CN101006253A - 压燃式内燃机的排气净化装置 - Google Patents

Abstract

在内燃机中，能够捕集包含在排气中的SOx的SOx捕集催化剂(11)设置在NOx存储催化剂(12)上游的发动机排气通路内。当应当判断SOx捕集催化剂(11)是否已经劣化时，在流入SOx捕集催化剂(11)的排气的空燃比保持为稀的状态下使SOx捕集催化剂(11)的温度上升。此时，由NOx浓度传感器(24)检测出从SOx捕集催化剂(11)中释放出的NOx的浓度。当NOx浓度在一设定值以下时，判定SOx捕集催化剂(11)已经劣化。

Description

压燃式内燃机的排气净化装置

技术领域

本发明涉及一种压燃式内燃机的排气净化装置。

背景技术

已知一种在发动机排气通路内设置NOx存储催化剂的内燃机，当流入排气的空燃比稀时所述NOx存储催化剂存储包含在排气中的NOx，当流入排气的空燃比为理论空燃比或浓时所述NOx存储催化剂释放所存储的NOx。在该内燃机中，在稀空燃比下燃烧燃料时所产生的NOx存储在NOx存储催化剂中。另一方面，当NOx存储催化剂的NOx存储能力变得接近于饱和时，排气的空燃比暂时变浓，由此NOx从NOx存储催化剂中释放出并且被还原。

然而，燃料和润滑油含有硫，因此排气中包含SOx。这些SOx和NOx一起存储在NOx存储催化剂中。然而，只通过使排气的空燃比变浓不会使这些SOx从NOx存储催化剂中释放出。因此，存储在NOx存储催化剂中的SOx的量逐渐增加。结果，最终能够被存储的NOx的量逐渐减少。

因此，已知一种在发动机的排气通路内在NOx存储催化剂的上游设置SOx吸收剂以防止SOx被送至NOx存储催化剂的内燃机(见日本专利公报(A)No.2000-145436)。在该内燃机中，包含在排气中的SOx在SOx吸收剂中被吸收，因此能够防止SOx流入NOx存储催化剂。结果，可防止由SOx的存储引起NOx存储能力的下降。

然而，当使用该SOx吸收剂时，如果SOx吸收剂的SOx吸收能力最终变得饱和，则SOx最终会流入NOx存储催化剂中。然而，对于该SOx吸收剂，如果升高SOx吸收剂的温度并且使流入SOx吸收剂的排气的空燃比变浓，则可使SOx吸收剂释放被吸收的SOx并且因此能够恢复SOx吸收剂。然而，如果使SOx吸收剂以这种方式释放SOx，则所释放的SOx最终会存储在NOx存储催化剂中。因此，该内燃机具有用于旁通NOx存储催化剂的旁通通路。当使SOx吸收剂释放SOx时，使释放的SOx通过旁通通路排出到大气中。

如上所述，对于上述SOx吸收剂，可提高SOx吸收剂的温度并且使流入SOx吸收剂的排气的空燃比变浓，从而使NOx吸收剂释放SOx。然而，在这种情况下，每次仅从SOx吸收剂释放出少量SOx。因此，为了使SOx吸收剂释放所有被吸收的SOx，必须使空燃比在很长一段时间内都浓。因此，存在需要大量的燃料或还原剂的问题。此外，从SOx吸收剂所释放的SOx被排出到大气中，因而这也不可取。

当以这种方式使用SOx吸收剂时，如果不执行SOx释放控制，则最终SOx吸收能力会受到限制。因此，当使用SOx吸收剂时，必须执行SOx释放控制。然而，只要执行SOx释放控制，即，使SOx吸收剂释放SOx，就会出现上述问题。

发明内容

本发明提供一种压燃式内燃机的排气净化装置，该排气净化装置通过使用能够在不使排气的空燃比变浓的情况下恢复SOx吸收能力的SOx捕集催化剂，在不释放SOx的情况下能够维持充分的SOx吸收能力并且能够判断SOx捕集催化剂是否已经劣化。

根据本发明，提供一种压燃式内燃机，所述内燃机在发动机排气通路内设有能够捕集包含在排气中的SOx的SOx捕集催化剂并且在所述SOx捕集催化剂下游的排气通路内设有NOx存储催化剂，当流入排气的空燃比稀时所述NOx存储催化剂存储包含在排气中的NOx并且当所述流入排气的空燃比变为理论空燃比或变浓时所述NOx存储催化剂释放所存储的NOx，其中所述SOx捕集催化剂具有当流入所述SOx捕集催化剂的排气的空燃比稀时捕集包含在排气中的SOx以及当所述排气的空燃比稀并且所述SOx捕集催化剂的温度上升时允许所捕集的SOx在所述SOx捕集催化剂内逐渐地扩散的性质，并且具有当流入所述SOx捕集催化剂的排气的空燃比变浓并且所述SOx捕集催化剂的温度为SOx释放温度以上时释放所捕集的SOx的性质，所述内燃机还设有在发动机工作期间持续使流入所述SOx捕集催化剂的排气的空燃比保持为稀而不使其变浓的空燃比控制装置和用于判断所述SOx捕集催化剂是否已经劣化的劣化判断装置，当应当判断所述SOx捕集催化剂是否已经劣化时在排气的空燃比稀的状态下所述SOx捕集催化剂的温度上升，此时从所述SOx捕集催化剂释放出的NOx量被检测出并且该检测出的NOx量被用以判断所述SOx捕集催化剂是否已经劣化。

附图说明

图1是压燃式内燃机的总视图；

图2是示出压燃式内燃机的另一实施例的总视图；

图3是示出颗粒过滤器的结构的视图；

图4是NOx存储催化剂的催化剂载体的表面部分的截面图；

图5是SOx捕集催化剂的催化剂载体的表面部分的截面图；

图6是示出SOx捕集率的视图；

图7是用于说明升温控制的视图；

图8是示出喷射正时的视图；

图9是示出用于升温控制的所存储的SOx量∑SOX1和所存储的SOx量SO(n)之间的关系的视图；

图10是示出所存储的SOx量∑SOX1等的变化的时间图；

图11是用于执行SOx稳定化处理的实施例的流程图；

图12是示出SOx稳定化处理的时间图；

图13是示出SOx捕集率和NOx存储量之间的关系的视图；

图14是用于说明劣化判断方法的时间图；

图15是示出NOx浓度N1的脉谱图的视图；

图16是劣化判断的流程图；

图17是劣化判断的另一实施例的流程图；

图18是用来说明用于SOx稳定化和劣化判断方法的升温控制的时间图；

图19是用于SOx稳定化和劣化检测的升温控制的流程图；

图20是示出颗粒过滤器的的升温控制的时间图；

图21是示出SOx释放控制的时间图；

图22是示出所存储的NOx量NOXA等的脉谱图的视图；

图23和图24是用于执行排气控制的流程图。

具体实施方式

图1是压燃式内燃机的总视图。

参照图1，1表示发动机机体，2表示各气缸的燃烧室，3表示用于喷射燃料到各燃烧室2的电子控制燃料喷射器，4表示进气歧管，5表示排气歧管。进气歧管4通过进气道6与排气涡轮增压器7的压缩机7a的出口相连，而压缩机7a的入口与空气滤清器8相连。在进气道6内设有由步进马达驱动的节气门9。此外，环绕进气道6设有用于冷却流过进气道6的进气的冷却装置10。在图1所示的实施例中，发动机冷却水被导入冷却装置10中。发动机冷却水冷却进气。另一方面，排气歧管5与排气涡轮增压器7的排气涡轮7b的入口相连，而排气涡轮7b的出口与SOx捕集催化剂11的入口相连。此外，SOx捕集催化剂11的出口通过排气管13与NOx存储催化剂12相连。排气管13设有用于将包括例如碳氢化合物的还原剂供给到流过排气管13的排气中的还原剂供给阀14。

排气歧管5和进气歧管4通过排气再循环(以下称为EGR)通路15相互连接。在EGR通路15内设有电子控制式EGR控制阀16。此外，环绕EGR通路15设有用于冷却流过EGR通路15的EGR气体的冷却装置17。在图1所示的实施例中，发动机冷却水被导入冷却装置17中。发动机冷却水冷却EGR气体。另一方面，各燃料喷射器3通过燃料供给管18与共轨19连接。该共轨19被供给来自电子控制式流量可变燃料泵20的燃料。供给到共轨19中的燃料通过燃料供给管18供给到燃料喷射器3。

电子控制单元30包括具有通过双向总线31相互连接的ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU(微处理器)34、输入端口35以及输出端口36的数字计算机。SOx捕集催化剂11具有附装在其上用于检测SOx捕集催化剂11的温度的温度传感器21，而NOx存储催化剂12具有附装在其上用于检测NOx存储催化剂12的温度的温度传感器22。这些温度传感器21和22的输出信号通过相应的AD转换器37输入到输入端口35。此外，NOx存储催化剂12具有附装到其上用于检测NOx存储催化剂12前后的压力差的压差传感器23。该压差传感器23的输出信号通过相应的AD转换器37输入到输入端口35。此外，排气管13具有设置在其中用于检测从SOx捕集催化剂11流出的排气中的NOx浓度的NOx浓度传感器24。该NOx浓度传感器24的输出信号通过相应的AD转换器37输入到输入端口35。

加速踏板40具有连接到其上用于产生与加速踏板40的下压量L成比例的输出脉冲的负荷传感器41。负荷传感器41的输出电压通过相应的AD转换器37输入到输入端口35。此外，输入端口35具有连接到其上用于在每次曲轴转动例如15°时产生一输出脉冲的曲柄转角传感器42。另一方面，输出端口36通过相应的驱动电路38连接到燃料喷射器3、用于驱动节气门9的步进马达、还原剂供给阀14、EGR控制阀16以及燃料泵20。

图2示出压燃式内燃机的另一实施例。在该实施例中，除附装在排气管13上的还原剂供给阀14外，排气歧管5的例如1号气缸的歧管管道5a内设有用于供给碳氢化合物的碳氢化合物供给阀25。

首先，对图1和图2所示的NOx存储催化剂12进行说明，NOx存储催化剂12被载持在三维网状结构的整体(monolith)载体或颗粒(pellet)状载体上，或被载持在形成蜂窝结构的颗粒过滤器上。通过这种方式，NOx存储催化剂12能够被载持在各种类型的载体上，但下面将对NOx存储催化剂12被载持在颗粒过滤器上的情况进行说明。

图3(A)和3(B)示出载持NOx存储催化剂12的颗粒过滤器12a的结构。注意图3(A)示出颗粒过滤器12a的正视图，而图3(B)示出颗粒过滤器12a的侧面的截面图。如图3(A)和3(B)所示，颗粒过滤器12a形成蜂窝结构并且具有多个相互平行延伸的排气通路60和61。这些排气通路包括下流端被栓塞62阻塞的排气流入通路60和上游端被栓塞63阻塞的排气流出通路61。注意，在图3(A)中，阴影部分表示栓塞63。因此，排气流入通路60和排气流出通路61通过薄的分隔壁64交替地设置。换句话说，排气流入通路60和排气流出通路61设置成各排气流入通路60被四个排气流出通路61包围并且各排气流出通路61被四个排气流入通路60包围。

颗粒过滤器12a由例如为堇青石的多孔材料形成。因此，如图3(B)中的箭头所示，流进排气流入通路60的排气通过周围的分隔壁64并流出到相邻的排气流出通路61中。

当以这种方式在颗粒过滤器12a上载持NOx存储催化剂12时，排气流入通路60和排气流出通路61的周壁，即，分隔壁64的两个表面和分隔壁64中的细孔的内壁载持例如由氧化铝制成的催化剂载体。图4示出该催化剂载体45的表面部分的截面图。如图4所示，催化剂载体45在其表面上载持分散的贵金属催化剂46。此外，催化剂载体45在其表面上形成有一层NOx吸收剂47。

在根据本发明的一实施例中，铂Pt用作贵金属催化剂46。作为形成NOx吸收剂47的成分，例如，可以使用至少一种从钾K、钠Na、铯Se或其它这样的碱金属，钡Ba、钙Ca或其它这样的碱土元素，镧La、钇Y或其它这样的稀土元素中选出的元素。

如果供给到发动机进气通路、燃烧室2以及NOx存储催化剂12上游的排气通路的空气和燃料(碳氢化合物)的比率被称作排气的空燃比，则NOx吸收剂47具有在排气的空燃比稀时吸收NOx而在排气中的氧浓度下降时释放所吸收的NOx的NOx吸收/释放作用。

即，以使用钡Ba作为形成NOx吸收剂47的成分的情况为例进行说明，当排气的空燃比稀时，即当排气中的氧浓度高时，如图4所示，包含在排气中的NO在铂Pt46上被氧化成NO₂，然后在NOx吸收剂47中被吸收并且在以硝酸根离子NO₃ ^-的形式在NOx吸收剂中扩散的同时与氧化钡BaO结合。以这种方式，NOx在NOx吸收剂47中被吸收。只要排气中的氧浓度很高，NO₂就会在铂Pt46的表面上形成。只要NOx吸收剂47的NOx吸收能力没有饱和，NO₂就会在NOx吸收剂47中被吸收并形成硝酸根离子NO₃ ^-。

与此相反，如果使还原剂供给阀14供给还原剂以使得排气的空燃比变浓或等于理论空燃比，则排气中的氧浓度下降，从而相反地反应朝逆方向进行(NO₃ ^-→NO₂)，因此NOx吸收剂47中的硝酸根离子NO₃ ^-以NO₂的形式从NOx吸收剂47中释放出。然后，被释放的NO₂由包含在排气中的未燃烧的HC和CO还原。

当排气的空燃比以这种方式变稀时，即，当在稀空燃比下燃烧燃料时，排气中的NOx在NOx吸收剂47中被吸收。然而，当燃料在稀空燃比下继续燃烧时，在此期间，NOx吸收剂47的NOx吸收能力最终会饱和。因此，NOx吸收剂47最终将不能再吸收NOx。因此，在根据本发明的实施例中，在NOx吸收剂47的吸收能力变饱和之前，还原剂供给阀14供给还原剂以使排气的空燃比暂时变浓并因此使得NOx吸收剂47释放NOx。

然而，排气包含SOx，即SO₂。如果该SO₂流入NOx存储催化剂12中，则该SO₂在铂Pt46中被氧化并变成SO₃。然后，该SO₃在NOx吸收剂47中被吸收并且在以硫酸根离子SO₄ ^2-的形式在NOx吸收剂47中扩散的同时时与氧化钡BaO结合，由此产生稳定的硫酸盐BaSO₄。然而，NOx吸收剂47具有强碱性，因此该硫酸盐BaSO₄很稳定并且变得难以分解。只通过使排气的空燃比变浓，硫酸盐BaSO₄不会分解并且将保持原样。因此，NOx吸收剂47中硫酸盐BaSO₄的量随着时间的流逝而增加。因此，随着时间的流逝，能够由NOx吸收剂47吸收的NOx的量下降。

然而，在这种情况下，如在开头所说明的，如果将NOx存储催化剂12的温度升高到600℃以上的SOx释放温度并在那个状态下使流入NOx存储催化剂12的排气的空燃比变浓，则NOx吸收剂47将释放SOx。然而，在这种情况下，NOx吸收剂47每次将只释放少量的SOx。因此，为了使NOx吸收剂47释放所有被吸收的SOx，必须使空燃比在很长的一段时间内都浓。因此，存在需要大量的燃料或还原剂的问题。此外，从SOx吸收剂47中释放的SOx排出到大气中，因而这也不可取。

因此，在本发明中，在NOx存储催化剂12的上游设有SOx捕集催化剂11并且该SOx捕集催化剂11用于捕集包含在排气中的SOx，从而防止SOx流入到NOx存储催化剂12中。下面将对该SOx捕集催化剂11进行说明。

该SOx捕集催化剂11例如包括蜂窝结构的整体催化剂并且具有大量的沿SOx捕集催化剂11的轴线方向直线延伸的排气流通孔。在以这种方式从蜂窝结构的整体催化剂形成SOx捕集催化剂11的过程中，排气流通孔的内壁载持由例如氧化铝制成的催化剂载体。图5示出该催化剂载体50的表面部分的截面图。如图5所示，催化剂载体50在其表面上形成有覆盖层51。该覆盖层51在其表面上载持分散的贵金属催化剂52。

在根据本发明的实施例中，铂用作贵金属催化剂52。作为形成覆盖层51的成分，例如，使用从钾K、钠Na、铯Cs和其它这样的碱金属，钡Ba、钙Ca和其它这样的碱土元素，镧La、钇Y和其它稀土元素中选出的一种或多种元素。即，SOx捕集催化剂11的覆盖层51呈现出强碱性。

与SOx相比，排气中含有量大得多的NOx。因此，当发动机最初工作时，覆盖层51充满被捕集的NOx。被捕集的NOx形成硝酸根离子NO₃ ^-。当覆盖层51包含钡Ba时，所捕集的NOx与钡Ba和离子结合并形成硝酸钡Ba(NO₃)₂。另一方面，如图5所示，包含在排气中的SOx即SO₂在铂Pt52上被氧化，然后被捕集在覆盖层51中。即，SO₂以硫酸根离子SO₄ ^2-的形式在覆盖层51中扩散并且使NO₃ ^-与钡Ba脱离以形成硫酸盐BaSO₄。此时脱离的NO₃ ^-从覆盖层51释放到外部。注意，如上所述，覆盖层51呈现出强碱性，因此，如图5所示，包含在排气中的部分SO₂直接被捕集在覆盖层51中以形成硫酸盐BaSO₄。

在图5中，覆盖层51的颜色深浅示出所捕集的SOx的浓度。从图5可以理解，覆盖层51中SOx的浓度在覆盖层51的表面附近最高并且往内部逐渐变低。当在覆盖层51的表面附近的SOx的浓度升高时，覆盖层51的表面的碱性变弱并且SOx捕集能力变弱。此处，如果将捕集在SOx捕集催化剂11中的SOx与包含在排气中的SOx的比率称作SOx捕集率，如果覆盖层51的表面的碱性变弱，则SOx捕集率随之下降。

图6示出SOx捕集率随时间的变化。如图6所示，SOx捕集率最初接近100％，但随着时间的推移，SOx捕集率迅速下降。因此，在本发明中，如图7所示，当SOx捕集率下降到预定比率以下时，执行用于在稀的排气空燃比下升高SOx捕集催化剂11的温度的升温控制，由此SOx捕集率恢复。

即，如果在稀的排气空燃比下升高SOx捕集催化剂11的温度，则集中在覆盖层51的表面附近的SOx向覆盖层51内部扩散，从而覆盖层51中的SOx浓度变得均匀。即，在覆盖层51中形成的硝酸盐从集中在覆盖层51的表面附近的不稳定状态向均匀地分散在整个覆盖层51内的稳定状态变化。存在于覆盖层51的表面附近的SOx向覆盖层51的内部分散时，在覆盖层51的表面附近的SOx的浓度下降，因此当SOx捕集催化剂11的升温控制完成时，如图7所示，SOx捕集率恢复。

当执行SOx捕集催化剂11的升温控制时，如果使SOx捕集催化剂11的温度为大约450℃，则存在于覆盖层51的表面附近的SOx能够向覆盖层51的内部分散。如果将SOx捕集催化剂11的温度升高到大约600℃，则能够使得在覆盖层51中的SOx浓度非常均匀。因此，在执行SOx捕集催化剂11的升温控制时，在稀的排气空燃比下SOx捕集催化剂11的温度优选上升到大约600℃。

注意当以这种方式升高SOx捕集催化剂11的温度时，如果使排气的空燃比变浓，则SOx捕集催化剂11最终会释放SOx。因此，当升高SOx捕集催化剂11的温度时，应当使排气的空燃比变浓。此外，如果即使SOx捕集催化剂11的温度升高，但覆盖层51的表面附近的SOx的浓度也还是升高，如果使排气的空燃比变浓，则SOx捕集催化剂11最终会释放SOx。因此在本发明中，当SOx捕集催化剂11的温度为SOx释放温度以上时，使流入SOx捕集催化剂11的排气的空燃比变浓。

在本发明中，基本上认为从购入车辆到其报废都将一直使用SOx捕集催化剂11而不会更换它。尤其是，近年来，包含在燃料中的硫的量减少。因此，如果使SOx捕集催化剂11的尺寸大到一定程度，则能够一直使用SOx捕集催化剂11而不用更换它，直到车辆报废。例如，如果车辆的耐用性是500,000km的行驶距离，则应当使SOx捕集催化剂11的尺寸能够在不执行升温控制程序的情况下以高的SOx捕集率持续捕集SOx直到250,000km左右的行驶距离。在这种情况下，在大约250,000km的行驶距离时执行第一次升温控制。

下面将参照图8对升高SOx捕集催化剂11的温度的方法进行说明。

用于升高SOx捕集催化剂11的温度的一种有效的方法是将燃料喷射正时延迟到压缩上死点之后。即，如图8中的(I)所示，通常主燃料Qm在压缩上死点附近喷射。在这种情况下，如图8中的(II)所示，如果主燃料Qm的喷射正时被延迟，则后燃烧时段将会变长，因此排气温度将会升高。随着排气温度的升高，SOx捕集催化剂11的温度升高。

此外，如图8的(III)所示，为了升高SOx捕集催化剂11的温度，除了主燃料Qm外，还可在进气上死点附近喷射辅助燃料Qv。如果以这种方式另外喷射辅助燃料Qv，能够燃烧的燃料正好增加了辅助燃料Qv那么多的量，从而排气温度升高并且由此SOx捕集催化剂11的温度升高。

另一方面，如果以这种方式在进气上死点附近喷射辅助燃料Qv，在压缩冲程期间，压缩热从该辅助燃料Qv产生醛、酮、过氧化物、一氧化碳以及其它中间产物。这些中间产物加快了主燃料Qm的反应。因此，在这种情况下，即使如图8的(III)所示大大延迟主燃料Qm的喷射正时，也能够获得良好的燃烧而不断火。即，由于以这种方式可大大延迟主燃料Qm的喷射正时，所以排气温度显著升高。因此，SOx捕集催化剂11的温度能够迅速地升高。

此外，如图8的(IV)所示，为了升高SOx捕集催化剂11的温度，除了主燃料Qm外，还可在膨胀冲程或排气冲程中喷射辅助燃料Qp。即，在这种情况下，大部分的辅助燃料Qp以没有燃烧的未燃碳氢化合物的形式排出到排气通路内。未燃碳氢化合物被SOx捕集催化剂11中的过剩的氧所氧化。此时产生的氧化反应热升高了SOx捕集催化剂11的温度。

另一方面，在图2所示的内燃机中，碳氢化合物供给阀25可以供给碳氢化合物并且碳氢化合物的氧化反应热可以升高SOx捕集催化剂11的温度。此外，在使碳氢化合物供给阀25供给碳氢化合物的同时，还可以执行图8的从(II)至(IV)中的任一个喷射控制。注意，不论使用什么方法来升高温度，流入SOx捕集催化剂11的排气的空燃比都保持为稀而不变浓。

下面参照图9至12对SOx捕集催化剂11中的SOx稳定化处理的实施例进行说明。

在该实施例中，捕集在SOx捕集催化剂11中的SOx的量被估计。当捕集在SOx捕集催化剂11中SOx的量超过预定量时，判断SOx捕集率是否已从预定比率下降。此时，为了恢复SOx捕集率，执行用于在稀的排气空燃比下升高SOx捕集催化剂11的温度的升温控制。

即，燃料中包含一定百分比的硫，因此包含在排气中的SOx的量，即捕集在SOx捕集催化剂11中的SOx的量与燃料喷射量成比例。燃料喷射量是所需转矩和发动机转速的函数。因此，捕集在SOx捕集催化剂11中的SOx的量也变成所需转矩和发动机转速的函数。在根据本发明的一实施例中，每单位时间捕集在SOx捕集催化剂11中的SOx的量SOXA作为所需转矩TQ和发动机转速N的函数以图9(A)所示的脉谱图的形式预先存储在ROM 32中。

此外，润滑油也包含一定百分比的硫，从而在燃烧室2中燃烧的润滑油的量，即包含在排气中并且捕集在SOx捕集催化剂11中的SOx的量也变为所需转矩和发动机转速的函数。在根据本发明的一实施例中，包含在润滑油中并且由SOx捕集催化剂11在每单位时间内捕集的SOx的量SOXB作为所需转矩TQ和发动机转速N的函数以图9(B)所示的脉谱图的形式预先存储在ROM 32中。通过累加SOx量SOXA和SOx量SOXB，计算出捕集在SOx捕集催化剂11中的SOx量∑SOX1。

此外，在根据本发明的一实施例中，如图9(C)所示，SOx量∑SOX1和当SOx捕集催化剂11应当升高温度时的预定的SOx量SO(n)之间的关系被预先存储。当SOx量∑SOX1超过预定的SO(n)(n＝1，2，3，...)时，执行处理以升高SOx捕集催化剂11的温度。注意，在图9(C)中，n示出温度上升处理的次数。从图9(C)可以理解，随着用于恢复SOx捕集率的温度上升的次数n的增加，预定量SO(n)增加。处理的次数n越大，该预定量SO(n)的增加率变得越小。即，SO(3)相对于SO(2)的增加率从SO(2)相对于SO(1)的增加率减小。

即，如图10的时间图所示，捕集在SOx捕集催化剂11中的SOx量∑SOX1随着时间的推移持续增加直到达到允许值MAX。注意，在图10中，当行驶距离达到500,000km左右时，∑SOX1＝MAX。

另一方面，在图10中，SOx浓度示出在SOx捕集催化剂11的表面附近的SOx浓度。从图10可以理解，当在SOx捕集催化剂11的表面附近的SOx浓度超过允许值SOZ时，在升温控制中在稀的排气空燃比A/F下使SOx捕集催化剂11的温度T升高。当执行升温控制时，在SOx捕集催化剂11的表面附近的SOx浓度减小。每执行一次升温控制，该SOx浓度的减小量变得更小。因此，每执行一次升温控制，从执行升温控制时到执行下一次升温控制时的时段变得更短。

注意，如图10所示，所捕集的SOx的量∑SOX1达到SO(1)、SO(2)、...意味着在SOx捕集催化剂11的表面附近的SOx浓度已经达到允许值SOZ。

图11示出用于执行SOx稳定化处理的例程。

参照图11，首先，在步骤100中，从图9(A)和9(B)中读取每单位时间捕集的SOx量SOXA和SOXB。然后，在步骤101中，这些SOXA和SOXB的总和加到SOx量∑SOX1中。然后，在步骤102中，判断SOx量∑SOX1是否已经达到在图9(C)中示出的预定量SO(n)(n＝1，2，3，...)。当SOx量∑SOX1已经达到预定量SO(n)时，例程前进到执行如图12中所示的升温控制的步骤103。

此外，如前文所述，近年来，包含在燃料中的硫的量已经减少，但是某些燃料还包含大量的硫。如果以这种方式使用包含大量硫的燃料，则NOx捕集率最终会很早地就下降。即，SOx捕集催化剂11最终很早地就会劣化。此外，如果长时间地在低负荷下工作，则SOx捕集催化剂11维持在低温下。然而，当SOx捕集催化剂11的温度很低时，捕集在覆盖层51的表面附近的SOx不能扩散到覆盖层51的内部，并且因此，SOx捕集率下降，从而同样在这种情况下，SOx捕集催化剂11很早地劣化。

如果SOx捕集催化剂11劣化，则大量的SOx流入到NOx存储催化剂12中，并且因此，NOx吸收剂47通过SOx而中毒。因此，当SOx捕集催化剂11已经劣化时，SOx捕集催化剂11不得不被新的SOx捕集催化剂11替换或必须采取某种其它的措施。为此，用于判断SOx捕集催化剂11是否已经劣化的劣化判断装置变得非常必要。

然而，如上所述，当排气中的SOx被捕集在覆盖层51中时，覆盖层51将与钡Ba脱离的NO₃ ^-以NO₂的形式释放到外部。因此，如图13所示，捕集在覆盖层51中的SOx的量，即SOx捕集量越大，存储在覆盖层51中的NOx量越小。即，如果SOx捕集量增加，换句话说，如果SOx捕集催化剂11劣化，则NOx存储量减少。因此，如果能够检测出NOx存储量，则可以判断SOx捕集催化剂11是否已经劣化。

然而，当SOx捕集催化剂11的温度上升时，即使不使流入到SOx捕集催化剂11中的排气变浓时，即，当排气的空燃比稀时，存储在SOx捕集催化剂11中的NOx也会从SOx捕集催化剂11中释放。对此进行更具体的说明，如果SOx捕集催化剂11的温度从400℃上升到450℃左右，则覆盖层51开始释放所存储的NOx。当SOx捕集催化剂11的温度上升到大约600℃时，其释放几乎所有被存储的NOx。

因此，在本发明中，当应该判断SOx捕集催化剂11是否已经劣化时，在稀的排气空燃比下升高SOx捕集催化剂11的温度。此时，检测从SOx捕集催化剂11中释放出的NOx量并且使用该检测出的NOx量来判断SOx捕集催化剂11是否已经劣化。

即，如图14所示，当应当判断SOx捕集催化剂11是否已经劣化时，执行图8的(II)至(IV)所示的任一个喷射控制例程或者碳氢化合物供给阀25供给碳氢化合物，由此执行用于在稀的排气空燃比下暂时地将SOx捕集催化剂11的温度升高到500℃以上的升温控制。如果执行这样的升温控制，则在SOx捕集催化剂11的温度上升的同时几乎所有捕集在覆盖层51中的NOx被释放出。因此，如图14所示，当执行升温控制时，从SOx捕集催化剂11中流出的排气中的NOx的浓度变得较高。

该升温控制设计成只是使SOx捕集催化剂11释放NOx，因此与图12中所示的用于SOx稳定化的升温控制不同。如果SOx捕集催化剂11的温度达到500℃以上的目标温度，则停止SOx捕集催化剂11的升温作用。如果SOx捕集催化剂11的升温作用被停止并且SOx捕集催化剂11的温度下降，则排气中的NOx被捕集到SOx捕集催化剂11中，从而如图14所示，从SOx捕集催化剂11中流出的排气中的NOx的浓度暂时变低。

此外，如前文所述，如果SOx捕集催化剂11劣化，则NOx存储量下降。因此，当SOx捕集催化剂11中的NOx存储量变得比预定量低时，能够判定SOx捕集催化剂11已经劣化。然而，直接检测存储在SOx捕集催化剂11中的NOx量非常困难。因此，很难通过直接检测NOx存储量来判断SOx捕集催化剂11是否劣化。

然而，如果执行SOx捕集催化剂11的升温作用，则存储在SOx捕集催化剂11中的大部分NOx被释放。此时，由于受被释放的NOx的影响，通过SOx捕集催化剂11的排气中的NOx的浓度发生变化。此时，NOx浓度的变化与释放的NOx量即NOx存储量相对应。因此，在本发明中，从当排气通过SOx捕集催化剂11时排气中的NOx浓度的变化来检测从SOx捕集催化剂11中释放出的NOx的量。

然而，NOx浓度的该变化是流入SOx捕集催化剂11的排气中的NOx浓度和从SOx捕集催化剂11流出的排气中的NOx浓度之间的浓度差。因此，在本发明中，如前文所述，SOx捕集催化剂11和NOx存储催化剂12之间的排气管13设有用于检测从SOx捕集催化剂11中流出的排气中的NOx浓度的NOx浓度传感器24。从发动机排出并且流入SOx捕集催化剂11的排气中的NOx浓度和由NOx浓度传感器24检测出的排气中的NOx浓度之间的浓度差被用来求出NOx浓度的变化。

此处，根据发动机的工作状态来明确地确定从发动机流出并且流入SOx捕集催化剂11的排气中的NOx浓度。因此，在根据本发明的一实施例中，如图15所示，从发动机排出的排气中的NOx浓度N1作为所需转矩TQ和发动机转速N的函数以脉谱图的形式预先存储在ROM 32中。

此外，如上所述，图14中所示的NOx浓度是从SOx捕集催化剂11中流出的排气中的NOx浓度。如果执行升温控制，则如实线A所示该NOx浓度暂时增加。由该实线A示出的NOx浓度的浓度增加量的大部分表示SOx捕集催化剂11前后的NOx的浓度差。该NOx浓度差的大小表示从SOx捕集催化剂11中释放出的NOx的量。因此，可从该NOx浓度差的大小判断SOx捕集催化剂11是否已经劣化。

注意由于NOx浓度差的大小表示从SOx捕集催化剂11中释放出的NOx的量，所以可考虑各种类型的大小。在本发明的一实施例中，作为表示从SOx捕集催化剂11中释放出的NOx量的值，使用图14中所示的NOx浓度差的最大值ΔNmax。当NOx浓度差的最大值ΔNmax变为预定值以下时，判定SOx捕集催化剂11已经劣化。此外，在本发明的另一实施例中，作为表示从SOx捕集催化剂11中释放出的NOx量的另一个值，使用图14中由阴影示出的NOx浓度差的累积值∑ΔN。当NOx浓度差的累积值∑ΔN变为预定值以下时，判定SOx捕集催化剂11已经劣化。

图16示出在使用NOx浓度差的最大值ΔNmax作为表示从SOx捕集催化剂11中释放出的NOx量的值的情况下的劣化判断例程。例如每次在车辆的行驶距离超过1000km时执行该判断例程。因此，执行该劣化判断例程的频度高于如图10所示的用于恢复SOx捕集率的SOx稳定化升温控制的频度。

参照图16，首先，在步骤200中，在用于劣化判断的升温控制中在稀的排气空燃比下将SOx捕集催化剂11的温度暂时上升到500℃以上。然后，在步骤201中，由图15所示的脉谱图计算出流入SOx捕集催化剂11的排气中的NOx浓度N1。然后，在步骤202中，使用NOx浓度传感器24来检测从SOx捕集催化剂11流出的排气中的NOx浓度N2。然后，在步骤203中，从NOx浓度N2减去NOx浓度N1以计算出NOx浓度差ΔN。

然后，在步骤204中，判断NOx浓度差ΔN是否大于最大值ΔNmax。当ΔN≤ΔNmax时，例程跳到步骤206，而当ΔN＞ΔNmax时，例程前进到将ΔN赋给ΔNmax的步骤205，然后例程前进到步骤206。即，在步骤204和205中，求出了NOx浓度差ΔN的最大值ΔNmax。

然后，在步骤206中，判断检测是否已经结束。例如，当NOx浓度差ΔN上升，然后变成基本上为零时，判定检测已结束。当检测还未结束时，例程回到步骤201。与此相反，当检测结束时，例程前进到判断NOx浓度差的最大值ΔNmax是否在预定值XN以下的步骤207。当ΔNmax＜XN时，判定SOx捕集催化剂11已经劣化并且例程前进到打开示出SOx捕集催化剂11已经劣化的警告灯的步骤208。

图17示出在使用NOx浓度差的累积值∑ΔN作为表示从SOx捕集催化剂11中释放出的NOx量的值的情况下的劣化判断例程。执行该判断例程的频度也和图17所示的示例一样远高于为恢复SOx捕集率而执行的用于SOx稳定化的升温控制的频度。

参照图17，首先，在步骤210中，在用于劣化判断的升温控制中，在稀的排气空燃比下将SOx捕集催化剂11的温度暂时上升至500℃以上。然后，在步骤211中，从图15所示的脉谱图计算出流入SOx捕集催化剂11的排气中的NOx浓度N1。然后，在步骤212中，由NOx浓度传感器24检测出从SOx捕集催化剂11流出的排气中的NOx浓度N2。然后，在步骤213中，从NOx浓度N2减去NOx浓度N1以计算NOx浓度差ΔN。

然后，在步骤214中，将NOx浓度差ΔN加在∑ΔN上以计算出NOx浓度差的累积值∑ΔN。然后，在步骤215中，判断检测是否已结束。当检测还未结束时，例程回到步骤211。与此相反，当检测结束时，例程前进到判断NOx浓度差的累积值∑ΔN是否在预定值YN以下的步骤216。当∑ΔN＜YN时，判定SOx捕集催化剂11已经劣化，然后例程前进到打开示出SOx捕集催化剂11已经劣化的警告灯的步骤217。

图18示出另一实施例。在该实施例中，紧接在用于恢复SOx捕集率的控制之后判断SOx捕集催化剂11是否劣化。即，如图18所示，在该实施例中，为了恢复SOx捕集率，周期性地执行用于将SOx捕集催化剂11的温度在预定长的时段内维持在预定温度以上的用于SOx稳定化的升温控制。紧接在用于该SOx稳定化的升温控制完成后，执行用于SOx捕集催化剂11的劣化检测的升温控制并且判断SOx捕集催化剂11是否已经劣化。

即，即使SOx捕集率下降，当执行用于SOx稳定化的升温控制时，如果SOx捕集率恢复，则仍然能够充分使用SOx捕集催化剂11。然而，当执行用于SOx稳定化的升温控制时，如果SOx捕集率完全没有恢复，则SOx捕集催化剂11劣化并且该SOx捕集催化剂11将不再耐用。

如图18所示，为了以这种方式判断SOx捕集催化剂11是否不再耐用，必须在用于劣化检测的升温控制之前执行用于SOx稳定化的升温控制。注意，该用于SOx稳定化的升温控制以远高于图10所示的用于SOx稳定化的升温控制的频度执行。

图19示出图18中所示的用于SOx稳定化和劣化检测的升温控制例程。

参照图19，首先，在步骤300中，判断是否处在用于SOx稳定化和劣化检测的时期。当正处在用于SOx稳定化和劣化检测的时期时，例程前进到执行用于SOx稳定化的升温控制的步骤301。然后，在步骤302中，判断用于SOx稳定化的升温控制是否已完成。当尚未完成时，例程回到继续进行用于SOx稳定化的升温控制的步骤301。

与此相反，当用于SOx稳定化的升温控制已经结束时，例程前进到判断是否已经经过一定时间的步骤303。当已经经过一定时间时，例程前进到执行用于劣化检测的升温控制和SOx捕集催化剂11的劣化判断的步骤304。

然后，参照图20至24，将对当升高颗粒过滤器的温度时判断SOx捕集催化剂11是否已经劣化的一实施例进行说明。在说明该实施例的过程中，首先将说明对于NOx存储催化剂12的处理。

在根据本发明的一实施例中，每单位时间存储在NOx存储催化剂12中的NOx量NOXA作为所需转矩TQ和发动机转速N的函数以图22(A)所示的脉谱图的形式预先存储在ROM 32中。通过累加该NOx量NOXA，计算出存储在NOx存储催化剂12中的NOx量∑NOX。此外，如图20所示，在根据本发明的一实施例中，每次该NOx量∑NOX达到允许值NX时，使流入NOx存储催化剂12的排气的空燃比A/F暂时变浓。因此，NOx存储催化剂12释放NOx。

注意，当使流入NOx存储催化剂12的排气的空燃比A/F变浓时，流入SOx捕集催化剂11的排气的空燃比必须保持为稀。因此，在根据本发明的一实施例中，在SOx捕集催化剂11和NOx存储催化剂12之间的排气通路内设有还原剂供给装置——例如如图1和图2中所示的还原剂供给阀14。当NOx存储催化剂12应当释放NOx时，该还原剂供给阀14将还原剂供给到排气通路内以使流入NOx存储催化剂12的排气的空燃比暂时变浓。

另一方面，包含在排气中的颗粒物质被捕集在载持有NOx存储催化剂12的颗粒过滤器12a上并且被顺次氧化。然而，如果被捕集的颗粒物质的量变得大于被氧化的颗粒物质的量，则颗粒物质将逐渐在颗粒过滤器12a上堆积。在这种情况下，如果颗粒物质的堆积量增加，则最终会导致发动机输出的下降。因此，当颗粒物质的堆积量增加时，必须除去堆积的颗粒物质。在这种情况下，如果在过量空气下使颗粒过滤器12a的温度升高到大约600℃，则堆积的颗粒物质将被氧化并且除去。

因此，在根据本发明的一实施例中，当堆积在颗粒过滤器12a上的颗粒物质的量超过允许量时，在稀的排气空燃比下使颗粒过滤器12a的温度升高，由此通过氧化除去堆积的颗粒物质。具体地，在根据本发明的一实施例中，当由压差传感器23检测出的颗粒过滤器12a前后的压力差ΔP超过图20所示的允许值PX时，判定堆积的颗粒物质的量已经超过允许量。此时，执行用于将流入颗粒过滤器12a的排气的空燃比保持为稀以及升高颗粒过滤器12a的温度T的升温控制。当执行该升温控制时，判断SOx捕集催化剂11是否劣化。注意当颗粒过滤器12a的温度T升高时，NOx存储催化剂12释放NOx，从而被捕集的NOx量∑NOX减少。

在该实施例中，以这种方式，当颗粒过滤器12a的温度应当升高时，判断SOx捕集催化剂11是否劣化，因此此时SOx捕集催化剂11的温度也必须升高。因此，在该实施例中，当颗粒过滤器12a的温度应当升高时，执行图8的(II)至(IV)所示的任一个喷射控制或者碳氢化合物供给阀25供给碳氢化合物以便在稀的排气空燃比下升高SOx捕集催化剂11和颗粒过滤器12a的温度。

另一方面，在SOx捕集催化剂11完成释放NOx后，SOx捕集催化剂11的温度无需保持在高温。只将颗粒过滤器12a的温度保持在高温就足够了。因此，在SOx捕集催化剂11完成释放NOx后，停止SOx捕集催化剂11的升温作用。还原剂供给阀14在排气的空燃比能够保持稀的范围内供给还原剂。该还原剂的氧化反应热可以用来将颗粒过滤器12a的温度保持在高温。

另一方面，当SOx捕集催化剂11的SOx捕集率是100％时，SOx根本不会流入NOx存储催化剂12中。因此，在这种情况下，NOx存储催化剂12完全没有存储SOx的风险。与此相反，当SOx捕集率不是100％时，即使SOx捕集率接近100％，SOx也会存储在NOx存储催化剂12中。然而，在这种情况下，每单位时间存储在NOx存储催化剂12中的SOx量极少。虽然如此，如果经过长时间，则大量的SOx会存储在NOx存储催化剂12中。如果存储大量的SOx，则所存储的SOx必须释放。

如上所述，为了使NOx存储催化剂12释放SOx，NOx存储催化剂12的温度必须上升到SOx释放温度并且流入NOx存储催化剂12的排气的空燃比必须变浓。因此，如图21所示，在根据本发明的一实施例中，当存储在NOx存储催化剂12中的SOx量∑SOX2达到允许值SX2时，NOx存储催化剂12的温度T上升到SOx释放温度TX并且流入NOx存储催化剂12的排气的空燃比变浓。注意，每单位时间存储在NOx存储催化剂12中的SOx量SOXZ作为所需转矩TQ和发动机转速N的函数以图22(B)所示的脉谱图的形式预先存储在ROM 32中。通过累加SOx量SOXZ，计算出存储的SOx量∑SOX2。

当NOx存储催化剂12释放SOx时，如果流入SOx捕集催化剂11的排气的空燃比变浓，则捕集在SOx捕集催化剂11中的SOx从SOx捕集催化剂11中释放出，并且释放出的SOx最终被存储到NOx存储催化剂12中。因此，当NOx存储催化剂12释放SOx时，流入SOx捕集催化剂11的排气的空燃比不能变浓。因此，在根据本发明的一实施例中，当NOx存储催化剂12应当释放SOx时，首先，流入SOx捕集催化剂11和NOx存储催化剂12的排气的空燃比保持为稀并且还原剂供给阀14供给还原剂以将NOx存储催化剂12的温度T升高至SOx释放温度TX，然后流入SOx捕集催化剂11的排气的空燃比保持为稀并且来自还原剂供给阀14的还原剂供给量增加以使流入NOx存储催化剂12的排气的空燃比变浓。注意，在这种情况下，也可使流入NOx存储催化剂12的排气的空燃比交替地在浓和稀之间转换。

图23和24示出使该实施例工作的排气控制例程。

参照图23和24，首先，在步骤400中，从图22(A)所示的脉谱图计算出每单位时间存储的NOx量NOXA。然后，在步骤401中，将该NOXA加到存储在NOx存储催化剂12中的NOx量∑NOX上。然后，在步骤402中，判断所存储的NOx量∑NOX是否超过允许值NX。当∑NOX＞NX时，例程前进到步骤403，在步骤403中，执行用于通过从还原剂供给阀14供给的还原剂而暂时使流入NOx存储催化剂12的排气的空燃比从稀转换到浓的加浓处理并且清除∑NOX。

然后，在步骤404中，从图22(B)所示的脉谱图计算出每单位时间存储的SOx量SOXZ。然后，在步骤405中，将该SOXZ加到存储在NOx存储催化剂12中的SOx量∑SOX2上。然后，在步骤406中，判断所存储的SOx量∑SOX2是否已超过允许值SX2。当∑SOX2＞SX2时，例程前进到步骤403，在步骤403中执行用于使流入NOx存储催化剂12的排气的空燃比保持为稀并且使还原剂供给阀14供给还原剂以将NOx存储催化剂12的温度T升高至SOx释放温度TX的升温控制。然后，在步骤408中，执行用于通过从还原剂供给阀14供给的还原剂而将流入NOx存储催化剂12的空燃比保持为浓的加浓处理，并且清除∑SOX2。

然后，在步骤409中，压差传感器23检测出颗粒过滤器12a前后的压力差ΔP。然后，在步骤418中，判断压力差ΔP是否已超过允许值PX。当ΔP＞PX时，例程前进到开始执行SOx捕集催化剂11和颗粒过滤器12a的升温控制的步骤411。然后，从步骤412至步骤419，使用与图16中所示的劣化判断例程的步骤201至步骤208相同的方法来判断SOx捕集催化剂11是否已经劣化。

即，在步骤412中，从图15所示的脉谱图计算出流入SOx捕集催化剂11的排气中的NOx浓度N1。然后，在步骤413中，由NOx浓度传感器24检测出从SOx捕集催化剂11流出的排气中的NOx浓度N2。然后，在步骤414中，从NOx浓度N2减去NOx浓度N1以算出NOx浓度差ΔN。然后，在步骤415和416中，求出NOx浓度差ΔN的最大值ΔNmax。

然后，在步骤417中，判断检测是否已结束。当判定检测已经结束时，例程前进到判断NOx浓度差的最大值ΔNmax是否在预定值XN以下的步骤418。当ΔNmax＜XN时，判定SOx捕集催化剂11已经劣化并且例程前进到步骤419，在步骤419中打开示出SOx捕集催化剂11已经劣化的警告灯。

根据本发明，可在维持NOx存储催化剂的高NOx存储能力的同时抑制从SOx捕集催化剂的SOx的释放作用，并且还可判断SOx捕集催化剂是否已经劣化。

Claims (14)

1.一种压燃式内燃机的排气净化装置，所述内燃机在发动机排气通路内设有能够捕集包含在排气中的SOx的SOx捕集催化剂并且在所述SOx捕集催化剂下游的排气通路内设有NOx存储催化剂，当流入排气的空燃比稀时所述NOx存储催化剂存储包含在排气中的NOx并且当所述流入排气的空燃比变为理论空燃比或变浓时所述NOx存储催化剂释放所存储的NOx，其中所述SOx捕集催化剂具有当流入所述SOx捕集催化剂的排气的空燃比稀时捕集包含在排气中的SOx以及当所述排气的空燃比稀并且所述SOx捕集催化剂的温度上升时允许所捕集的SOx在所述SOx捕集催化剂内逐渐地扩散的性质，并且具有当流入所述SOx捕集催化剂的排气的空燃比变浓并且所述SOx捕集催化剂的温度为SOx释放温度以上时释放所捕集的SOx的性质，所述内燃机还设有在发动机工作期间持续使流入所述SOx捕集催化剂的排气的空燃比保持为稀而不使其变浓的空燃比控制装置和用于判断所述SOx捕集催化剂是否已经劣化的劣化判断装置，当应当判断所述SOx捕集催化剂是否已经劣化时在排气的空燃比稀的状态下所述SOx捕集催化剂的温度上升，此时从所述SOx捕集催化剂释放出的NOx量被检测出并且该检测出的NOx量被用以判断所述SOx捕集催化剂是否已经劣化。

2.根据权利要求1所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中从所述SOx捕集催化剂释放出的NOx量由当排气通过所述SOx捕集催化剂时排气中的NOx浓度的变化来检测出。

3.根据权利要求2所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中在所述SOx捕集催化剂和所述NOx存储催化剂之间的发动机排气通路内设有用于检测从所述SOx捕集催化剂流出的排气中的NOx浓度的NOx浓度传感器，并且所述NOx浓度的变化由从发动机排出并流入所述SOx捕集催化剂的排气中的NOx浓度和由所述NOx浓度传感器检测出的排气中的NOx浓度之间的浓度差求出。

4.根据权利要求3所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中从发动机排出的排气中的NOx浓度被预先存储。

5.根据权利要求3所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中所述浓度差的最大值被用作表示从所述SOx捕集催化剂中释放出的NOx量的值，并且当所述浓度差的最大值变为预定值以下时判定所述SOx捕集催化剂已经劣化。

6.根据权利要求3所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中所述浓度差的累积值被用作表示从所述SOx捕集催化剂中释放出的NOx量的值，并且当所述浓度差的累积值变为预定值以下时判定所述SOx捕集催化剂已经劣化。

7.根据权利要求1所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中当应当判断所述SOx捕集催化剂是否已经劣化时，在稀的排气空燃比下所述SOx捕集催化剂的温度暂时上升至大约500℃以上。

8.根据权利要求1所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中为了恢复SOx捕集率，周期性地执行用于在预定长的时段内将所述SOx捕集催化剂的温度保持在预定温度以上的升温控制，并且紧接在所述升温控制完成后，使所述SOx捕集催化剂的温度再次上升并且判断所述SOx捕集催化剂是否已经劣化。

9.根据权利要求1所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中还设有用于估计由所述SOx捕集催化剂捕集的SOx量的估计装置，除用于判断所述SOx捕集催化剂是否已经劣化的在稀的排气空燃比下升高所述SOx捕集催化剂的温度的用于劣化判断的升温控制外，当由所述SOx捕集催化剂捕集的SOx量超过预定量时，执行用于SOx稳定化的升温控制以便在稀的排气空燃比下升高所述SOx捕集催化剂的温度以用于恢复SOx捕集率，并且所述用于劣化判断的升温控制的频度高于所述用于SOx稳定化的升温控制的频度。

10.根据权利要求9所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中用于恢复SOx捕集率的所述用于SOx稳定化的升温控制的次数越多，所述预定量增加，并且所述用于SOx稳定化的升温控制的次数越多，所述预定量的增加率减小。

11.根据权利要求1所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中所述NOx存储催化剂载持在用于捕集和氧化包含在排气中的颗粒物质的颗粒过滤器上，当堆积在所述过滤器上的颗粒物质的量超过允许量时，在稀的排气空燃比下使所述颗粒过滤器的温度升高以便氧化和除去所堆积的颗粒物质，并且当所述颗粒过滤器的温度已经升高时，判断所述SOx捕集催化剂是否已经劣化。

12.根据权利要求1所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中在所述SOx捕集催化剂和所述NOx存储催化剂之间的排气通路内设有还原剂供给装置，并且当所述NOx存储催化剂应当释放NOx时，所述还原剂供给装置将还原剂供给到所述排气通路内以使流入所述NOx存储催化剂的排气的空燃比暂时变浓。

13.根据权利要求12所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中所述NOx存储催化剂存储SOx，所述NOx存储催化剂的温度上升至SOx释放温度，并且所述还原剂供给装置将还原剂供给到所述排气通路内以使流入所述NOx存储催化剂的排气的空燃比变浓。

14.根据权利要求1所述的压燃式内燃机的排气净化装置，其中所述SOx捕集催化剂包括形成在催化剂载体上的覆盖层和载持在所述覆盖层上的贵金属，并且所述覆盖层含有分散在所述覆盖层中的碱金属、碱土金属或稀土金属。

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