 3 bに流入する排気の空燃比がリ ツチにされたときには N 0 X 吸収 材 6 2 bに流入する排気の空燃比も リ ツチであるのでこのとき S 0 X は N◦ X 吸収材 6 2 bに吸収されることなく N 0 X 吸収材 6 2 b を通過する。 次いでこの S Ox は下流端開放セル 6 1 d内を流通し 、 次いで触媒コ ンバータ 1 9 から流出する。

ところで、 従来より、 機関排気通路内に例えばハニカム担体上に 配置された N〇_x 吸収材を配置し、 Ν Οχ 吸収材上流の排気通路内 に S Ox 吸収材を配置した排気浄化装置が知られている。 この場合 、 S Ox 吸収材から放出された S Ox は図 1 3 Bに示されるように セル壁 6 1 ' により画定されるセル 6 0 ' 内に流入し、 次いで N O X 吸収材 6 2 b ' に接触しう る。 この排気浄化装置でも S Ox 吸収 材から S Ox を放出しているときには N Ox 吸収材に流入する排気 の空燃比はリ ツチになっており、 したがって S 0 X が N Ox 吸収材 6 2 b ' に接触しても直ちに離脱し、 すなわち N Ox 吸収材 6 2 b ， に吸収されないと考えられる。 ところが、 N O _x 吸収材に流入す T/JP る排気の空燃比をリ ッチに切り換えた直後のように N O 吸収材の 表面に酸素が残存しているときにはたとえ流入する排気の空燃比が リ ッチであっても S 0 が N 0 吸収材 6 2 b ' に吸収されてしま ラ o

これに対して本実施態様では、 図 1 3 Aに示されるように排気 E Gがセル壁 6 0 を通過して下流端開放セル 6 1 d内に流入し、 しか も下流端開放セル 6 1 d内壁面の全周から排気 E Gが流入する。 そ の結果、 下流端開放セル 6 1 d内を流通する S O x が N O x 吸収材 6 2 bに接触しにく く なり、 したがつて N O x 吸収材 6 2 bに吸収 される S O x 量が低減される。

ところで、 パティ キュ レー トフィ ルタ 1 8 の再生作用を行うため には上述したように、 パティ キュ レー トフィ ルタ 1 8の温度を高め る必要がある。 ところが S 0 吸収材 6 3 bの S 0 放出作用が完 了したときにはパティ キュ レー トフィ ルタ 1 8の温度は再生作用を 開始するのに十分高く なつている。 そこで本実施態様では、 S O x 吸収材 6 3 bの S O x 放出作用が完了すると続いてパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 の再生作用を行うようにしている。 すなわち、 パテ ィ キユ レ一 トフ ィ ルタ 1 8 に流入する排気の空燃比がリ ツチから リ — ンに切り換えられる。 その結果、 パティ キュ レー ト フ ィ ルタ 1 8 の温度を高めるための 2次燃料噴射をなくすことができ、 またパテ ィ キュ レー トフィルタ 1 8 の再生作用時間を短縮することができる パティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8の再生作用時に少量の還元剤、 例 えば燃料をパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 に供給するとパティ キュ レー トフィ ルタ 1 8 に捕集された微粒子が速やかに燃焼する。 そこ でパティ キュ レー トフ ィルタ 1 8の再生作用時に 2次燃料噴射を行 つてパティ キュ レー トフ ィルタ 1 8 に少量の燃料を供給するように している。 なお、 このような 2次燃料噴射を再生用 2 次燃料噴射と 称することにする。

このようにパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 の再生作用は S 0 吸 収材 6 3 bの S Ox 放出作用が完了する毎に行われる。 S Ox 吸収 材 6 3 bの S◦ 放出作用は S 0 吸収材 6 3 bに吸収されている S Ox 量に応じて行われ、 したがって本実施態様ではパティ キユ レ — トフ ィ ルタ 1 8の再生作用は S Ox 吸収材 6 3 bに吸収されてい る S O x 量に応じて行われることになる。 一方、 S O x 吸収材 6 3 bの S 0 放出作用が行われると N 0 吸収材 6 2 bに流入する排 気の空燃比がリ ッチとなり、 すなわち N 0 放出作用が行われる。 したがって本実施態様では、 S O x 吸収材 6 3 bに吸収されている S O x 量に応じて N 0 吸収材 6 2 bの N 0 放出作用が行われる ところで、 N Ox 吸収材 6 2 bの N Ox 放出作用が行われるとき には S O x 吸収材 6 3 bに流入する排気の空燃比がリ ッチにされて おり、 このとき S Ox 吸収材 6 3 bの温度が S 0 放出温度より も 高いと S ◦ 吸収材 6 3 bから S〇 が放出される。 ところがこの S 0 が N〇 吸収材 6 2 bに流入すると N 0 吸収材 6 2 bに吸 収される恐れがあり、 好ま しく ない。 そこで本実施態様では N Ox 放出作用時に S 0 吸収材 6 3 bから S 0 が放出されないように 、 すなわち S Ox 吸収材 6 3 bの温度が S 0 放出温度を越えない ように N Ox 放出用 2次燃料噴射の燃料噴射時期および燃料噴射量 を定めている。

図 1 4 Aおよび図 1 4 Bは上述の実施態様を実行するためのルー チンを示している。 このルーチンは予め定められた設定時間毎の割 り込みによつて実行される。

図 1 4 Aおよび図 1 4 Bを参照すると、 まずステップ 1 3 0では パティ キユ レ一 トフ イ ノレタ 1 8 の再生作用を行うべきときにセッ ト され、 それ以外はリセッ 卜される再生フラグがセッ 卜されているか 否かが判別される。 再生フラグがリセッ 卜されているときには次い でステップ 1 3 1 に進み、 S O x 吸収材 6 3 bの S O x 放出作用を 行うべきときにセッ 卜され、 それ以外はリセッ 卜される S 〇_x フラ グがセッ トされているか否かが判別される。 S O x フラグがリセッ トされているときには次いでステップ 1 3 2 に進み、 前回の割り込 み時から今回の割り込み時までの走行距離 d sが算出され、 この走 行距離 d sが累積走行距離 Sに加算される。 続く ステップ 1 3 3で は累積走行距離 Sが上限しきい値 U T S Sより も大きいか否かが判 別される。 S U T S Sのときには次いでステップ 1 3 4 に進み、 N 0 吸収材 6 2 bの N 0 放出作用を行うべきときにセッ 卜され 、 それ以外はリセッ 卜される N O x フラグがセッ 卜されているか否 かが判別される。 Ν Ο χ フラグがリセッ 卜されているときには次い でステップ 1 3 5 に進み、 現在の吸入空気量 Qが吸入空気量の積算 値 S Qに加算される。 続く ステップ 1 3 6では積算値 S Qが上限し きい値 U T Q Nより も大きいか否かが判別される。 S≤ U T Q Nの ときには次いで処理サイ クルを終了する。 すなわち、 この場合には N O x 放出作用および S O x 放出作用が停止される。

これに対し S 〉 U T Q Nのときには次いでステップ 1 3 7 に進み 、 N 0 フラグがセッ 卜される。 続く ステップ 1 3 8では N 0 放 出用 2次燃料噴射が開始される。 すなわち N O x 吸収材 6 2 bの N O x 放出作用が開始される。

N 0 フラグがセッ 卜されたときにはステップ 1 3 4からステツ プ 1 3 9 に進み、 Ν Ο χ 放出作用が開始されてから一定時間経過し たか否かが判別される。 一定時間経過したときには次いでステップ 1 4 0 に進み、 Ν 0 フラグがリセッ 卜される。 続く ステップ 1 4 1 では N 0 放出用 2 次燃料噴射が停止される。 すなわち N 0 吸 収材 6 2 bの N〇 _x 放出作用が終了される。 続く ステップ 1 4 2で は吸入空気量積算値 S Qがク リアされる。

一方、 ステップ 1 3 3で S > U T S Sのときには次いでステップ 1 4 3 に進み、 S 0 フラグがセッ 卜される。 続く ステップ 1 4 4 では S O x 放出用 2次燃料噴射が開始される。

S 0 フラグがセッ 卜されたときにはステップ 1 3 1 からステツ プ 1 4 5 に進み、 S O x 放出作用が開始されてから一定時間経過し たか否かが判別される。 一定時間経過したときには次いでステップ

1 4 6 に進み、 S O x フラグがリセッ 卜される。 続く ステップ 1 4 7では S 0 放出用 2次燃料噴射が停止される。 すなわち S 0 吸 収材 6 3 bの S O x 放出作用が終了される。 続く ステップ 1 4 8で は再生フラグがセッ 卜され、 続く ステップ 1 4 9 では再生用 2次燃 料噴射が開始される。 すなわちパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 の再 生作用が開始される。

再生フラグがセッ 卜されたときにはステップ 1 3 0からステップ

1 5 0 に進み、 パティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 の再生作用が開始さ れてから一定時間経過したか否かが判別される。 一定時間経過した ときには次いでステップ 1 5 1 に進み、 再生フラグがリ セッ 卜され る。 続く ステップ 1 5 2では再生用 2次燃料噴射が停止される。 す なわち S 0 吸収材 6 3 bの S 0 放出作用が終了される。 続く ス テツプ 1 5 3では累積走行距離 Sがク リ アされ、 続く ステップ 1 5 4では吸入空気量積算値 S Qがク リ アされる。

図 1 5 に別の実施態様を示す。

図 1 5 を参照すると、 本実施態様のディ ーゼル機関は機関排気通 路内に圧力センサ 5 4が設けられる点で図 1 0のディ ーゼル機関と 構成を異にしている。 この圧力センサ 5 4 は触媒コ ンバータ 1 9の 排気上流側と排気下流側との間の圧力差に比例した出力電圧を発生 し、 この出力電圧は対応する A D変換器 5 1 を介して電子制御ュニ ッ ト 4 0の入力ポー ト 4 6 に入力される。

パティ キュ レー トフィルタ 1 8 に捕集されている微粒子量が多く なると触媒コンバータ 1 9 の排気上流側と排気下流側との間の圧力 差 P Dが大き く なる。 そこで本実施態様では、 この圧力差 P Dが上 限しきい値 U T Pより も大きいときに推定捕集微粒子量が予め定め られた設定値 （パティ キュ レー トフィ ルタ 1 8 の最大捕集量の例え ば 5 0 % ) より も大き く なつたと判断してパティ キュ レー トフィ ノレ タ 1 8の再生作用を行うようにしている。

上述したようにパティ キユ レ一 トフ ィ ルタ 1 8 の再生作用は S 0 X 吸収材 6 3 bの S◦ X 放出作用が完了した直後に行うのが好ま し い。 そこで本実施態様では、 圧力差 P Dが上限しきい値 U T Pより も大き く なつたときにはまず、 S 0 X 吸収材 6 3 bの S 0 X 放出作 用を行い、 次いでパティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 の再生作用を行う ようにしている。 したがって本実施態様ではパティ キユ レ一 トフィ ルタ 1 8 に捕集されている微粒子量に応じて S O x 吸収材 6 3 の S 0 X 放出作用および N◦ X 吸収材 6 2 bの N〇 X 放出作用が行わ れることになる。

図 1 6 Aおよび図 1 6 Bは上述の実施態様を実行するためのルー チンを示している。 このルーチンは予め定められた設定時間毎の割 り込みによつて実行される。

図 1 6 Aおよび図 1 6 Bを参照すると、 まずステップ 2 3 0では パティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8の再生作用を行うべきときにセッ ト され、 それ以外はリ セッ 卜される再生フラグがセッ トされている力、 否かが判別される。 再生フラグがリセッ 卜されているときには次い でステップ 2 3 1 に進み、 S O x 吸収材 6 3 bの S O x 放出作用を 行うべきときにセッ 卜され、 それ以外はリセッ 卜される S O フラ グがセッ トされているか否かが判別される。 S Ox フラグがリセッ 卜されているときには次いでステップ 2 3 2 に進み、 触媒コンバー 夕 1 9の排気上流側と排気下流側との間の圧力差 P Dが上限しきい 値 U T Pより も大きいか否かが判別される。 P D≤ U T Pのときに は次いでステップ 2 3 4 に進み、 N 0 吸収材 6 2 bの N 0 放出 作用を行うべきときにセッ トされ、 それ以外はリセッ 卜される N 0 フラグがセッ 卜されているか否かが判別される。 N Ox フラグが リセッ 卜されているときには次いでステップ 2 3 5 に進み、 現在の 吸入空気量 Qが吸入空気量の積算値 S Qに加算される。 続く ステ ツ プ 2 3 6では積算値 S Qが上限しきい値 U T Q Nより も大きいか否 かが判別される。 S U T Q Nのときには次いで処理サイ クルを終 了する。 すなわち、 この場合には N O x 放出作用および S Ox 放出 作用が停止される。

これに対し S 〉 U T Q Nのときには次いでステップ 2 3 7 に進み 、 0 フラグがセッ 卜される。 続く ステップ 2 3 8では N 0 放 出用 2次燃料噴射が開始される。 すなわち N Ox 吸収材 6 2 bの N Οχ 放出作用が開始される。

N 0 フラグがセッ 卜されたときにはステップ 2 3 4からステツ プ 2 3 9 に進み、 N Ox 放出作用が開始されてから一定時間経過し たか否かが判別される。 一定時間経過したときには次いでステップ 2 4 0 に進み、 N Ox フラグがリセッ 卜される。 続く ステップ 2 4 1 では N Ox 放出用 2 次燃料噴射が停止される。 すなわち N Ox 吸 収材 6 2 bの N Ox 放出作用が終了される。 続く ステップ 2 4 2で は吸入空気量積算値 S Qがク リ アされる。

一方、 ステップ 2 3 2で P D〉 U T Pのときには次いでステップ 2 4 3 に進み、 S O x フラグがセッ 卜される。 続く ステップ 2 4 4 では S O x 放出用 2 次燃料噴射が開始される。

S 0 X フラグがセッ 卜されたときにはステップ 2 3 1 からステツ プ 2 4 5 に進み、 S 0 X 放出作用が開始されてから一定時間経過し たか否かが判別される。 一定時間経過したときには次いでステップ 2 4 6 に進み、 S O x フラグがリセッ 卜される。 続く ステップ 2 4 7では S O x 放出用 2次燃料噴射が停止される。 すなわち S O x 吸 収材 6 3 bの S〇_x 放出作用が終了される。 続く ステップ 2 4 8で は再生フラグがセッ 卜され、 続く ステップ 2 4 9では再生用 2次燃 料噴射が開始される。 すなわちパティ キュ レー トフィ ルタ 1 8 の再 生作用が開始される。

再生フラグがセッ 卜されたときにはステップ 2 3 0 からステップ 2 5 0 に進み、 パティ キュ レー トフ ィ ルタ 1 8 の再生作用が開始さ れてから一定時間経過したか否かが判別される。 一定時間経過した ときには次いでステップ 2 5 1 に進み、 再生フラグがリ セッ 卜され る。 続く ステップ 2 5 2では再生用 2次燃料噴射が停止される。 す なわち S 0 X 吸収材 6 3 bの S 0 X 放出作用が終了される。 続く ス テツプ 2 5 3では累積走行距離 Sがク リ アされ、 続く ステップ 2 5 4では吸入空気量積算値 S Qがク リ アされる。

これまで述べてきた実施態様では、 燃料噴射弁 9から 2 次燃料噴 射を行う ことによりパティ キュレー トフィ ルタ 1 8、 N 0 X 蓄積材 6 2、 および被毒物質除去材 6 3 に還元剤を供給するようにしてい る。 しかしながら、 排気マニホル ド 1 6 に還元剤噴射弁を設け、 こ の還元剤噴射弁から還元剤を噴射するようにしてもよい。 この場合 、 還元剤と して例えばガソ リ ン、 イ ソオク タ ン、 へキサン、 ヘプ夕 ン、 軽油、 灯油のような炭化水素、 或いは液体の状態で保存しう る ブタ ン、 プロパンのような炭化水素、 或いは水素を用いることがで きる。 しかしながら、 燃料噴射弁 9から噴射される機関の燃料と同 一の燃料を還元剤噴射弁から噴射するようにすると追加の還元剤タ ンクを必要と しない。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 排気通路を有する内燃機関の排気浄化装置であって、 排気通路内に配置されて流入する排気中の微粒子を捕集するフ ィ ルタと、

フ ィ ルタの排気下流側面上のみに配置されて流入する排気中の N Ox を一時的に蓄える N O x 蓄積材と

を具備した排気浄化装置。

2. 前記 N 0_X 蓄積材を、 流入する排気中の Ν Ο χ を吸着する Ν O x 吸着材から形成した請求項 1 に記載の排気浄化装置。

3. 前記 N 0 吸着材を加熱するこ とによ り N 0 吸着材から吸 着されている N Ox を離脱させる N Ox 離脱手段をさ らに具備した 請求項 2 に記載の排気浄化装置。

4. 前記 N Ox 離脱手段が前記 N O x 吸着材から N Ox を離脱さ せるときに N Ox 吸着材に 2次空気を供給する手段と、 該 2次空気 を加熱する手段とを具備し、 加熱された 2次空気が N Ox 吸着材内 を流通することにより N Ox 吸着材が加熱されるようにした請求項 3 に記載の排気浄化装置。

5. 前記 2次空気が前記フ ィ ルタの排気下流端から排気上流端に 向けて流通するように 2次空気をフ ィ ルタに供給し、 前記 N Ox 吸 着材から離脱した N Ox がフ ィルタに捕集された微粒子と反応して 還元されるようにした請求項 4 に記載の排気浄化装置。

6. 前記 N Ox 離脱手段が前記 N Ox 吸着材から N Ox を離脱さ せるときに機関から排出された排気が前記フ ィ ルタ内に流入するの を阻止する手段を具備し、 N Ox 離脱手段は機関負荷が予め定めら れた設定負荷より も低いときに N 0 _X 吸着材から N O x を離脱させ る請求項 5 に記載の排気浄化装置。

7. 前記 N O x 吸着材から N O x を離脱させるときに N Ox 吸着 材に還元剤を供給する還元剤供給手段をさ らに具備し、 該還元剤に より N 0 を還元するようにした請求項 3 に記載の排気浄化装置。

8. 前記還元剤供給手段が前記 N Ox 吸着材より も排気上流側の 前記フ ィ ルタ側面上に配置されて流入する排気中の炭化水素を吸着 する H C吸着材を具備し、 N Ox 吸着材から N O x を離脱させると きに H C吸着材から吸着されている炭化水素を離脱させて N〇 X 吸 着材に供給するようにした請求項 7 に記載の排気浄化装置。

9. 前記還元剤供給手段が筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁 を具備し、 該燃料噴射弁から機関膨張行程または排気行程に 2次燃 料を噴射するこ とによ り前記 H C吸着材に炭化水素を供給するよう にした請求項 8 に記載の排気浄化装置。

1 0. 前記 N Ox 吸着材から N Ox を離脱させるときに N Ox 吸 着材に流入する排気の温度を高める手段を具備し、 該排気が N Ox 吸着材内を流通するこ とによ り N Ox 吸着材が加熱されるようにし た請求項 3 に記載の排気浄化装置。

1 1 . 前記 N O x 吸着材がパラ ジウム、 白金、 およびロ ジウムか らなる貴金属、 銅および鉄からなる遷移金属、 およびリ チウムから 選ばれた少なく とも 1 つを含む請求項 2 に記載の排気浄化装置。

1 2. 前記 N〇 _x 蓄積材を、 流入する排気の空燃比がリ ー ンのと きに N Ox を吸収し、 流入する排気中の酸素濃度が低下すると吸収 している N Ox を放出して還元する N Ox 吸収材から形成した請求 項 1 に記載の排気浄化装置。

1 3. 前記 N O x 吸収材に流入する排気の空燃比を一時的にリ ッ チにすることにより N Ox 吸収材から吸収されている N Ox を放出 させる N O x 放出手段をさ らに具備した請求項 1 2 に記載の排気浄 化装置。

1 4. 前記 N Ox 吸収材より も排気上流側の前記フ ィ ルタ側面上 に配置された S Ox 吸収材をさ らに具備し、 該 S Ox 吸収材は流入 する排気の空燃比がリ ー ンのときに流入する排気中の S O x を吸収 し、 S Ox 吸収材の温度が S Ox 放出温度より も高いときに流入す る排気中の酸素濃度が低下すると吸収している S 0_X を放出し、 N 0 X 吸収材から N Ox を放出させるときに S Ox 吸収材の温度が前 記 S Ox 放出温度を越えないようにした請求項 1 3 に記載の排気浄 化装置。

1 5. 前記 Ν Οχ 放出手段が筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射 弁を具備し、 該燃料噴射弁から機関膨張行程または排気行程に 2次 燃料を噴射することにより前記 N Ox 吸収材に流入する排気の空燃 比をリ ッチにする請求項 1 3 に記載の排気浄化装置。

1 6. 前記 N◦ X 吸収材がカ リ ウム、 ナ ト リ ウム、 リ チウム、 セ シゥムからなるアルカ リ 金属、 バリ ウム、 カルシウムからなるアル 力 リ土類金属、 およびラ ンタ ンおよびイ ツ ト リ ウムからなる希土類 金属から選ばれた少なく とも 1 つと、 パラ ジウム、 白金、 および口 ジゥムからなる貴金属とを含む請求項 1 2 に記載の排気浄化装置。

1 7. 前記 Ν Ο χ 蓄積材に吸収されている Ν 0 X 量を推定する手 段をさ らに具備し、 該推定 Ν Οχ 量が予め定められた設定 N Ox 量 より も大きいときに Ν Οχ 蓄積材から蓄積されている Ν Οχ を放出 させるようにした請求項 1 に記載の排気浄化装置。

1 8. 前記 Ν Οχ 蓄積材ょり も排気上流側の前記フィルタ側面上 に配置されて被毒物質が N Ox 蓄積材に到るのを阻止する被毒物質 除去材をさ らに具備した請求項 1 に記載の排気浄化装置。

1 9. 前記被毒物質除去材を、 流入する排気中の炭化水素を吸着 する H C吸着材から形成した請求項 1 8 に記載の排気浄化装置。

2 0. 前記 H C吸着材から炭化水素を離脱させるときに前記 N O x 蓄積材から蓄積されている N 0 x を放出させてこれら炭化水素と N O x とを反応させるようにした請求項 1 9 に記載の排気浄化装置

2 1 . 前記 H C吸着材がゼオライ トからなる担体上に担持された 白金およびパラジウムからなる貴金属、 および銅および鉄からなる 遷移金属から選ばれた少なく とも 1 つを含む請求項 1 9 に記載の排 気浄化装置。

2 2 . 前記被毒物質除去材を S O x 吸収材から形成し、 該 S O x 吸収材は流入する排気の空燃比がリ ー ンのときに流入する排気中の S O x を吸収し、 S O x 吸収材の温度が S 0 X 放出温度より も高い ときに流入する排気中の酸素濃度が低下すると吸収している S O x を放出する請求項 1 8 に記載の排気浄化装置。

2 3 . 前記 S O x 吸収材から S O x を放出させた直後に前記フ ィ ルタを再生する請求項 2 2 に記載の排気浄化装置。

2 4. 前記 S 0 X 吸収材から S O x を放出させるときに S O x 吸 収材に流入する排気の温度を高めることにより S O x 吸収材の温度 を高めるようにした請求項 2 2 に記載の排気浄化装置。

2 5. 筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁をさ らに具備し、 該 燃料噴射弁から機関膨張行程または排気行程に 2次燃料を噴射して 該 2次燃料を燃焼させることにより前記 S O x 吸収材に流入する排 気の温度を高めるようにした請求項 2 4 に記載の排気浄化装置。

2 6. 前記 S O x 吸収材が鉄、 マンガン、 ニッケル、 錫からなる 遷移金属およびリチウムから選ばれた少なく とも 1 つを含む請求項 2 2 に記載の排気浄化装置。

2 7 . 前記被毒物質除去材に蓄積された被毒物質量を推定する手 段と、 推定被毒物質量が予め定められた設定被毒物質量より も大き いときに被毒物質除去材から被毒物質を放出させる手段とをさ らに 具備した請求項 1 8 に記載の排気浄化装置。

2 8 . 前記 N O x 蓄積材の Ν Ο χ 放出作用と、 前記被毒物質除去 材の被毒物質放出作用と、 前記フィルタの再生作用とを同時に行う ようにした請求項 1 8 に記載の排気浄化装置。

2 9 . 前記フィ ルタを加熱しつつ酸化雰囲気にすることにより微 粒子を燃焼せしめ、 それによりフ ィ ルタを再生するフ ィ ルタ再生手 段をさ らに具備した請求項 1 に記載の排気浄化装置。

3 0 . 前記フィ ルタに捕集された微粒子量を推定する捕集微粒子 量推定手段と、 前記フィルタ再生手段は推定捕集微粒子量が予め定 められた設定微粒子量より も大きいときにフ ィ ルタを再生する請求 項 2 9 に記載の排気浄化装置。

3 1 . 前記 N O x 蓄積材の N O x 放出作用と、 前記フ ィ ルタの再 生作用とを同時に行うようにした請求項 2 9 に記載の排気浄化装置

3 2 . 前記フィ ルタが排気通路軸線に対しほぼ平行に延びる多孔 質セル壁により画定された複数のセルを具備し、 これらセルは排気 上流端が開放されかつ排気下流端が閉鎖された上流端開放セルと、 排気上流端が閉鎖されかつ排気下流端が開放された下流端開放セル とからなり、 これら上流端開放セルと下流端開放セルとが交互に繰 り返し並べられており、 前記 N O x 蓄積材が下流端開放セル内壁面 上のみに配置された請求項 1 に記載の排気浄化装置。