專利名稱：：內燃機的排氣凈化裝置和排氣凈化方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及內燃機的排氣凈化裝置和排氣凈化方法。
背景技術：
：用于內燃機的燃料和潤滑油包含硫，因此排氣中包含SOx。然而，所述S0X的作用大大地減弱了布置在發(fā)動機排氣通道內的所述排氣凈化催化劑或其它后處理裝置的性能或耐久性，因此優(yōu)選地除去所述排氣中的所述SOx。因此，已知一種內燃機，其中具有能夠捕集包含在排氣中的SOx的SOx捕集催化劑的布置在發(fā)動機排氣通道內(見公開號為2005-133610的日本專利(A))。所述SOx捕集催化劑具有如下特性當流入到S0X捕集催化劑中的所述排氣的空燃比稀時捕集包含在所述排氣中的SOx，當所述排氣的空燃比稀且所述SOx捕集催化劑的溫度上升時，允許所述被捕集的SOx在所述NOx捕集催化劑里逐漸擴散，而結果使得所述SOx捕集率被恢復。因此，這種內燃機設置有通過所述SOx捕集催化劑來估算所述SOx捕集率的估算器件。當所述SOx捕集率降到預定捕集率之下時，所述SOx捕集催化劑的溫度在所述排氣的稀空燃比下被升高從而恢復所述SOx捕集率。然而，發(fā)明者致力于反復對這種類型的SOx捕集催化劑進行研究。結果，他們發(fā)現(xiàn)一種能夠恢復所述SOx捕集率的新方法并且認識到如果運用這種方法，則可能更好地恢復所述SOx捕集率。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種內燃機的排氣凈化裝置和排氣凈化方法，設計所述內燃機運用這種新方法以很好地恢復所述SOx捕集率。依照本發(fā)明，提供了一種在發(fā)動機排氣通道內部布置了能夠捕集包含在排氣中的SOx的SOx捕集催化劑的內燃機的排氣凈化裝置，其中所述SOx捕集催化劑攜帶擴散到其中的堿金屬和堿土金屬兩者中的至少一種，所述SOx捕集催化劑的溫度被保持在使所述石威金屬和堿土金屬兩者中的至少一種的硝酸鹽在發(fā)動機運轉期間變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的溫度，由此促進了在所述S0x捕集催化劑中的硝酸鹽移動到所述SOx捕集催化劑表面上并在其上凝結的硝酸鹽移動和凝結作用，并且所述硝酸鹽移動和凝結作用被用于恢復所述SOx捕集率和除去所述SOx。此外，依照本發(fā)明，提供了一種通過布置在發(fā)動機排氣通道中的SOx捕集催化劑除去包含在排氣中的SOx的排氣凈化方法，所述方法包括攜帶擴散到所述SOx捕集催化劑中的堿金屬和堿土金屬兩者中的至少一種，將所述SOx捕集催化劑的溫度在發(fā)動機運轉期間保持在使所述堿金屬和堿土金屬兩者中的至少一種的硝酸鹽變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的溫度，以促進在所述SOx捕集催化劑中的硝酸鹽移動到所述SOx捕集催化劑表面上并在其上凝結的硝酸鹽移動和凝結作用，以及利用所述硝酸鹽移動和凝結作用來恢復SOx捕集率和除去所述SOx。圖1為壓燃式內燃機的總觀圖，圖2為壓燃式內燃機另一個實施例的總觀圖，圖3為顯示壓燃式內燃機又另一個實施例的總觀圖，圖4為顯示顆粒過濾器的構造的視圖，圖5為NOx存儲催化劑的催化劑載體表面部分的橫剖視圖，圖6為SOx捕集催化劑的基料的表面部分的橫剖視圖，圖7為顯示SOx捕集率的視圖，圖8為顯示噴射定時的視圖，圖9為顯示基準SOx捕集率的視圖，圖10為顯示SOx捕集量SOXA和SOXB的設定表(map)的視圖，圖11為顯示所述SOx捕集率的減少量RS等的視圖，圖12為顯示所述SOx捕集率的增大量IS等的視圖，圖13為顯示所述SOx捕集量SSOXl和為了升溫控制所存儲的SOx量SO(n)之間關系等的視圖，圖14為顯示SOx捕集量5:SOXl等變化的時間圖，圖15為用于執(zhí)行所述SOx捕集能力的恢復處理的第一個實施例的流程圖，圖16為用于執(zhí)行所述SOx捕集能力的恢復處理的第一個實施例的流程圖，圖17為顯示所述SOx捕集能力的恢復處理的時間圖，圖18為顯示所述SOx捕集能力的恢復處理的時間圖，圖19為用于執(zhí)行所述SOx捕集能力的恢復處理的第二個實施例的流程圖，圖20為顯示顆粒過濾器的升溫控制的時間圖，圖21為顯示SOx釋放控制的時間圖，圖22為顯示所述被存儲的NOx量NOXA等的設定表的視圖，以及圖23為執(zhí)行對所述NOx存儲催化劑的處理的流程圖。具體實施例方式圖1顯示了壓燃式內燃機的總觀圖。參考圖1,1表示發(fā)動機機體，2表示各個氣缸的燃燒室，3表示將燃料噴射入各個燃燒室2中的電子控制式燃料噴射器，4表示進氣歧管，以及5表示排氣歧管。所述進氣歧管4通過進氣管6被連接到廢氣渦輪增壓器7的壓縮機7a的出口，而所述壓縮機7a的入口被連接到空氣濾清器8。在所述進氣管6內布置了由步進電動機驅動的節(jié)流閥9。此外，在所述進氣管6周圍布置有用于冷卻在所述進氣管6內部流動的所述進氣的冷卻裝置10。在圖l所示實施例中，所述發(fā)動機冷卻水被引入到所述冷卻裝置10中，在其中所述冷卻水被用于冷卻所述進氣。另一方面，所述排氣歧管5被連接到所述廢氣渦輪增壓器7的廢氣渦輪7b的入口上，而所述廢氣渦輪7b的出口被連接到所述SOx捕集催化劑11的入口上。此外，所述SOx捕集催化劑11的出口通過排氣管13連接到顆粒過濾器12上。所述排氣管13具有連接其上的碳氫化合物供給閥14，所述碳氫化合物供給閥14用于在流過所述排氣管13內部的所述排氣中供給例如燃料的例如碳氬化合物。所述排氣歧管5和所述進氣歧管4通過廢氣再循環(huán)(以下稱作"EGR")通道15互相連接。在所述EGR通道15內布置有電子控制式EGR控制閥16。此外，在所述EGR通道15周圍布置有用于冷卻流過所述EGR通道15內部的所述EGR氣體的冷卻裝置17。在圖1所示實施例中，所述發(fā)動機冷卻水在所述冷卻裝置17內部被引導，在其中所述發(fā)動機冷卻水被用于冷卻所述EGR氣體。另一方面，各個燃料噴射器3通過燃料供給管18連接到共軌19。在所述共軌19內部供應有來自電子控制式可變排放燃料泵20的燃料。供給到所述共軌19內部的燃料通過所述燃料供給管18被供應到所述燃料噴射器3。電子控制模塊30由數(shù)字計算機組成，所述數(shù)字計算機設置有通過雙向總線31互相連接的諸如ROM(只讀存儲器)32、RAM(隨機存取存儲器)33、CPU(微處理器)34、輸入端口35和輸出端口36的部件。所述SOx捕集催化劑11具有連接到其上的溫度傳感器21以便檢測所述SOx捕集催化劑11的溫度，而所述顆粒過濾器12具有連接到其上的溫度傳感器22以便檢測所述顆粒過濾器12的溫度。所述溫度傳感器21和22的輸出信號通過相應的AD變換器37輸入到所述輸入端口35。此外，所述顆粒過濾器12具有連接到其上的用來檢測所述顆粒過濾器12前后壓差的壓差傳感器23。所述壓差傳感器23的輸出信號通過相應的AD變換器37輸入到所述輸入端口35。加速踏板40被連接到產(chǎn)生與所述加速踏板40的下壓量L成比例的輸出電壓的負荷傳感器41上。所述負荷傳感器41的所述輸出電壓通過相應的AD變換器37輸入到所述輸入端口35。此外，所述輸入端口35具有連接其上的曲軸轉角傳感器42，每當曲軸旋轉諸如15。時所述曲軸轉角傳感器42產(chǎn)生輸出脈沖。另一方面，所述輸出端口36具有通過相應的驅動電路38連接其上的所述燃料噴射器3、由步進電動機驅動的節(jié)流閥9、碳氫化合物供給閥14、EGR控制閥16和燃料泵20。圖2顯示了壓燃式內燃機的另一個實施例。在這個實施例中，所述碳氫化合物供給岡14設置在諸如所述排氣歧管5的1號氣缸的歧管5a內部。圖3顯示了壓燃式內燃機的又另一個實施例。在這個實施例中，所述排氣管13具有布置在其中的SOx傳感器24以便檢測從所述SOx捕集催化劑11流出的所述排氣中的SOx濃度。接下來，將參考圖4(A)和4(B)說明所述顆粒過濾器12的構造。圖4(A)顯示了所述顆粒過濾器12的正視圖，而圖4(B)顯示了所述顆粒過濾器12的側面沖黃剖^L圖。如圖4(A)和4(B)所示，所述顆粒過濾器12形成了蜂窩狀結構并設置有多個彼此平行延伸的排氣流通道60、61。所述排氣流通道由下游端^f皮塞子62封閉的排氣流入通道60和上游端被塞子63封閉的排氣流出通道61組成。應當注意圖4(A)中的陰影部分表示所述塞子63。因此，所述排氣流入通道60和排氣流出通道61經(jīng)由薄的隔壁64交替地排列。換句話說，所述排氣流入通道60和排氣流出通道61如此排列使得每個排氣流入通道60被四個排氣流出通道61環(huán)繞且每個排氣流出通道61被四個排氣流入通道60環(huán)繞。所述顆粒過濾器12例如由諸如堇青石的多孔材料構成。因此，如圖4(B)中箭頭所示，流入到所述排氣流入通道60中的所述排氣流過所述環(huán)繞的隔壁64并流出然后進入鄰接的排氣流出通道61。這時，所述包含在排氣中的顆粒被捕集到所述隔壁64上。所述被捕集的顆粒部分通過在所述隔壁64上的氧化而燃燒，而所述殘余顆粒沉積在所述隔壁64上。有時通過升高所述顆粒過濾器12的溫度燒掉沉積在所述隔壁64上的所述顆粒，由此使所述顆粒過濾器12再生。在依照本發(fā)明的一個實施例中，所述顆粒過濾器12上攜帶有促氧化催化劑使得在所述顆粒過濾器12再生時易于燒掉沉積的顆粒。此外，在依照本發(fā)明地另一個實施例中，所述顆粒過濾器12攜帶有NOx存儲催化劑使得能處理流入到所述顆粒過濾器12中的所述排氣中包含的NOx。接下來，將說明在所述顆粒過濾器12上攜帶有所述NOx存儲催化劑的情況。當在所述顆粒過濾器12上攜帶有NOx存儲催化劑時，所述排氣流入通道60和排氣流出通道61的周邊壁，更確切的i兌，所述隔壁64的兩個側表面和所述隔壁64內細孔的內壁攜帶有諸如由氧化鋁組成的催化劑載體。圖5示意性地顯示了所述催化劑載體45的表面部分的橫剖面。如圖5所示，在所述催化劑載體45的表面上，攜帶有擴散到其中的貴重金屬催化劑46。此外，在所述催化劑載體45的所述表面上形成了一層NOx吸收劑47。在如圖5所示例子中，所述NOx存儲催化劑由所述催化劑載體45、貴重金屬催化劑46和NOx吸收劑47構成。此外，在圖5所示例子中，利用鉑Pt作為所述貴重金屬催化劑46。利用諸如選自鉀K、鈉Na、銫Cs或其它的這種石威金屬、鋇Ba、鈣Ca或其它的這種堿土金屬、以及鑭La、釔Y或其它的這種稀土類金屬中的至少一種成分作為形成所述NOx吸收劑47的成分。如果供給到所述顆粒過濾器12上游的發(fā)動機進氣通道、燃燒室2和排氣通道內部的空氣和燃料(碳氫化合物)的比例被稱作"排氣的空燃比"，則在"NOx吸收/釋放作用"中，所述NOx吸收劑47在所述排氣的空燃比稀時吸收所述NOx并且在所述排氣中的氧氣濃度降低時釋放所述纟皮吸收的NOx。就是說，將說明利用鋇Ba作為形成所述NOx吸收劑47的成分的情況作為例子，當所述排氣的所述空燃比稀時，即當所述排氣中的氧氣濃度高時，如圖5所示，所述包含在排氣中的NO在所述鉑Pt46上-故氧化并且成為N02,接著所述N02被吸收在所述NOx吸收劑47中，并且在與氧化鋇BaO結合時，所述N02以硝酸離子NOr的形式在所述NOx吸收劑47中擴散。這樣，所述NOx在所述NOx吸收劑47內被吸收。只要所述排氣中的所述氧氣濃度高，則就在所述鉑Pt46表面上產(chǎn)生N02。只要所述NOx吸收劑47的NOx吸收能力不飽和，則所述N02就在所述NOx吸收劑47中被吸收并產(chǎn)生硝酸離子NOr。與此相反，如果從所述碳氫化合物供給閥14供應碳氬化合物使得所述排氣的所述空燃比變濃或者達到理論空燃比，那么所述排氣中的相反方向的反應(N03_—N02)，因此在所述NOx吸收劑47中的所述硝酸離子NOf以N02的形式從所述N0x吸收劑47中釋放出來。然后，所述被釋放的NOx由包含在所述排氣中的未燃燒的HC和CO還原。這樣，當所述排氣的空燃比稀時，即在稀空燃比的條件下執(zhí)行燃燒時，所述排氣中的所述NOx被吸收到所述NOx吸收劑47中。然而，當燃燒在稀空燃比的條件下繼續(xù)時，所述NOx吸收劑47的NOx吸收能力最終變?yōu)轱柡?，因此所述NOx吸收劑47最終不能夠再吸收所述NOx。因此，在依照本發(fā)明的所述實施例中，在所述NOx吸收劑47的所述吸收能力變得飽和前，從所述碳氬化合物供給閥14供給碳氫化合物以暫時使得所述排氣的所述空燃比變濃，從而使得所述NOx從所述NOx吸收劑47中釋放出來。然而，排氣中包含SOx,即S02。如果該S02流入到所述NOx存儲催化劑中，則這些S02會在所述鉑Pt46被氧化并成為S03。然后，該S03被吸收到所述NOx吸收劑47中，并且當所述S03與所述氧化鋇BaO結合時，所述S03以硫酸離子SO^的形式在所述NOx吸收劑47中擴散，以產(chǎn)生穩(wěn)定的硫酸鹽BaS04。然而，所述NOx吸收劑47具有很強的堿性，因此所述硫酸鹽BaS04穩(wěn)定且難以分解。通過僅僅使得所述排氣的所述空燃比變濃，所述硫酸鹽BaS04不會被分解且保持原來的狀態(tài)。因此，隨著時間流逝，所述NOx吸收劑47中的所述石克酸鹽BaS04增加。因此，隨著時間流逝，能夠由所述NOx吸收劑47吸收的所述NOx量減少。就是說，所述NOx存儲催化劑遭受了硫中毒。然而，在這種情況下，如果在將所述顆粒過濾器12的溫度即所述NOx存儲催化劑的溫度升高到600。C或更高的SOx釋放溫度的情況下，使得流入到所述顆粒過濾器12中的所述排氣的所述空燃比變濃，則所述NOx吸收劑47能夠釋放所述SOx。然而，在這種情況下，所述NOx吸收劑47每次只釋放一點SOx。因此，為了使得所述NOx吸收劑47釋放所有被吸收的SOx,必須長時間的保持所述濃空燃比，因此就有了大量的碳氪化合物變得必不可少的問題。此外，從所述NOx吸收劑47釋放出來的所述SOx被排放到大氣中。這也不是更可取的。因此，在本發(fā)明中，SOx捕集催化劑ll被布置在帶有所述NOx存儲催化劑的所述顆粒過濾器的上游。這種SOx捕集催化劑ll被用于捕集包含在所述排氣中的所述SOx,從而防止SOx被送入所述NOx存儲催化劑中。即通過將所述SOx捕集催化劑11布置在所述顆粒過濾器12的上游，防止所述NOx存儲催化劑硫中毒。此外，甚至在上述實施例中也會出現(xiàn)所述硫中毒，在所述實施例中促氧化催化劑被攜帶在顆粒過濾器12上使得所述沉積的顆粒能容易地被燒掉。就是說，同樣在這種情況下，如果SOx流入到所述顆粒過濾器12中，則所述促氧化催化劑遭受硫中毒，結果不再能夠容易地燒掉所述沉積的顆粒。因此，同樣在這個實施例中，通過將SOx捕集催化劑11布置在所述顆粒過濾器12的上游，則防止所述促氧化催化劑遭受硫中毒是可能的。另外，已經(jīng)知道會導致硫中毒的選擇還原催化劑、HC吸收劑和各種其它的后處理裝置。同樣的對于這些后處理裝置，通過將所述SOx捕集催化劑11布置在所述后處理裝置的上游，則防止所述后處理裝置遭受硫中毒是可能的。接下來，將說明所述SOx捕集催化劑11。所述SOx捕集催化劑11由諸如蜂窩狀結構的整體催化劑組成并且具有大量在所述SOx捕集催化劑11的軸向上直線延伸的排氣循環(huán)孔。當這樣由蜂窩狀結構的整體催化劑構成所述SOx捕集催化劑11時，所述排氣循環(huán)孔的內圓周壁，即所述基料由包含顆粒催化劑載體的集合體的涂層形成，所述顆粒催化劑載體由諸如氧化鋁組成。圖6(A)示意性地顯示了形成于所述基料50表面上的所述涂層51的橫剖面。如圖6(A)所示，所述涂層51攜帶有擴撒到其表面上的所述貴重金屬催化劑52。在依照本發(fā)明的所述實施例中，利用鉑作為所述貴重金屬催化劑52。在所述涂層51內，所述催化劑載體上攜帶的所述催化劑如黑點所示均勻分布。在本發(fā)明中，均勻分布在所述涂層51內的所述催化劑由堿金屬和堿土金屬兩者中的至少一種組成。在依照本發(fā)明的所述實施例中，在尤其選自所述堿金屬中的鋰Li、鈉Na和鉀K以及尤其選自所述堿土金屬中的鈣Ca和鎂Mg中的至少一種元素^皮利用。接下來，將說明由發(fā)明者通過研究闡明的所述SOx的捕集催化劑ll中的SOx捕集機理。下面要注意的是，將以利用所述石成金屬鉀K的情況作為例子說明所述SOx的捕集機理，但所述捕集機理與利用其它的堿金屬和堿土金屬的情況類似。圖6(A)顯示了是新產(chǎn)品時的所述SOx捕集催化劑11。這時，鉀K均勻擴散到所述涂層51中。此外，這時，所述涂層51內的所述鉀K與大氣中的C02結合并表現(xiàn)為碳酸鹽K2C03的形式。當所述發(fā)動機運轉時，大量包含在所述排氣中的NO遇到所述鉑Pt52被氧化，然后被帶入顯44性的所述涂層51內并以硝酸離子N(V的形式擴散到所述涂層51內。所述賄酸離子N(V的酸性比碳酸離子C(V的酸性強，因此與所述鉀K結合的所述石灰酸離子C(V被硝酸離子N(V置換，從而在所述涂層51內形成硝酸鹽KN03。另一方面，當所述發(fā)動機運轉時，包含在所述排氣中的所述SOx,即所述S02在如圖6(A)所示的所述鉑Pt52上被氧化，然后以硫酸離子8042-的形式被帶入到顯堿性的所述涂層51中。然而，包含在所述排氣中的所述SOx的濃度大大低于所述NOx的濃度。因此，大約在所述SOx以硫酸離子SOZ-的形式被帶入到所述涂層51中時，所述涂層51中大量的所述鉀K變?yōu)橄跛猁}KN03。因此，所述S02以硫酸離子S(V-的形式被帶入形成所述硝酸鹽KN03的所述涂層51中。在這種情況下，硫酸離子S(V-具有比硝酸離子N03-更強的酸性，因此這時，與所述鉀K結合的所述硝酸離子N(V被所述碌^酸離子SO,置換，所以在所述涂層51的所述表面附近形成^e克酸鹽K2S04。這樣，SOx被捕集到所述SOx捕集催化劑11中。如果在所述涂層51的所述表面附近形成的所述硫酸鹽K2S04增加，則能夠在所述涂層51的所述表面附近吸收所述SOx的所述硝酸鹽KN03減少，結果所述SOx的捕集能力被減弱。這時，如果捕集到所述SOx捕集催化劑11中的所述SOx占所述包含在排氣中的所述SOx的比例被稱作所述SOx捕集率，如果在所述涂層51的所述表面附近形成的所述硫酸鹽K2S04增加，則所述SOx捕集率會隨此降低。因此，如圖7(A)所示，所述SOx捕集率TRAP隨時間流逝逐漸降低。在這些情形下，所述發(fā)明者從事于反復研究并因此發(fā)現(xiàn)，如果在發(fā)動機運轉期間，將所述SOx捕集催化劑11的溫度保持在所述堿金屬和4^土金屬兩者中的至少一種的諸如KN03的硝酸鹽變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的溫度，則所述SOx捕集催化劑11中的所述硝酸鹽KN03在如圖6(B)所示的短時間內移動到所述SOx捕集催化劑ll的所述表面，即所述涂層51的所述表面處并在其上凝結，由此所述SOx捕集率被恢復。就是說，如果SOx以硫酸離子SOZ-的形式在所述涂層51的所述表面附近被吸收，那么在所述涂層51的所述表面附近的所述酸性會變得更強。因此，如果所述硝酸鹽KN03保持在熔融狀態(tài)，則所述硝酸鹽KN03朝所述涂層51的表面移動并在其附近凝結。如果所述硝酸鹽KN03以這種方式在所述涂層51的表面附近凝結，那么到達的SOx立即以硫酸離子SO,的形式被吸收進去，然后將其以硫酸鹽K2S04的形式捕集到所述涂層51內。因此，如果將所述堿金屬和堿土金屬兩者中的至少一種的所述硝酸鹽保持在熔融狀態(tài)，則所述SOx捕集率會大體恢復到100%。應當注意的是，即使在所述硝酸鹽KN03不處于熔融狀態(tài)時，也認為所述硝酸鹽KN03略朝向所述涂層51的所述表面移動。因此，準確地說，在本發(fā)明中，在發(fā)動機運轉期間，通過將所述SOx捕集催化劑11的溫度保持在所述硝酸鹽KN03變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的溫度，所述SOx捕集催化劑11中的所述硝酸鹽KN03移動到所述涂層51的所述表面上并在其上凝結，即所述硝酸鹽移動和凝結作用一皮促進。由于這種硝酸鹽移動和凝結作用，所述SOx捕集率被恢復。這里，將在下面的表格中顯示用于本發(fā)明的堿金屬的典型的碳酸鹽、硝酸鹽和^琉酸鹽的熔點。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>Na2C03851°CNaN03308°CNa2S04884°CK2C0389rcKN03333°CK2S041069°C從上面的表格可以了解到，堿金屬的硝酸鹽的所述熔點在大約260。C和340。C之間或大大低于碳酸鹽和硫酸鹽的所述熔點。因此，在發(fā)動機運行期間，能夠很容易地將所述SOx捕集催化劑11的溫度保持在所述硝酸鹽變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的溫度。另一方面，也能夠利用鈣Ca、鎂Mg或其它堿土金屬作為擴散到所述涂層51內的所述催化劑。就是說，所述排氣包含濕氣，所以堿土金屬的硝酸鹽變?yōu)闅溲趸?。在堿土金屬的所述氫氧化物中，存在具有100。C或更低溫度的熔點的氬氧化物。例如，硝酸4丐Ca(N03)2的四水合物具有約43。C的熔點，而硝酸鎂Mg(N03)2的六水合物具有約95'C的熔點。這樣，在堿土金屬的硝酸鹽的氬氧化物中，存在具有低熔點的氫氧化物。因此，如果利用鈣Ca或鎂Mg作為擴散到所述涂層51中的所述催化劑，則即使是在100。C或更低的低溫下，所述石咸土金屬的所述硝酸鹽也會移動到所述涂層51的所述表面上并在其上凝結。因此，所述SOx捕集率將在低溫下被恢復。應當注意的是在本發(fā)明中，可以利用堿金屬和堿土金屬的混合物作為擴散到所述涂層51中的所述催化劑。圖7(B)顯示了當利用鉀K作為攜帶在所述SOx捕集催化劑11上的所述催化劑時所述SOx捕集率TRAP的變化。如上面的表格所示，硫酸鉀KN03的所述熔點是333°C，因此如圖7(B)所示，當所述S0X捕集催化劑11的所述溫度TC大于硫酸鉀KN03的熔點時，所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進且所述SOx捕集率TRAP被恢復。應當注意的是，為了促進所述硝酸鹽移動和凝結作用，所述涂層51有必要吸收SOx。出于這個原因，有必要將S02氧化成S03。這種S02氧化反應直到所述SOx捕集催化劑11的溫度TC達到500。C都能^f艮好地進行，但當溫度TC大于500。C時逐漸變弱。因此，存在所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的SOx捕集催化劑的溫度范圍。這個溫度范圍的下限溫度是堿金屬和堿土金屬兩者中的至少一種硝酸鹽的熔點，而這個溫度范圍的上限溫度可以被稱為S02能在所述S02捕集催化劑11上被氧化的上限溫度。在圖7(B)中，I表示所述SOx捕集催化劑11的所述溫度TC剛剛碰巧變?yōu)榘l(fā)動機運轉期間所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的溫度范圍的情況。這時，所述NOx捕集率被恢復。然而，如果所述SOx捕集催化劑11的所述溫度TC不在發(fā)動機運轉期間所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的溫度范圍，則所述SOx捕集率TRAP繼續(xù)下降。因此，在依照本發(fā)明的所述實施例中，如圖7(B)中II所示，例如當所述SOx捕集率TRAP在發(fā)動機運轉期間下降1%時，執(zhí)行所述SOx捕集催化劑11的升溫控制使得所述SOx捕集催化劑11的所述溫度TC保持在所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的所述溫度范圍內。就是說，在依照本發(fā)明的所述實施例中，通過在發(fā)動機運轉期間不時地將所述SOx捕集催化劑11的所述溫度保持所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的所因此，將參考圖8說明升高所述SOx捕集催化劑11的所述溫度的方法。升高所述SOx捕集催化劑11的所述溫度的一個有效方法是延遲所述燃料噴射正時直到壓縮上止點或更晚的方法。更確切地說，通常地，主燃料Qm在如圖8中(I)所示的壓縮上止點附近被噴射。在這種情況下，如圖8中(II)所示，如果所述主燃料Qm的所述噴射正時被延遲，后燃期會變得更長，因此所述排氣溫度會升高。如果所述排氣溫度升高，則所述SOx捕集催化劑11的所述溫度會隨此升高。此夕卜，為了升高所述sox捕集催化劑ii的所述溫度，如圖8中(ni)所示，除了所述主燃料Qm之外，也可能在進氣上止點附近噴射輔助燃料Qv。這樣，如果額外地噴射輔助燃料Qv,則被燃燒的所述燃料恰恰增加所述輔助燃料Qv的量，所以所述排氣溫度升高而且因此所述SOx捕集催化劑11的所述溫度升高。另一方面，如果以這種方式在進氣上止點附近噴射輔助燃料Qv，則在壓縮行程期間，壓縮熱量會導致從這種輔助燃料Qv中產(chǎn)生醛、酉同、過氧化物、一氧化碳或其它中間產(chǎn)物。這些中間產(chǎn)物導致所述主燃料Qm的反應被加速。因此，在這種情況下，如圖8中(III)所示，即使很大程度上延遲所述主燃料Qm的所述噴射正時，也可以獲得良好的燃燒而不會失火。就是說，能以這種方式很大程度地延遲所述主燃料Qm的所述噴射正時，所以所述排氣溫度變得相當高，因此所述SOx捕集催化劑11的所述溫度會很快升高。此夕卜，為了升高所述SOx捕集催化劑11的所述溫度，如圖8中(W)所示，除了所述主燃料Qm外，在膨脹沖程或排氣沖程期間噴射輔助燃料Qp是可能的。就是說，在這種情況下，大量所述輔助燃料Qp沒有燃燒就以未燃的HC的形式被排入所述排氣通道中。這些未燃的HC在所述SOx捕集催化劑ll上被多余的氧氣氧化。由于這時的氧化反應的熱量，所述SOx捕集催化劑11的溫度升高。另一方面，在如圖2所示的內燃機中，也能夠使所述碳氫化合物供給閥14供應碳氫化合物并且利用所述碳氫化合物的氧化反應的熱量來升高所述SOx捕集催化劑11的溫度。此外，也能夠通過圖8中(II)至(IV)中所示的模式中任何一種來控制所述噴射并從所述碳氫化合物供給闊14供應石友氫化合物。應當注意的是無"^侖用哪種方法升高所述溫度，流入到所述SOx捕集催化劑11中的所述排氣的空燃比保持稀薄而沒有變濃。接下來，將參考圖9至圖12來說明所述SOx捕集率TRAP的估算方法。圖9顯示了基準SOx捕集率TRAP0。這個基準SOx捕集率TRAPO表示當由于所述硝酸鹽移動和凝結作用而使所述SOx捕集率TRAP的恢復作用完成時成為基準的SOx捕集率。當由所述SOx捕集催化劑11捕集到的所述SOx捕集量變?yōu)榇_定值或更小時，所述基準SOx捕集率TRAP0保持在大約100%。更確切地說，當所述SOx捕集量SSOX1變?yōu)榇_定值或更小時，如果由于所述硝酸鹽移動和凝結作用而使所述SOx捕集率的恢復作用被完成，則所述SOx捕集率TRAP被恢復至約100%。然而，當所述sox捕集量i:soxi變?yōu)榇_定值或更大時，即使由于所述硝酸鹽移動和凝結作用而使所述SOx捕集率的恢復作用被進行，則所述SOx捕集率TRAP不再被恢復至100%。所述SOx捕集量SS0X1增加的越多，所述SOx捕集率TRAP的恢復程度就下降的越多。因此，如圖9所示，如果所述SOx捕集量i:SOXl變?yōu)榇_定值或更大，則所述基準SOx捕集率TRAPO很快下降。圖9中所示的所述SOx捕集量i:SOXl就是從圖IO(A)和10(B)所示的設定表計算出來的。就是說，燃料中包含固定比例的硫。因此，包含在所述排氣中的所述SOx量，即由所述SOx捕集催化劑11捕集到的所述SOx量與所述燃料噴射量成比例。所述燃料噴射量是所需扭矩和發(fā)動機轉速的函數(shù)，因此由所述SOx捕集催化劑11捕集到的所述SOx量也成為所述所需扭矩和發(fā)動機轉速的函數(shù)。在依照本發(fā)明的所述實施例中，單位時間內捕集到所述SOx捕集催化劑11中的所述SOx量SOXA作為所需扭矩TQ和發(fā)動機轉速N的函數(shù)以如圖10(A)所示的設定表的形式被預先存儲在所述ROM32中。此外，潤滑油也包含固定比例的硫。在所述燃燒室2中燃燒的潤滑油的量，即所述排氣中包含的被捕集到的和在所述SOx捕集催化劑11中被捕集到的所述SOx量也成為所需扭矩和發(fā)動機轉速的函數(shù)。在依照本發(fā)明的所述實施例中，包含在所述潤滑油中的且單位時間內#皮捕集在所述SOx捕集催化劑11中的所述SOx量SOXB作為所需扭矩TQ和發(fā)動機轉速N的函數(shù)以如圖10(B)所示的設定表的形式被預先存儲在所述ROM32中。通過將所述SOx捕集量SOXA和SOx捕集量SOXB累加而得出和，計算被捕集在所述SOx捕集催化劑11中的所述SOx捕集量2SOXl。另一方面，圖11(A)顯示了每單位時間內變?yōu)樗龌鶞实乃鯯Ox捕集率TRAP的減少量RS。所述減少量RS變得越大，所述SOx捕集量SSOXl增加的越多。另一方面，所述減少量RS變得越大，所述排氣量，即所述進氣量Ga增加的越多，并且所述減少量RS變得越小，所述SOx捕集催化劑11的所述溫度TC變得越高。這種關系即關于所述減少量RS的修正系數(shù)K在圖11(B)中顯示。應注意的是所述修正系數(shù)K以K!、K2、K3…Ki的次序越來越小。相對于此，圖12(A)和(B)顯示了當進行所述硝酸鹽移動和凝結作用時每單位時間內所述SOx捕集率TRAP的增大量IS和增大率KS。參考圖12(A),Td表示所述SOx捕集催化劑ll上攜帶的所述堿金屬和堿土金屬兩者中的至少一種的硝酸鹽的所述熔點，TC2表示所述S02能被很好氧化的上限溫度，以及TC3表示約600°C,即所述顆粒過濾器12的所述再生溫度。所述SOx捕集催化劑11的所述溫度TC越高，所述熔融的硝酸鹽的粘度越低，因此在Td和TC2之間，所述SOx捕集催化劑ll的所述溫度TC越高，所述SOx捕集率TRAP的所述增大量IS越大。另一方面，在TC2和TC3之間，所述SOx捕集催化劑ll的所述溫度TC越高，所述SOx的氧化反應越弱，因此所述SOx捕集催化劑11的所述溫度TC越高，所述SOx捕集率TRAP的所述增大量IS下降的越多。在依照本發(fā)明的所述實施例中，當應該進行所述硝酸鹽移動和凝結作用時，所述SOx捕集催化劑11的所述溫度TC被維持在所述熔點Td和所述顆粒過濾器12的所述再生溫度TC3之間。優(yōu)選地，所述SOx捕集催化劑11的所述溫度TC保持在熔點Td和能夠很好氧化所述S02的所述溫度TC2之間。另一方面，當所述硝酸鹽變?yōu)槿廴跔顟B(tài)時所消耗的時間越長，接近所述涂層51的所述表面的所述硝酸鹽就越多，所以每單位時間內所述SOx捕集率的所述增大量IS就越大。因此，如圖12(B)所示，當所述硝酸鹽變?yōu)樗鋈廴跔顟B(tài)時的時間越長，所述SOx捕集率的所述增大率KS越高。通過使這個增大率KS乘以所述增大量IS得出每單位時間內所述SOx捕集率的最終增大量。這樣，通過使從圖11(B)中計算所得的所述修正系數(shù)K與從圖11(A)中計算所得的所述基準減少量RS相乘得出每單位時間內所述SOx捕集率TRAP的減少量。此外，通過使從所述圖12(B)計算所得的所述增大率KS與從所述圖12(A)計算所得的所述增大量IS相乘得到每單位時間內由所述硝酸鹽移動和凝結作用引起的所述SOx捕集率TRAP的增大量。另一方面，從圖9中得出所述基準SOx捕集率TRAP0。因此，可以從所述基準SOx捕集率TRAP0減去每單位時間內所述SOx捕集率TRAP的所述減少量RS.K,并且可以將每單位時間內所述SOx捕集率的所述增大量IS.KS增加到所述基準SOx捕集率TRAP0上，以便得出所述SOx捕集率TRAP。在依照本發(fā)明的一個實施例中，判斷這種被計算出的所述SOx捕集率TRAP是否已經(jīng)下降到用于所述硝酸鹽移動和凝結作用的預定SOx捕集率。當判斷出所述SOx捕集率TRAP已經(jīng)下降到用于所述硝酸鹽移動和凝結作用的預定SOx捕集率時，所述SOx捕集催化劑11的所述溫度升高至所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的溫度范圍內并保持在這個溫度范圍內。此外，參考圖9并已經(jīng)說明，當所述SOx捕集量i:SOXl變?yōu)榇_定值或更小時，如果完成了由于所述硝酸鹽移動和凝結作用引起的所述SOx捕集率的所述恢復作用，則所述SOx捕集率TRAP被恢復到大約100%。然而，如果所述SOx捕集量變?yōu)榇_定值或更大，即使完成了由于所述硝酸鹽移動和凝結作用引起的所述SOx捕集率的恢復作用，所述SOx捕集率TRAP也不會被恢復到100°/。，并且如圖9所示，所述基準SOx捕集率TRAP0快速下降。就是說，如果所述SOx捕集量i:SOXl變?yōu)榇_定值或更大時，在所述涂層51的所述表面附近的所述SOx濃度變得更高，結果所述SOx捕集率下降。然而，如果在所述排氣的稀空燃比的條件下，使所述SOx捕集催化劑11的濃度升高到大約600。C的SOx擴散促進溫度，則集中在所述涂層51的所述表面附近的所述SOx將朝向所述涂層51的深度方向擴散，以使得在所述涂層51內的所述SOx濃度變得均勻。如果存在于所述涂層51的所述表面附近的所述SOx以這種方式朝向所述涂層51的深度方向擴散，則在所述涂層51的所述表面附近的所述SOx濃度會下降，因此當完成所述SOx捕集催化劑ll的所述升溫控制時，所述SOx捕集率將被恢復到大約100%。因此，在依照本發(fā)明的所述實施例中，當即使由于所述硝酸鹽移動和凝結作用而執(zhí)行所述SOx捕集率的恢復作用，所述SOx捕集率不再恢復到目標值時，為了恢復所述SOx捕集率，在所述排氣的稀空燃比的條件下，將所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至所述SOx擴散促進溫度。這樣應當注意，當升高所述SOx捕集催化劑ll的所述溫度時，如果所述排氣的所述空燃比變濃，有時SOx將從所述SOx捕集催化劑11中釋放出來。因此，當升高所述SOx捕集催化劑11的所述溫度時，優(yōu)選為不使得所述排氣的所述空燃比變濃。此外，如果在所述涂層51的所述表面附近的所述SOx濃度變得更高，即使不升高所述SOx捕集催化劑11的所述溫度，如果使得所述排氣的所述空燃比變濃，則有時SOx會從所述SOx捕集催化劑11中釋放出來。因此，在依照本發(fā)明的所述實施例中，當所述SOx捕集催化劑11的所述溫度為所述SOx釋放溫度或更高時，流入到所述SOx捕集催化劑11中的所述排氣的空燃比不會變濃。在本發(fā)明中，基本上考慮到按照現(xiàn)狀能夠從車輛購買到廢棄不替換地使用所述SOx捕集催化劑11。特別是近些年來，燃料中的硫含量被減少了，因此如果使得所述SOx捕集催化劑11的體積大到特定的程度，直到廢棄所述車輛為止不替換地使用所述SOx捕集催化劑11是可能的。例如，如果假設車輛的耐用行進距離是500，000km，則使得所述SOx捕集催化劑11的所述體積成為能夠使SOx不用為了所述涂層41內SOx的擴散而進行升溫控制以繼續(xù)以高的SOx捕集率被捕集直到約為250,000km的行進距離的體積。在這種情況下，直到大約250，000km的行進距離時才執(zhí)行用于SOx擴散的初始升溫控制。在依照本發(fā)明的所述實施例中，如圖13所示，當為了使所述SOx擴散而升高所述SOx捕集催化劑11的溫度時，所述SOx捕集量SSOXl和所述預定SOx捕集量SO(n)之間的關系被預先存儲。當所述SOx捕集量i:SOXl大于所述預定SO(n)(n=l,2，3，…)時，為了使得SOx擴散而升高所述SOx捕集催化劑11的溫度。應當注意在圖13中，n表示升溫處理的次數(shù)。正如從圖13中理解的，隨著用于恢復所述SOx捕集率的升溫處理次數(shù)n的增大，所述預定量SO(n)增大。所述處理次數(shù)n越大，則這個預定量SO(n)的增大率減少的越多。也就是說，SO(3)相對于SO(2)的增大率比所述SO(2)相對于SO(1)的增大率減少的更多。就是說，如圖14的時間圖所示，捕集到所述SOx捕集催化劑11中的所述SOx捕集量SS0X1隨著時間流逝繼續(xù)增加直到容許值MAX。應當注意在圖14中，當2SOXl=MAX的時刻是所述行進距離變?yōu)榇蠹s500,000km時的時刻。另一方面，在圖14中，所述SOx濃度表示在所述SOx捕集催化劑11的所述表面附近的所述SOx濃度。正如從圖14中理解的，如果在所述SOx捕集催化劑11的所述表面附近的所述SOx濃度超過所述容許值SOZ,則執(zhí)行在所述排氣的稀空燃比A/F的條件下使所述SOx捕集催化劑11的所述溫度TC升高到所述SOx擴散促進溫度的升溫控制。當執(zhí)行所述升溫控制時，所述SOx捕集催化劑11所述表面附近的所述SOx濃度下降，但每當執(zhí)行所述升溫控制時，所述SOx濃度的減少量變得更小，因此每當執(zhí)行所述升溫控制時，從執(zhí)行一個升溫控制到執(zhí)行下一個升溫控制的時間變得更短。應當注意如圖14所示，所述SOx捕集量i:SOXl達到SO(l)、SO(2)...的事實意味著在所述SOx捕集催化劑11的所述表面附近的所述SOx濃度已經(jīng)達到所述容許值SOZ。圖15和圖16顯示了執(zhí)行用于恢復所述SOx捕集能力的處理的第一個實施例的程序。通過每隔預定時間間隔停止來執(zhí)行所述程序。參考圖15和圖16，首先，在步驟100中，從圖10(A)、(B)讀出每單位時間內^f皮捕集到的所述SOx捕集量SOXA和SOMB。在下個步驟101,所述SOXA和SOXB的總和被增加到所述SOx捕集量2SOXl上。在下個步驟102,判斷用于SOx擴散到所述涂層51內部的所述溫度控制n是否在進行中。當所述溫度控制n沒有在進行中時，所述程序進入到判斷所述SOx捕集量SSOXl是否達到如圖13中所示的所述預定量SO(n)(1^1,2,3...)的步驟103。當所述SOx捕集量SS0X1沒有達到所述預定量SO(n)時，所述程序進入步驟104。在步驟104中，從圖9中所示關系計算所述基準SOx捕集率TRAP0。在下一個步驟105中，從圖11(A)計算每單位時間內所述SOx捕集率TRAP的所述減少量RS,同時從圖11(B)計算所述修正系數(shù)K。在下一個步驟106中，將所述SOx捕集率的所述減少量RS和所述修正系數(shù)K的乘積RS.K增加到所述累積減少量ARS上。在下一個步驟107中，從所述基準SOx捕集率TRAP0中減去所述累積減少量ARS以便計算所述SOx捕集率TRAP。在下一個步驟108中，判斷所述SOx捕集率TRAP是否已經(jīng)下降到用于所述硝酸鹽移動和凝結作用的所述預定SOx捕集率TRAP0.0.99。在第一個實施例中，使這個預定SOx捕集率為所述基準SOx捕集率TRAPO的99%。就是說，在步驟108中，判斷所述SOx捕集率TRAP是否已經(jīng)從所述基準SOx捕集率TRAPO下降了1%。當在步驟108中判斷出TRAP^TRAPO'0.99時，所述程序進入步驟110。與此相對，當^皮判斷出TRAP<TRAP0.0.99時，執(zhí)行用于促進所述硝酸鹽移動和凝結作用的所述升溫控制I。然后，所述程序進入步驟110。在步驟110中，判斷所述SOx捕集催化劑11的所述溫度TC是否在促進所述硝酸鹽移動和凝結作用的溫度范圍內。正如上面說明的，所述溫度范圍是Td〈TCXTC3，而且如在步驟110所描述的優(yōu)選為Td<TC<TC2。當所述SOx捕集催化劑11的所述溫度TC處于促進所述硝酸鹽移動和凝結作用的溫度范圍內時，則所述程序進入步驟111。在步驟111中，從圖12(A)計算出每單位時間內所述SOx捕集率TRAP的所述增大量IS,并且從圖12(B)計算出所述SOx捕集率TRAP的所述增大率KS。在下個步驟112中，從所述累積減少量ARS中減去所述SOx捕集率的增大量IS和所述增大率KS的乘積IS'KS。在下個步驟113中，判斷所述累積減少量ARS是否已經(jīng)變?yōu)樨摂?shù)，即所述SOx捕集率TRAP是否已經(jīng)被恢復到所述基準SOx捕集率TRAPO。當ARS<0時，所述程序進入將ARS變?yōu)?的步驟114。在下個步驟115中，判斷所述升溫控制I是否在進行中。當所述升溫控制I在進行中時，所述程序進入停止所述升溫控制I的步驟116。另一方面，當在步驟103中判斷出所述SOx捕集量SSOXl已經(jīng)達到所述預定量SO(n)時，所述程序進入執(zhí)行用于SOx擴散的升溫控制II的步驟117。在執(zhí)行所述升溫控制II期間，所述程序從步驟102進入步驟117。在下個步驟118中，當判斷出已經(jīng)完成所述升溫控制II時，所述程序進入使所述累積減少量ARS變?yōu)?且將所述基準SOx捕集率TRAPO恢復到100%的步驟119。圖17至圖19顯示了用于所述SOx捕集能力的恢復處理的第二個實施例。在這個實施例中，如圖3所示，在所述SOx捕集催化劑11的下游布置了SOx傳感器24。這個SOx傳感器24檢測從所述SOx捕集催化劑11流出的所述排氣中的所述SOx濃度。就是說，在所述第二實施例中，如圖17所示，當由所述SOx傳感器24檢測到的所述排氣中的所述SOx濃度超過用于硝酸鹽移動和凝結作用的預定濃度SOY1時，則執(zhí)行升溫控制I使得所述SOx捕集催化劑11的所述溫度升高到促進所述硝酸鹽移動和凝結作用的所述溫度范圍。此外，在所述第二實施例中，如圖18所示，當由所述SOx傳感器24檢測到的所述排氣中的所述SOx濃度超過促進SOx擴散的預定濃度SOY2時，為了恢復所述SOx捕集率，在所述排氣的稀空燃比的條件下，執(zhí)行升溫控制n以使得所述SOx捕集催化劑11的所述溫度升高到所述SOx擴散促進溫度。圖19顯示了為執(zhí)行所述第二實施例的所述SOx捕集能力的恢復處理的程序。參考圖19,首先，在步驟200中，讀出所述SOx傳感器24諸如輸出電壓V的輸出信號。在下個步驟201中，判斷用于使SOx在所述涂層51中擴散的所述溫度控制n是否在進行中。當所述溫度控制n不在進行中時，所述程序進入判斷所述SOx傳感器24的所述輸出電壓V是否已經(jīng)超過設定值vx2,即所述排氣中的所述sox濃度是否已經(jīng)超過預定濃度SOY2的步驟203。當V^VX2時，即當所述排氣中的所述SOx濃度沒有超過所述預定濃度SOY2時，所述程序進入步驟203。在步驟203中，判斷用于促進所述硝酸鹽移動和凝結作用的所述升溫控制I是否在進行中。當所述升溫控制I不在進行中時，所述程序進入判斷所述SOx傳感器24的所述輸出電壓V是否已經(jīng)超過所述設定值VXp即所述排氣中的所述SOx濃度是否已經(jīng)超過預定濃度S0Y1的步驟204。當V>VX,(<VX2)時，即當所述排氣中的所述SOx濃度超過預定濃度SOYl(<S0Y2)時，所述程序進入執(zhí)行所述升溫控制I的步驟205。當所述升溫控制I在進行中時，所述程序從步驟203進入步驟206。在步驟206中，判斷所述SOx傳感器24的所述輸出電壓V是否已經(jīng)下降到預定恢復目標值VG以下，即所述SOx捕集催化劑11的所述SOx捕集率是否已經(jīng)被恢復。當V^Vo時，即當所述SOx捕集率被恢復時，所述程序進入停止所述升溫控制I的步驟209。另一方面，當在步驟202判斷出V〉VX2時，即所述排氣中所述SOx濃度超過預定濃度SOY2時，所述程序進人執(zhí)行SOx擴散的升溫控制1I的步驟208。當所述升溫控制II在進行中時，所述程序從步驟201進入繼續(xù)執(zhí)行所述升溫控制II的步驟208。接下來，將參考圖20至圖23，說明對所述顆粒過濾器12上攜帶的所述NOx存儲催化劑的處理。在依照本發(fā)明的所述實施例中，每單位時間內存儲在所述NOx存儲催化劑中的所述NOx量NOXA作為所述所需扭矩TQ和發(fā)動機轉速N的函數(shù)以圖22(A)所示的設定表的方式被預先存儲在所述ROM32中。通過累加所述NOx量NOXA,計算出存儲在所述NOx存儲催化劑中的所述NOx量SNOX。在依照本發(fā)明的所述實施例中，如圖20所示，每當這個NOx量SNOX達到所述容許值NX時，流入到所述顆粒過濾器12中的所述排氣的所述空燃比A/F會暫時變濃，從而所述NOx存儲催化劑釋放所述NOx。應當注意當使得流入到所述顆粒過濾器12中的所述排氣的所述空燃比A/F變濃時，優(yōu)選保持流入到所述SOx捕集催化劑11中的所述排氣的所述空燃比為稀。因此，在所述顆粒過濾器12攜帶NOx存儲催化劑的所述實施例中，如圖l和圖3所示，碳氫化合物供給閥14布置在所述SOx捕集催化劑11和顆粒過濾器12之間的所述排氣通道中。當所述NOx存儲催化劑應當釋放NOx時，所述碳氫化合物供給閥14向所述排氣通道供應碳氫化合物，以便使得供給到所述NOx存儲催化劑中的所述排氣的所述空燃比暫時變濃。另一方面，包含在所述排氣中的所述顆粒，即顆粒物質被捕集到所述顆粒過濾器12上并接連被氧化。然而，如果被捕集的所述顆粒物質的量變得大于被氧化的所述顆粒物質的量，則所述顆粒物質逐漸沉積在所述顆粒過濾器12上。在這種情況下，如果所述顆粒物質的沉積量增加，則引起所述發(fā)動機輸出中的下降。因此，當所述顆粒物質的沉積量增加時，必須除掉所述沉積的顆粒物質。在這種情況下，如果在空氣過量的情況下使得所述顆粒過濾器12的溫度上升至約600°C,則所述沉積的顆粒物質^^皮氧化且被除掉。因此，在依照本發(fā)明的所述實施例中，當沉積在所述顆粒過濾器12上的所述顆粒物質的量超過所述容許量時，所述顆粒過濾器12的所述溫度被升高，從而在所述排氣的稀空燃比的條件下通過氧化除掉所述沉積的顆粒物質。特別地講，在依照本發(fā)明的所述實施例中，當由壓差傳感器23檢測到的所述顆粒過濾器12前后的所述壓差AP超過如圖20所示的所述容許值PX時，判斷出所述沉積的顆粒物質的量已經(jīng)超過所述容許量。這時，執(zhí)行升溫控制，以在保持流入到所述顆粒過濾器12中的所述排氣的所述空燃比稀時升高所述顆粒過濾器12的所述溫度T。應當注意如果所述顆粒過濾器12的所述溫度T變得更高時，所述被捕集的NOx量SNOX由于所述NOx存儲催化劑釋放所述NOx而減少。即使當在所述顆粒過濾器12上攜帶促氧化催化劑或攜帶NOx存儲催化劑時，當再生所述顆粒過濾器12時，在保持所述排氣的所述空燃比稀的狀態(tài)下從如圖1至圖3所示的任何一個所述碳氬化合物供給閥14供應碳氫化合物或者通過圖8中所示的(II)至(IV)的任何一種模式噴射所述燃料。當開始所述顆粒過濾器12的所述再生時，所述顆粒過濾器12的所述溫度變?yōu)?00。C或更高，但這時所述SOx捕集催化劑11的所述溫度被保持在略低于600。C的溫度，即促進所述硝酸鹽移動和凝結作用的所述溫度范圍。另一方面，當所述SOx捕集催化劑11的所述SOx捕集率是100%時，根本沒有SOx被傳入所述NOx存儲催化劑，因此在這種情況下，完全沒有SOx被存儲在所述NOx存儲催化劑中的風險。相對于此，當所述SOx捕集率不是100%時，即使所述SOx捕集率接近100%,S0X仍會被存儲在所述NOx存儲催化劑中。然而，在這種情況下，每單位時間內被存儲在所述N0X存儲催化劑中的所述SOx量極小。這就是說，如果過去了很長時間，則大量SOx被存儲在所述NOx存儲催化劑中。如果大量的SOx被存儲，則不得不釋放所述被存儲的SOx。正如上面說明的，為了使得所述NOx存儲催化劑釋放所述SOx,有必要使得所述NOx存儲催化劑的所述溫度升高至所述SOx釋放溫度并使得供給到所述NOx存儲催化劑中的所述排氣的所述空燃比變濃。因此，在依照本發(fā)明的所述實施例中，如圖21所示，當存儲在所述NOx存儲催化劑中的所述SOx量SSOX2達到所述容許值SX2時，將所述NOx存儲催化劑的所述溫度TC升高至所述NOx釋放溫度TX并且使得流入到所述NOx存儲催化劑中的所述排氣的所述空燃比變濃。應當注意的是每單位時間內存儲在所述NOx存儲催化劑中的所述SOx量SOXZ作為所述所需扭矩TQ和發(fā)動機轉速N的函數(shù)以如圖22(B)中所示的設定表的形式被預先存儲在所述ROM32中。通過累加所述SOx量SOXZ計算所述被存儲的SOx量SSOX2。當使得所述NOx存儲催化劑釋放SOx時，優(yōu)選為不使流入到所述SOx捕集催化劑11中的所述排氣的所述空燃比變濃。因此，在依照本發(fā)明的所述實施例中，當所述NOx存儲催化劑應當釋放SOx時，首先，如圖1和圖3所示，在保持流入到所述SOx捕集催化劑11中的所述排氣的所述空燃比稀時，從所述SOx捕集催化劑11下游的所述碳氫化合物供給閥14供應碳氬化合物，以便使得所述NOx存儲催化劑的所述溫度TC升高至所述SOx釋放溫度TX，然后在保持流入到所述SOx捕集催化劑11中的所述排氣的所述空燃比稀時，增加從所述碳氳化合物供給閥14供應的碳氫化合物的量，以便增加被供應的碳氫化合物的量并使得傳入到所述NOx存儲催化劑的所述排氣的所述空燃比變濃。在這種情況下應當注意的是，供入所述NOx存儲催化劑的所述排氣的空燃比可以在濃和稀之間交替變換。圖23顯示了所述NOx存儲催化劑的處理程序。參考圖23,首先，在步驟300中，從圖22(A)所示的設定表計算出每單位時間內存儲的所述NOx量NOXA。在下個步驟301中，將所述NOXA增加到存儲在所述NOx存儲催化劑中的所述NOx量SNOX上。在下個步驟302中，判斷所述被存儲的NOx量SNOX是否已經(jīng)超過所述容許值NX。當SNOX>NX時，所述程序進入執(zhí)行濃化處理的步驟303，以暫時將供入所述NOx存儲催化劑的所述排氣的所述空燃比從稀變換為濃并將所述SNOX清零。在下個步驟304中，所述壓差傳感器23檢測所述顆粒過濾器12前后的所述壓差AP。在下個步驟305中，判斷所述壓差AP是否已經(jīng)超過所述容許值PX。當AP〉PX時，所述程序進入執(zhí)行所述顆粒過濾器12的所述升溫控制的步驟306。通過在保持流入到所述顆粒過濾器12中的所述排氣的所述空燃比稀時從所述碳氫化合物供給閥14供應碳氬化合物來執(zhí)行所述升溫控制。在下個步驟307中，從圖22(B)所示的設定表計算出每單位時間內被存儲的所述SOx量SOXZ。在下個步驟308中，將所述SOXZ增加到存儲在所述NOx存儲催化劑中的所述SOx量￡SOX2上。在下個步驟309中，判斷所述被存儲的SOx量SSOX2是否已經(jīng)超過所述容許值SX2。當2SOX2>SX2時，所述程序進入執(zhí)行升溫控制的步驟310，以使得所述NOx存儲催化劑的所述溫度TC升高至所述SOx釋放溫度TX。在下個步驟lll中，執(zhí)行濃化處理以使傳入所述NOx存儲催化劑的所述排氣的空燃比變濃并將SSOX2清零。當所述顆粒過濾器12不攜帶NOx存儲催化劑而僅攜帶促氧化催化劑時，僅僅執(zhí)行用于所述顆粒過濾器12再生的處理就足夠了，因此在圖23所示的程序中，僅僅執(zhí)行步驟304至步驟306。在這種情況下，如圖2所示，通過從布置在所述SOx捕集催化劑11上游的所述碳氫化合物供給閥14供應碳氫化合物，能夠執(zhí)行所述顆粒過濾器12的所述升溫作用。權利要求1、一種在發(fā)動機排氣通道中布置了能夠捕集包含在排氣中的SOX的SOX捕集催化劑的內燃機的排氣凈化裝置，其中所述SOX捕集催化劑攜帶擴散到其中的堿金屬和堿土金屬兩者中的至少一種，所述SOX捕集催化劑的溫度在發(fā)動機運轉期間被保持在使堿金屬和堿土金屬兩者中的所述至少一種的硝酸鹽變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的溫度，由此促進了在所述SOX捕集催化劑中的所述硝酸鹽移動到所述SOX捕集催化劑表面上并在其上凝結的硝酸鹽移動和凝結作用，并且所述硝酸鹽移動和凝結作用被用于恢復所述SOX的捕集率和除去所述SOX。2、如權利要求1所述的內燃機的排氣凈化裝置，其中存在有促進所述硝酸鹽移動和凝結作用的所述SOx捕集催化劑的溫度范圍，并且在發(fā)動機運轉期間不時地將所述SOx捕集催化劑的所述溫度保持在所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的所述溫度范圍內，以便不時地恢復所述SOx捕集率。3、如權利要求2所述的內燃機的排氣凈化裝置，其中所述溫度范圍的下限溫度是所述堿金屬和堿土金屬兩者中的所述至少一種的硝酸鹽的熔點，并且所述溫度范圍的上限是SOx能夠在所述S02捕集催化劑上被氧化的上限溫度。4、如權利要求2所述的內燃機的排氣凈化裝置，其中所述SOx捕集催化劑具有當流入到所述SOx捕集催化劑中的所述排氣的空燃比稀時捕集包含在排氣中的SOx,并且當在所述排氣的稀空燃比的條件下使所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至SOx擴散促進溫度時引起所述被捕集的SOx在所述SOx捕集催化劑內逐漸擴散的特性，并且其中當即使由于所述硝酸鹽移動和凝結作用而執(zhí)行所述SOx捕集率的所述恢復作用，所述SOx捕集率也不再被恢復至目標值時，為了恢復所述SOx捕集率，在所述排氣的稀空燃比的條件下，將所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至所述SOx擴散促進溫度。5、如權利要求4所述的內燃機的排氣凈化裝置，其中設置了估算SOx捕集率的估算器件，并且當所述估算的SOx捕集率已經(jīng)下降到用于促進SOx擴散的預定SOx捕集率時，在所述排氣的稀空燃比的條件下，使所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至所述SOx擴散促進溫度以恢復所述SOx捕集率。6、如權利要求4所述的內燃機的排氣凈化裝置，其中在所述SOx捕集催化劑的下游的所述排氣通道中布置了能夠檢測所述排氣中的SOx濃度的SOx傳感器，并且當由所述SOx傳感器檢測到的所述排氣中的所述SOx濃度超過用于促進SOx擴散的預定濃度時，在所述排氣的稀空燃比的條件下，使所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至所述SOx擴散促進溫度以恢復所述SOx捕集率。7、如權利要求2所述的內燃機的排氣凈化裝置，其中設置有判斷所述SOx捕集率是否已經(jīng)下降到用于所述硝酸鹽移動和凝結作用的預定SOx捕集率的判斷器件，并且當判斷出所述SOx捕集率已經(jīng)下降到用于所述硝酸鹽移動和凝結作用的所述預定SOx捕集率時，將所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的所述溫度范圍內并保持在所述溫度范圍內。8、如權利要求7所述的內燃機的排氣凈化裝置，其中設置有用于估算所述SOx捕集率的估算器件，并且當所述被估算的SOx捕集率已經(jīng)下降到用于所述硝酸鹽移動和凝結作用的所述預定SOx捕集率時，將所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的所述溫度范圍內并保持在所述溫度范圍內。9、如權利要求7所述的內燃機的排氣凈化裝置，其中在所述SOx捕集催化劑下游的所述排氣通道中布置了能夠;險測所述排氣中的所述SOx濃度的SOx傳感器，并且當由所述SOx傳感器^r測到的所述排氣中的所述SOx濃度超過用于所述硝酸鹽移動和凝結作用的所述預定濃度時，將所述SOx捕集催化劑的溫度升高至所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的所述溫度范圍內并保持在所述溫度范圍內。10、如權利要求2所述的內燃機的排氣凈化裝置，其中在所述SOx捕集催化劑的下游布置了顆粒過濾器，所述溫度范圍的下限溫度是所述堿金屬和堿土金屬兩者中的所述至少一種的硝酸鹽的熔點，并且所述溫度范圍的上限溫度是所述顆粒過濾器的再生溫度。11、如權利要求IO所述的內燃機的排氣凈化裝置，其中在所述顆粒過濾器再生時，將所述SOx捕集催化劑的所述溫度保持在所述溫度范圍內。12、如權利要求1所述的內燃機的排氣凈化裝置，其中在所述SOx捕集催化劑下游的所述排氣通道中布置了當流入的排氣的所述空燃比稀時存儲包含在所述排氣中的NOx并在所述流入的排氣的所述空燃比變?yōu)槔碚摽杖急然驖鈺r釋放所述被存儲的NOx的NOx存儲催化劑，在所述SOx捕集催化劑和所述NOx存儲催化劑之間的所述排氣通道中布置了碳氫化合物供給裝置，并且，當所述NOx存儲催化劑應當釋放所述NOx時，所述碳氫化合物供給裝置在所述排氣通道中供應碳氫化合物以使得流入到所述NOx存儲催化劑中的所述排氣的所述空燃比暫時變濃。13、如權利要求1所述的內燃機的排氣凈化裝置，其中所述SOx捕集催化劑由形成于基料上的涂層和攜帶于所述涂層上的貴重金屬催化劑組成，并且所述涂層包含擴散到其中的堿金屬和堿土金屬兩者中的至少一種。14、一種通過布置在發(fā)動機排氣通道中的SOx捕集催化劑除去包含在排氣中的SOx的排氣凈化方法，所述方法包括攜帶擴散到所述SOx捕集催化劑中的石威金屬和堿土金屬兩者中的至少一種，將所述SOx捕集催化劑的溫度在發(fā)動機運轉期間保持在使所述堿金屬和堿土金屬兩者中的至少一種的硝酸鹽變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的溫度，以促進在所述SOx捕集催化劑中的硝酸鹽移動到所述SOx捕集催化劑表面上并在其上凝結的硝酸鹽移動和凝結作用，以及利用所述硝酸鹽移動和凝結作用來恢復所述SOx的捕集率并除去所述SOx。15、如權利要求14所述的排氣凈化方法，其中存在有所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的所述SOx捕集催化劑的溫度范圍，并且在發(fā)動機運行期間將所述SOx捕集催化劑的所述溫度不時地保持在所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的所述溫度范圍內以便不時地恢復所述S0x捕集率。16、如權利要求15所述的排氣凈化方法，其中所述溫度范圍的下限溫度是所述堿金屬和堿土金屬兩者中的所述至少一種的硝酸鹽的熔點，并且所述溫度范圍的上限是SOx能夠在所述S02捕集催化劑上被氧化的上限溫度。17、如權利要求15所述的排氣凈化方法，其中所述SOx捕集催化劑具有當流入到所述SOx捕集催化劑中的所述排氣的空燃比稀時捕集包含在排氣中的SOx，并且當在所述排氣的稀空燃比的條件下使所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至SOx擴散促進溫度時S1起所述被捕集的SOx在所述SOx捕集催化劑內逐漸擴散的特性，并且其中當即使由于所述硝酸鹽移動和凝結作用而執(zhí)行所述SOx捕集率的所述恢復作用，所述SOx捕集率也不再被恢復至目標值時，為了恢復所述SOx捕集率，在所述排氣的稀空燃比的條件下，將所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至所述SOx擴散促進溫度。18、如權利要求17所述的排氣凈化方法，其估算SOx捕集率，并且當所述被估算的SOx捕集率已經(jīng)下降到用于促進SOx擴散的預定SOx捕集率時，在所述排氣的稀空燃比的條件下，使所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至所述SOx擴散促進溫度以恢復所述SOx捕集率。19、如權利要求17所述的排氣凈化方法，當由布置在所述SOx捕集催化劑下游的所述排氣通道中的SOx傳感器檢測到的所述排氣中的SOx濃度超過促進SOx擴散的預定濃度時，所述方法在所述排氣的稀空燃比的條件下，使所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至所述SOx擴散促進溫度以恢復所述SOx捕集率。20、如權利要求15所述的排氣凈化方法，其判斷所述SOx捕集率是否已經(jīng)下降到用于所述硝酸鹽移動和凝結作用的預定SOx捕集率，并且當判斷出所述SOx捕集率已經(jīng)下降到用于所述硝酸鹽移動和凝結作用的所述預定SOx捕集率時，使所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的所述溫度范圍內并將其保持在所述溫度范圍內。21、如權利要求20所述的排氣凈化方法，其估算所述SOx捕集率，并且當所述被估算的SOx捕集率已經(jīng)下降到用于所述硝酸鹽移動和凝結作用的所述預定SOx捕集率時，使所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的所述溫度范圍內并將其保持在所述溫度范圍內。22、如權利要求20所述的排氣凈化方法，當由布置在所述SOx捕集催化劑下游的所述排氣通道中的SOx傳感器檢測到的所述排氣中的S0X濃度超過用于所述硝酸鹽移動和凝結作用的所述預定濃度時，所述方法使所述SOx捕集催化劑的所述溫度升高至所述硝酸鹽移動和凝結作用被促進的所述溫度范圍內并將其保持在所述溫度范圍內。23、如權利要求22所述的排氣凈化方法，其中所述溫度范圍的下限溫度是所述堿金屬和堿土金屬兩者中的所述至少一種的硝酸鹽的熔點，并且所述溫度范圍的上限溫度是布置在所述SOx捕集催化劑的下游的所述顆粒過濾器的再生溫度。24、如權利要求23所述的排氣凈化方法，其中在所述顆粒過濾器再生時，將所述SOx捕集催化劑的所述溫度保持在所述溫度范圍內。全文摘要將堿金屬和堿土金屬兩者中的至少一種攜帶擴散于其中的SO_X捕集催化劑(11)布置在內燃機的排氣通道中。通過在發(fā)動機運行期間將所述SO_X捕集催化劑(11)的溫度保持在所述堿金屬和堿土金屬兩者中的至少一種的硝酸鹽變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的溫度，在所述SO_X捕集催化劑(11)中的硝酸鹽移動到所述SO_X捕集催化劑(11)表面上并在其上凝結的硝酸鹽移動和凝結作用被促進了。由于這種硝酸鹽移動和凝結作用，在恢復所述SO_X捕集率時除去了SO_X。文檔編號B01J27/25GK101356346SQ20078000129公開日2009年1月28日申請日期2007年6月22日優(yōu)先權日2006年7月4日發(fā)明者吉田耕平,大月寬,廣田信也,林孝太郎,淺沼孝充,西岡寬真申請人:豐田自動車株式會社