JPH07259541A - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust gas purification device for internal combustion engineInfo
- Publication number
- JPH07259541A JPH07259541A JP6057287A JP5728794A JPH07259541A JP H07259541 A JPH07259541 A JP H07259541A JP 6057287 A JP6057287 A JP 6057287A JP 5728794 A JP5728794 A JP 5728794A JP H07259541 A JPH07259541 A JP H07259541A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- absorbent
- exhaust
- oxygen concentration
- reducing agent
- exhaust gas
- 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.)
- Granted
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims description 9
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 200
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 193
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 157
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 157
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 155
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 96
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 85
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 37
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 35
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract description 35
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 22
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 20
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 20
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 19
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical group [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- -1 potassium K Chemical compound 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 2
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003578 releasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 再生操作時に、NOX 吸収剤に供給する還元
剤の量を適切に制御することにより、NOX 吸収剤の効
率的な再生を行う。
【構成】 内燃機関1の排気通路3を分岐し、2つのN
OX 吸収剤5a、5bを並列に接続する。排気切換弁
2、22により排気の流れを切り換えて、一方のNOX
吸収剤を通過する排気流量を低減するとともに、還元剤
供給ノズル12a、12bから排気流量が低下したNO
X 吸収剤に還元剤を供給して再生を行う。それぞれのN
OX 吸収剤下流に酸素濃度センサ7a、7bと、更にそ
の下流に酸化触媒101a、101bを設け、再生時に
還元剤供給量を酸素濃度センサの出力に基づいて制御す
る。再生中に、他の分岐通路から侵入してくる酸素成分
は酸化触媒により消費され、酸素濃度センサに到達しな
いため、正確な還元剤供給量制御が可能となる。
(57) [Summary] [Objective] During the regeneration operation, the amount of the reducing agent supplied to the NO x absorbent is appropriately controlled to efficiently regenerate the NO x absorbent. [Structure] The exhaust passage 3 of the internal combustion engine 1 is branched into two N
O X absorbent 5a, and 5b are connected in parallel. The exhaust flow is switched by the exhaust switching valves 2 and 22, and one of the NO x
NO that reduces the flow rate of exhaust gas passing through the absorbent and reduces the flow rate of exhaust gas from the reducing agent supply nozzles 12a and 12b.
Regeneration is performed by supplying a reducing agent to the X absorbent. Each N
O X absorbent downstream oxygen concentration sensor 7a, and 7b, the oxidation catalyst 101a downstream thereof, and 101b provided further controlled based on the reducing agent supply amount to the output of the oxygen concentration sensor at the time of reproduction. During the regeneration, the oxygen component entering from the other branch passage is consumed by the oxidation catalyst and does not reach the oxygen concentration sensor, so that the reducing agent supply amount can be accurately controlled.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気浄化装
置に関し、詳細には、ディーゼルエンジンや希薄燃焼を
行うガソリンエンジン等、リーン空燃比の燃焼を行う内
燃機関の排気中のNOX を効果的に除去可能な排気浄化
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, and more particularly, to exhaust NO x in an exhaust gas of an internal combustion engine that burns at a lean air-fuel ratio, such as a diesel engine or a gasoline engine that performs lean combustion. The present invention relates to an exhaust purification device that can be effectively removed.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の排気浄化装置の例としては、例
えば特開昭62─106826号公報に開示されたもの
がある。同公報の装置は、ディーゼル機関の排気通路に
酸素の存在下でNOX を吸収する吸収剤(触媒)を2つ
並列に接続し、排気を一方のNOX 吸収剤に導いて排気
中のNOX の吸収を行う。また、上記一方のNOX 吸収
剤のNOX 吸収量が増大して吸収剤のNOX 吸収能力が
飽和すると、排気切換弁により、排気の流れをもう一方
のNOX 吸収剤に導いて上記飽和したNOX 吸収剤への
排気の流入を遮断するとともに、このNOX 吸収剤に還
元剤を供給する。これにより、飽和したNOX 吸収剤か
らNOX が放出され、放出されたNOX が還元剤により
還元浄化される(本明細書では、このNOX 吸収剤から
のNOX 放出と還元浄化との操作を「NOX 吸収剤の再
生操作」と呼ぶ)。すなわち、同公報の装置では、2つ
のNOX 吸収剤の再生操作が交互に行われる。2. Description of the Related Art An example of this type of exhaust emission control device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-106826. The apparatus of the publication, the absorbent which absorbs NO X in the presence of oxygen in an exhaust passage of a diesel engine (catalyst) connected two parallel, NO in the exhaust gas led to the exhaust to one of the NO X absorbent Absorb X. Further, when the NO X absorbing capacity of the absorber NO X absorption of one of the NO X absorbent above increases is saturated, the exhaust switching valve, the saturation led to a flow of exhaust other of the NO X absorbent while blocking the influx of exhaust into the NO X absorbent, it supplies a reducing agent to this the NO X absorbent. Thus, the saturated the NO X absorbent NO X is released, the released NO X is in the (herein that is reduced and purified by the reducing agent, the reduction and purification and NO X emission from this the NO X absorbent The operation is called "NO x absorbent regeneration operation". That is, in the device of the publication, the regeneration operation of the two NO x absorbents is alternately performed.
【0003】上記特開昭62−106826号公報の装
置では、NOX 吸収剤の再生操作時にNOX 吸収剤に供
給する還元剤の量は一定量とされ、NOX 吸収剤のNO
X 吸収状態に応じた制御はなされていない。このため、
還元剤の供給量の不足によりNOX 吸収剤の再生が不十
分になったり、或いは還元剤の供給過剰のために再生に
使用されなかった還元剤が大気中に放出されるような問
題が生じる。[0003] In the apparatus of JP-A Sho 62-106826, the amount of reducing agent supplied to the NO X absorbent during the regenerating operation of the NO X absorbent is a fixed amount, NO in the NO X absorbent
No control is made according to the X absorption state. For this reason,
There is a problem that regeneration of the NO X absorbent becomes insufficient due to insufficient supply of the reducing agent, or the reducing agent not used for regeneration is released into the atmosphere due to excessive supply of the reducing agent. .
【0004】この問題は、NOX 吸収剤再生操作時に、
NOX 吸収剤を通過した排気の空燃比が理論空燃比近傍
になるように還元剤供給量を制御することにより解決す
ることができる。すなわち、NOX 吸収剤への還元剤供
給量が不足する場合には、NOX 吸収剤に流入する排気
中の酸素を全部消費することができないため、NOX吸
収剤を通過した排気の空燃比はリーンとなる。また、N
OX 吸収剤への還元剤供給量が過大な場合には、供給さ
れた還元剤の一部が再生操作に消費されず下流側に流出
するため、NOX 吸収剤を通過した排気の空燃比はリッ
チとなる。これに対して、NOX 吸収剤に供給される還
元剤の量が適切であれば排気中の酸素は還元剤により完
全に消費され、更に、供給された還元剤は排気中の酸素
消費と、放出されたNOX の還元浄化とに完全に消費さ
れるためNOX 吸収剤を通過した排気の空燃比は理論空
燃比近傍になるからである。This problem is caused by the NO x absorbent regeneration operation.
This can be solved by controlling the reducing agent supply amount so that the air-fuel ratio of the exhaust gas that has passed through the NO X absorbent becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio. That is, when the reducing agent supply amount to the NO X absorbent is insufficient, it is impossible to consume all the oxygen in the exhaust gas flowing into the NO X absorbent, the air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the the NO X absorbent Is lean. Also, N
When the amount of the reducing agent supplied to the O X absorbent is excessive, a part of the supplied reducing agent is not consumed in the regeneration operation and flows out to the downstream side. Therefore, the air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the NO X absorbent is increased. Will be rich. On the other hand, if the amount of the reducing agent supplied to the NO x absorbent is appropriate, the oxygen in the exhaust is completely consumed by the reducing agent, and the supplied reducing agent is the oxygen consumption in the exhaust, air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the the NO X absorbent to be completely consumed in the reduction and purification of the released NO X is because become near the stoichiometric air-fuel ratio.
【0005】このため、例えばNOX 吸収剤出口側に排
気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサを設け、この
酸素濃度センサの出力に基づいて、NOX 吸収剤を通過
した排気の酸素濃度が理論空燃比相当値近傍の値になる
ように、還元剤供給装置からの還元剤供給量を制御する
ことにより、還元剤の供給量を適切に制御することが可
能となる。For this reason, for example, an oxygen concentration sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas is provided on the NO x absorbent outlet side, and the oxygen concentration of the exhaust gas passing through the NO x absorbent is determined based on the output of this oxygen concentration sensor. By controlling the reducing agent supply amount from the reducing agent supply device so that it becomes a value near the theoretical air-fuel ratio equivalent value, it becomes possible to appropriately control the reducing agent supply amount.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にNOX 吸収剤出口側に酸素濃度センサを設けて還元剤
供給量を制御するようにすると問題が生じる場合があ
る。以下、この問題について図6を参照して説明する。
図6は、上述のようにNOX 吸収剤出口に酸素濃度セン
サを設けて、この酸素濃度センサの出力に基づいて還元
剤供給量を制御するようにした場合の構成を示す図であ
る。図6において、1はリーン空燃比運転を行う内燃機
関、3は機関1の排気通路を示す。排気通路3は下流側
で2つの排気通路3a、3bに分岐しており、分岐通路
3a、3bの分岐点には排気切換弁2が設けられ、この
排気切換弁2の切換により排気通路3aまたは3bの一
方に機関排気の大部分を導くことができるようになって
いる。However, when the oxygen concentration sensor is provided on the NO x absorbent outlet side to control the reducing agent supply amount as described above, a problem may occur. Hereinafter, this problem will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration in the case where an oxygen concentration sensor is provided at the NO x absorbent outlet as described above, and the reducing agent supply amount is controlled based on the output of the oxygen concentration sensor. In FIG. 6, reference numeral 1 is an internal combustion engine that performs lean air-fuel ratio operation, and 3 is an exhaust passage of the engine 1. The exhaust passage 3 branches into two exhaust passages 3a and 3b on the downstream side, and an exhaust switching valve 2 is provided at a branch point of the branch passages 3a and 3b. By switching the exhaust switching valve 2, the exhaust passage 3a or Most of the engine exhaust can be guided to one side of 3b.
【0007】また、分岐通路3a、3bのそれぞれに
は、流入する酸素濃度がリーンのときに排気中のNOX
を吸収し、流入する排気の酸素濃度が低下すると吸収し
たNO X を放出するNOX 吸収剤5a、5bが設けられ
ている。図6において、12a、12bで示したのは、
再生操作時にNOX 吸収剤5a、5bに還元剤を供給す
る還元剤供給ノズル、7a、7bで示したのは分岐通路
3a、3bのNOX 吸収剤5a、5b出口側に設けられ
た酸素濃度センサである。さらに、分岐通路3a、3b
は酸素濃度センサ7a、7b下流側で再び合流してお
り、分岐通路3a、3b合流部には、前述の排気切換弁
2と同様な下流側排気切換弁22が設けられている。In addition, in each of the branch passages 3a and 3b
Is the NO in the exhaust gas when the inflowing oxygen concentration is lean.X
And absorbs when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases.
NO XReleases NOXProvided with absorbents 5a, 5b
ing. In FIG. 6, what is indicated by 12a and 12b is
NO during playback operationXSupply a reducing agent to the absorbents 5a, 5b
Reducing agent supply nozzle, 7a and 7b are branch passages
3a and 3b NOXProvided on the outlet side of the absorbents 5a, 5b
It is an oxygen concentration sensor. Furthermore, the branch passages 3a, 3b
Are merged again on the downstream side of the oxygen concentration sensors 7a and 7b.
At the junction of the branch passages 3a and 3b, the above-mentioned exhaust switching valve
A downstream exhaust switching valve 22 similar to that of No. 2 is provided.
【0008】図6に示した構成では、一方のNOX 吸収
剤(例えばNOX 吸収剤5a)の再生を行う場合には排
気切換弁2と22とを図に実線で示した位置に切り換え
て機関1の排気の大部分をNOX 吸収剤5b側に流し、
NOX 吸収剤5bで排気中のNOX の吸収を行い、NO
X 吸収剤5aに流入する排気の流量を大幅に低減する。
また、このとき還元剤供給ノズル12aからNOX 吸収
剤5aに還元剤を供給しNOX 吸収剤5aの再生を行
う。また、もう一方のNOX 吸収剤(NOX 吸収剤5b
のNOX 吸収量が増大し、NOX 吸収能力が飽和に近づ
いたときには、排気切換弁2、22を図6の点線の位置
に切り換えて、再生が完了したNOX 吸収剤(NOX 吸
収剤5a)で排気中のNOX を吸収する。また、このと
き還元剤供給ノズル12bから還元剤をNOX 吸収剤5
bに供給してNOX 吸収剤5bの再生を行う。すなわ
ち、図6の構成ではNOX 吸収剤5a、5bは交互に再
生を行い、一方の再生中は他方のNOX 吸収剤で排気中
のNOX 吸収を行う。In the configuration shown in FIG. 6, when regenerating one of the NO x absorbents (for example, the NO x absorbent 5a), the exhaust switching valves 2 and 22 are switched to the positions shown by the solid line in the figure. Most of the exhaust gas of the engine 1 is made to flow to the NO x absorbent 5b side,
Make the absorption of NO X in the exhaust gas in the NO X absorbent 5b, NO
The flow rate of the exhaust gas flowing into the X absorbent 5a is significantly reduced.
Also, to reproduce this time to supply the reducing agent from the reducing agent feed nozzle 12a in the NO X absorbent 5a the NO X absorbent 5a. Further, other of the NO X absorbent (the NO X absorbent 5b
When the NO x absorption amount of the NO x absorption capacity increases and the NO x absorption capacity approaches saturation, the exhaust switching valves 2 and 22 are switched to the positions shown by the dotted lines in FIG. 6 to regenerate the NO x absorbent (NO x absorbent). 5a) absorbs NO x in the exhaust gas. Further, at this time, the reducing agent is supplied from the reducing agent supply nozzle 12b to the NO x absorbent 5
b to regenerate the NO x absorbent 5b. That, the NO X absorbent 5a, 5b in the configuration of FIG. 6 performs alternately reproduced, during one of the playback performs NO X absorbent in the exhaust gas in the other of the NO X absorbent.
【0009】ところが、図6のような構成においてNO
X 吸収剤5a、5bに供給する還元剤の量を適正にする
ために、還元剤供給ノズル12a、12bからの還元剤
供給量をNOX 吸収剤5a、5b出口側の酸素濃度セン
サ7a、7b出力に基づいてフィードバック制御する
と、全般的に還元剤供給量が過大になり、大気に放出さ
れる未使用の還元剤の量が増大するという問題が生じる
場合がある。However, in the configuration as shown in FIG.
X absorbent 5a, in order to proper amount of reducing agent supplied to 5b, the reducing agent supply nozzle 12a, the the NO X absorbent 5a reducing agent supply amount from 12b, 5b outlet side of the oxygen concentration sensor 7a, 7b If feedback control is performed based on the output, there is a problem that the amount of the reducing agent supplied is generally excessive and the amount of unused reducing agent released to the atmosphere increases.
【0010】本願出願人らの検討の結果、この問題はN
OX 吸収剤再生時に、再生を行う側のNOX 吸収剤出口
に設けた酸素濃度センサで検出した酸素濃度が、NOX
吸収剤を通過した排気の酸素濃度より高い酸素濃度を指
示するために生じることが判明している。このように、
再生側の酸素濃度センサがNOX 吸収剤を通過してくる
排気の酸素濃度より高い酸素濃度を指示するのは以下の
理由によると考えられる。As a result of examination by the applicants of the present application, this problem is
When regenerating the O X absorbent, the oxygen concentration detected by the oxygen concentration sensor provided at the NO X absorbent outlet on the regeneration side is NO X.
It has been found to occur to indicate an oxygen concentration higher than the oxygen concentration of the exhaust gas that has passed through the absorbent. in this way,
The reason why the oxygen concentration sensor on the regeneration side indicates an oxygen concentration higher than the oxygen concentration of the exhaust gas passing through the NO X absorbent is considered to be as follows.
【0011】すなわち、NOX 吸収剤再生時には排気中
の酸素成分を消費するための還元剤量を低減するため
に、再生を行う側のNOX 吸収剤に流入する排気の流量
は排気切換弁2、22により大幅に低減される。このた
め、再生中のNOX 吸収剤側の分岐通路では大幅に排気
流速が低下する。また、還元剤供給によりこの分岐通路
中の排気酸素濃度は極めて低くなる。このように、両方
の分岐通路3a、3b中の排気の酸素濃度に差が生じる
結果、合流部の排気切換弁22部分では、酸素濃度が高
い側(NOX を吸収中のNOX 吸収剤側)の排気に含ま
れる酸素が酸素濃度が低い側(再生中のNOX 吸収剤
側)に向けて拡散により移動するようになる。一方、再
生中のNOX 吸収剤側では、前述のように排気流速は大
幅に低下している。このため、排気切換弁22を通過し
て侵入した酸素は再生中のNOX 吸収剤側の分岐通路内
を拡散して逆流し、ついには酸素濃度センサ位置まで到
達するようになり、酸素濃度センサ7の指示が実際にN
OX 吸収剤を通過した排気の酸素濃度より高くなる現象
が生じるのである。[0011] that is, NO in order at the time of X absorbent regeneration to reduce the amount of reducing agent to consume oxygen component in the exhaust gas, the flow rate of the exhaust gas flowing to the NO X absorbent side for reproducing the exhaust switching valve 2 , 22 greatly reduces the amount. Therefore, the exhaust flow velocity is significantly reduced in the branch passage on the NO x absorbent side during regeneration. Further, the supply of the reducing agent makes the exhaust oxygen concentration in this branch passage extremely low. Thus, both the branch passages 3a, results a difference occurs in the oxygen concentration of exhaust in 3b, the exhaust switching valve 22 portion of the merging portion, NO X absorbent side of the oxygen concentration in the absorbing high side (NO X 2) oxygen contained in the exhaust gas moves toward the side where the oxygen concentration is low (the NO x absorbent side during regeneration) by diffusion. On the other hand, on the NO x absorbent side during regeneration, the exhaust flow velocity is significantly reduced as described above. Therefore, the oxygen that has entered through the exhaust switching valve 22 diffuses in the branch passage on the NO x absorbent side during regeneration and flows backward, and finally reaches the oxygen concentration sensor position. 7 instructions are actually N
The phenomenon occurs in which the concentration of oxygen in the exhaust gas that has passed through the Ox absorbent becomes higher.
【0012】図7は、図6において再生中のNOX 吸収
剤(NOX 吸収剤5a)側の分岐通路3a各位置に実際
に酸素濃度センサを挿入して各部分の酸素濃度を計測し
た結果を示している。図7において、区間Iは排気切換
弁2からNOX 吸収剤5a入口までの区間の酸素濃度
を、区間IIはNOX 吸収剤5a入口から出口までのNO
X 吸収剤内部の区間の酸素濃度を、また、区間III はN
OX 吸収剤5a出口から下流側排気切換弁22までの区
間の酸素濃度をそれぞれ示している(図6参照)。図7
に示すように、区間Iでは供給された還元剤はまだ排気
中の酸素と反応していないため排気中の酸素濃度は高
く、区間IIではNOX 吸収剤の触媒作用により還元剤と
排気中の酸素が反応し、酸素が消費されるため酸素濃度
は略ゼロ付近に低下している。ところが、区間IIの端部
(NOX 吸収剤5aの下流側端面付近)では、酸素濃度
は再度上昇に転じ、区間III では、下流側排気切換弁2
2に近づくにつれて酸素濃度が高くなっている。すなわ
ち、排気切換弁22を通して侵入してくる酸素分子の拡
散により、NOX 吸収剤下流側では排気切換弁22に近
づくにつれて排気中の酸素濃度が高くなる傾向が生じて
いることが判る。図7に点線で示したのは、分岐通路3
a、3bの合流部に下流側排気切換弁22を設けずに上
流側排気切換弁2のみを用いて排気の切換を行った場合
の結果を示す。この場合には、下流側排気切換弁22が
ないために侵入する酸素の量は更に増大し、NOX 吸収
剤下流側での酸素濃度は更に高くなっている。また、図
示していないが、分岐通路3a、3bを合流させずに個
別に大気に開放した場合にも、大気側からの酸素の拡散
により同様の減少が生じることが判明している。[0012] Figure 7 is a result of measuring the oxygen concentration of the NO X absorbent (the NO X absorbent 5a) side branch passage 3a each portion actually inserted an oxygen concentration sensor at each position in the playback 6 Is shown. In FIG. 7, section I shows the oxygen concentration in the section from the exhaust switching valve 2 to the NO x absorbent 5a inlet, and section II shows the NO concentration from the NO x absorbent 5a inlet to the outlet.
Oxygen concentration in the section inside the X absorbent, and section III is N
The oxygen concentration in the section from O X absorbent 5a outlet to the downstream side exhaust switching valve 22 respectively show (see FIG. 6). Figure 7
As shown in, the supplied reducing agent in the interval I is still oxygen concentration in the exhaust gas because it does not react with oxygen in the exhaust is high, by the catalytic action of the NO X absorbent in the section II in the exhaust and reducing agent Since oxygen reacts and oxygen is consumed, the oxygen concentration drops to about zero. However, at the end of the section II (near the end surface on the downstream side of the NO X absorbent 5a), the oxygen concentration starts to rise again, and in the section III, the downstream side exhaust switching valve 2
The oxygen concentration increases as it approaches 2. That is, it is understood that the oxygen concentration in the exhaust gas tends to increase on the downstream side of the NO x absorbent as it approaches the exhaust gas switching valve 22 due to the diffusion of oxygen molecules entering through the exhaust gas switching valve 22. In FIG. 7, the dotted line indicates the branch passage 3
The results when the exhaust gas is switched using only the upstream exhaust gas switching valve 2 without providing the downstream exhaust gas switching valve 22 at the confluence of a and 3b are shown. In this case, the amount of oxygen entering the order no downstream exhaust switching valve 22 is further increased, the oxygen concentration in the NO X absorbent downstream side is further increased. Also, although not shown, it has been found that the same reduction occurs due to the diffusion of oxygen from the atmosphere side even when the branch passages 3a and 3b are individually opened to the atmosphere without being joined.
【0013】本来、NOX 吸収剤に供給する還元剤の量
は図7の区間II中央付近の酸素濃度に基づいて制御する
必要がある。しかし、図6のような構成では、還元剤供
給量は上記区間III 部分の、区間IIより高い酸素濃度に
基づいて制御されることになるため、還元剤の供給量が
過大になる前述の問題が生じるのである。この問題は、
NOX 吸収剤中に酸素濃度センサを挿入して、図7、区
間IIにおける酸素濃度を正確に検出するようにすれば解
決可能である。しかし、NOX 吸収剤は機関運転中極め
て高温になるため、酸素濃度センサをNOX 吸収剤中に
挿入するとセンサの耐久性の問題が生じる。また、NO
X 吸収剤中にセンサを挿入することはNOX 吸収剤自体
の機械的強度低下などの問題を生じるため好ましくな
い。Originally, it is necessary to control the amount of the reducing agent supplied to the NO x absorbent based on the oxygen concentration near the center of section II in FIG. However, in the configuration as shown in FIG. 6, since the reducing agent supply amount is controlled based on the oxygen concentration in the section III portion higher than that in the section II, the reducing agent supply amount becomes excessive. Occurs. This problem,
The problem can be solved by inserting an oxygen concentration sensor into the NO x absorbent so that the oxygen concentration in section II in FIG. 7 is accurately detected. However, since the NO X absorbent becomes extremely hot during engine operation, inserting the oxygen concentration sensor into the NO X absorbent causes a problem of sensor durability. Also, NO
Inserting the sensor into the X absorbent is not preferable to produce a problem such as decrease in mechanical strength of itself the NO X absorbent.
【0014】本発明は、上記問題に鑑み、NOX 吸収剤
内にセンサを挿入することなく、NOX 吸収剤下流側に
配置した酸素濃度センサにより、NOX 吸収剤を通過し
た排気の酸素濃度を正確に検出可能とする手段を提供す
ることを目的としている。[0014] The present invention has been made in view of the above problems, without inserting the sensor into the NO X absorbent, the oxygen concentration sensor disposed in the NO X absorbent downstream oxygen concentration of exhaust passing through the the NO X absorbent It is an object of the present invention to provide means for making it possible to accurately detect.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、リーン
空燃比運転を行う内燃機関の排気浄化装置であって、前
記内燃機関の排気通路に互いに並列に接続された2つの
分岐通路と、該分岐通路のそれぞれに配置された、流入
する排気の空燃比がリーンのときに排気中のNOX を吸
収し、排気酸素濃度が低下したときに吸収したNOX を
放出するNOX吸収剤と、前記NOX 吸収剤に流入する
排気流量をそれぞれ個別に低減することが可能な排気切
換弁と、前記NOX 吸収剤のそれぞれに個別に還元剤を
供給することが可能な還元剤供給装置と、前記それぞれ
のNOX 吸収剤の下流側分岐通路中の排気の酸素濃度を
検出する酸素濃度センサとを備え、前記NOX 吸収剤の
一方に排気中のNOX を吸収させた後、前記排気切換弁
により該一方のNOX 吸収剤に流入する排気流量を低減
し、前記酸素濃度センサの出力に基づいて前記還元剤供
給装置から該一方のNOX 吸収剤に還元剤を供給して、
該一方のNOX 吸収剤から吸収したNOX を放出させる
とともに放出されたNOX を還元浄化する操作を、交互
に前記NOX 吸収剤について行う内燃機関の排気浄化装
置において、前記分岐通路下流側から前記酸素濃度セン
サに逆流してくる酸素を消費する酸素消費手段を設けた
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供され
る。According to the present invention, there is provided an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine which operates in a lean air-fuel ratio, wherein two branch passages connected in parallel to each other are provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, the disposed on each of the branch passages, the air-fuel ratio of the exhaust flowing absorbs NO X in the exhaust gas when the lean and the NO X absorbent to the exhaust oxygen concentration to release NO X absorbed when reduced An exhaust switching valve capable of individually reducing the exhaust flow rate flowing into the NO x absorbent, and a reducing agent supply device capable of individually supplying the reducing agent to each of the NO x absorbent. , after the and a oxygen concentration sensor for detecting oxygen concentration of the exhaust gas in the downstream side branch passages of each of the NO X absorbent, to absorb NO X in the exhaust gas to one of the the NO X absorbent, the exhaust the one of the NO X absorption by switching valve Reducing the flow rate of the exhaust gas flowing to the agent, by supplying a reducing agent to one of the NO X absorbent said from the reducing agent supply device based on the output of the oxygen concentration sensor,
The operation of reducing and purifying the released NO X with the release of NO X absorbed from one of the NO X absorbent said, in the exhaust purification apparatus for an internal combustion engine which performs for said alternating the NO X absorbent, the branch passage downstream An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine is provided, which is provided with an oxygen consuming means for consuming oxygen flowing back to the oxygen concentration sensor.
【0016】[0016]
【作用】NOX 吸収剤再生時に、拡散により下流側から
酸素濃度センサに向けて逆流してくる酸素は、酸素消費
手段により消費される。このため、下流側から逆流して
くる酸素が酸素濃度センサに到達することが阻止され、
NOX 吸収剤再生時の酸素濃度センサ近傍の排気の酸素
濃度は、NOX 吸収剤を通過した排気の酸素濃度(図
7、区間II中央部分)と略等しくなり、酸素濃度センサ
出力はNOX 吸収剤を通過した排気の酸素濃度を正確に
表すようになる。When the NO x absorbent is regenerated, oxygen flowing back from the downstream side toward the oxygen concentration sensor due to diffusion is consumed by the oxygen consuming means. Therefore, oxygen flowing backward from the downstream side is prevented from reaching the oxygen concentration sensor,
The NO X absorbent oxygen concentration of the exhaust gas oxygen concentration sensor near the time of reproduction, the NO X absorbent oxygen concentration of exhaust passing through the (7, section II central portion) substantially equal to the oxygen concentration sensor output NO X It accurately represents the oxygen concentration of the exhaust gas that has passed through the absorbent.
【0017】[0017]
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例につい
て説明する。図1は本発明の排気浄化装置の一実施例の
構成を示す。図1において、図6と同じ参照符号は図6
と同一の要素を示している。図1において、1はディー
ゼルエンジンや希薄燃焼を行うガソリンエンジン等のリ
ーン空燃比の燃焼を行うことのできる内燃機関、3は内
燃機関1の排気通路を示す。排気通路3には2つの分岐
通路3a、3bが設けられており、通路3a、3bには
後述のように、流入する排気空燃比がリーンのときに排
気中のNOXを吸収し、排気中の酸素濃度が低下したと
きに吸収したNOX を放出するNOX吸収剤、それぞれ
5a、5bが接続されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the exhaust emission control device of the present invention. In FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG.
Shows the same element as. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an internal combustion engine capable of performing lean air-fuel ratio combustion, such as a diesel engine or a lean-burn gasoline engine, and 3 denotes an exhaust passage of the internal combustion engine 1. The exhaust passage 3 is provided with two branch passages 3a and 3b. As will be described later, the passages 3a and 3b absorb NO X in the exhaust gas when the inflowing exhaust air-fuel ratio is lean, so that the exhaust gas is exhausted. The NO x absorbents 5a and 5b, which release the absorbed NO x when the oxygen concentration of the NO x is reduced, are connected respectively.
【0018】また、排気通路3の通路3a、3bの分岐
部には排気切換弁2が設けられ、排気通路3a、3bの
任意の一方を所定の開度に閉鎖して排気通路3a、3b
に排気を分配するようになっている。例えば排気切換弁
2が図1に実線で示した位置に切り換えられると、排気
の大部分は分岐通路3b側に流入し、分岐通路3a側に
流入する排気流量が低減される。また、排気切換弁2が
図1に点線で示した位置に切り換えられると、排気の大
部分は分岐通路3a側に流入し、分岐通路3b側に流入
する排気流量が低減される。図に2aで示すのは、後述
するエンジン制御回路(ECU)20からの制御信号に
より切換弁2を駆動して所定の切り換え位置をとらせる
ための、負圧アクチュエータ等の適宜な形式のアクチュ
エータである。Further, an exhaust switching valve 2 is provided at a branch portion of the passages 3a and 3b of the exhaust passage 3, and any one of the exhaust passages 3a and 3b is closed to a predetermined opening degree to exhaust passages 3a and 3b.
The exhaust is distributed to. For example, when the exhaust switching valve 2 is switched to the position shown by the solid line in FIG. 1, most of the exhaust gas flows into the side of the branch passage 3b, and the flow rate of the exhaust gas flowing into the side of the branch passage 3a is reduced. Further, when the exhaust switching valve 2 is switched to the position shown by the dotted line in FIG. 1, most of the exhaust gas flows into the branch passage 3a side, and the flow rate of exhaust gas flowing into the branch passage 3b side is reduced. Reference numeral 2a in the drawing denotes an actuator of an appropriate type such as a negative pressure actuator for driving the switching valve 2 by a control signal from an engine control circuit (ECU) 20 to be described later to take a predetermined switching position. is there.
【0019】また、分岐通路3a、3bはNOX 吸収剤
5a、5b下流側で再び合流しており、この合流部には
排気切換弁2と同様な排気切換弁22と、アクチュエー
タ22aとが設けられている。排気切換弁22は、排気
切換弁2と連動して作動し、再生中のNOX 吸収剤の側
の分岐通路にもう一方の分岐通路からの排気が逆流する
ことを防止している。Further, the branch passages 3a and 3b are merged again on the downstream side of the NO x absorbents 5a and 5b, and an exhaust switching valve 22 similar to the exhaust switching valve 2 and an actuator 22a are provided at this confluent portion. Has been. The exhaust gas switching valve 22 operates in conjunction with the exhaust gas switching valve 2 to prevent the exhaust gas from the other branch passage from flowing back to the branch passage on the side of the NO X absorbent being regenerated.
【0020】更に、分岐通路3a、3bのNOX 吸収剤
5a、5b上流側には後述する還元剤供給装置11から
NOX 吸収剤5a、5bに還元剤を供給する還元剤供給
ノズル、それぞれ12a、12bが接続されている。ま
た、図1に7a、7bで示すのは、それぞれ分岐通路3
a、3bのNOX 吸収剤5a、5b下流側に配置された
酸素濃度センサである。酸素濃度センサ7a、7bはN
OX 吸収剤5a、5bを通過した排気中の酸素濃度を検
出する。本実施例では、後述のように、NOX 吸収剤5
a、5bの再生中に還元剤供給装置11から再生中のN
OX 吸収剤5a、5bに供給する還元剤供給量を、酸素
濃度センサ7a、7bの出力に応じて制御している。Further, on the upstream side of the NO x absorbents 5a, 5b in the branch passages 3a, 3b, a reducing agent supply nozzle for supplying the reducing agent from the reducing agent supply device 11 described later to the NO x absorbents 5a, 5b, 12a respectively. , 12b are connected. Further, 7a and 7b in FIG. 1 respectively indicate the branch passages 3
a is an oxygen concentration sensor disposed on the downstream side of the NO x absorbents 5a and 5b. Oxygen concentration sensors 7a and 7b are N
O X absorbent 5a, it detects the oxygen concentration in the exhaust gas passing through the 5b. In this example, as described later, the NO x absorbent 5 was used.
N being regenerated from the reducing agent supply device 11 during regeneration of a and b.
O X absorbent 5a, the reducing agent supply amount supplied to 5b, the oxygen concentration sensor 7a, is controlled in accordance with the output of 7b.
【0021】また、本実施例では、それぞれの分岐通路
3a、3bの酸素濃度センサ7a、7b下流側には、酸
素消費手段としての酸化触媒101a、101bが設け
られている。図に20で示すのはエンジン1の制御回路
(ECU)である。ECU20はCPU、RAM、RO
M、及び入力ポート、出力ポートを相互に双方向バスで
接続した構成の公知のディジタルコンピュータからな
り、エンジンの燃料噴射量制御等の基本制御を行ってい
る。また、本実施例ではECU20は、更に、図示しな
い駆動回路や負圧制御弁等を介してアクチュエータ2
a、22aを駆動して排気切換弁2、22の切り換え位
置制御を行うほか、酸素濃度センサ7a、7bの出力に
基づいて還元剤供給装置11からの還元剤供給量の制御
を行う。これらの制御のためECU20の入力ポートに
は、酸素濃度センサ7a、7bからの酸素濃度信号が入
力されている他、エンジン回転数、機関吸入空気量等の
信号がそれぞれ図示しないセンサから入力されている。Further, in this embodiment, the oxidation catalysts 101a and 101b as oxygen consuming means are provided on the downstream side of the oxygen concentration sensors 7a and 7b in the respective branch passages 3a and 3b. Reference numeral 20 in the drawing denotes a control circuit (ECU) of the engine 1. ECU20 is CPU, RAM, RO
It comprises a well-known digital computer in which M, an input port, and an output port are connected to each other by a bidirectional bus, and performs basic control such as fuel injection amount control of the engine. Further, in the present embodiment, the ECU 20 further controls the actuator 2 via a drive circuit (not shown), a negative pressure control valve, etc.
a and 22a are driven to control the switching position of the exhaust gas switching valves 2 and 22, and the reducing agent supply amount from the reducing agent supply device 11 is controlled based on the outputs of the oxygen concentration sensors 7a and 7b. For these controls, the oxygen concentration signals from the oxygen concentration sensors 7a and 7b are input to the input port of the ECU 20, and signals such as the engine speed and the engine intake air amount are input from sensors not shown. There is.
【0022】酸化触媒101a、101bは、例えばハ
ニカム状の金属担体に白金Pt、パラジウム等の酸化触
媒を担持したものであり、後述するように、排気切換弁
22を通って分岐通路3a、3bを下流側から逆流して
くる酸素を、酸化触媒を通過する排気中の還元剤と反応
させることにより、下流側から逆流してくる酸素を消費
する酸素消費手段としての作用を行うものである。The oxidation catalysts 101a and 101b are, for example, a honeycomb-shaped metal carrier carrying an oxidation catalyst such as platinum Pt or palladium, and as will be described later, the branch passages 3a and 3b are passed through the exhaust switching valve 22. By reacting the oxygen flowing back from the downstream side with the reducing agent in the exhaust gas passing through the oxidation catalyst, the oxygen acts as an oxygen consuming means for consuming the oxygen flowing backward from the downstream side.
【0023】還元剤供給装置11は還元剤容器、加圧ポ
ンプ等から構成される還元剤供給源13と、還元剤供給
源13から還元剤供給ノズル12a、12bに供給され
る還元剤の流量を調節する制御弁14a、14b及び、
ノズル12a、12bと制御弁14a、14bとの間に
配置された排気逆流防止用の逆止弁15a、15bとを
備えている。制御弁14a、14bは、後述するNOX
吸収剤5a、5bの再生操作時、ECU20の制御信号
に応じて所定の開度をとり、開度に応じた量の還元剤を
NOX 吸収剤5a、5bに供給するものである。The reducing agent supply device 11 controls the flow rate of the reducing agent supplied from the reducing agent supply source 13 to the reducing agent supply nozzles 12a and 12b. Adjusting control valves 14a, 14b and
Check valves 15a and 15b for preventing exhaust gas backflow are provided between the nozzles 12a and 12b and the control valves 14a and 14b. The control valves 14a and 14b are used for NO X described later.
When absorbent 5a, 5b of the reproduction operation, taking a predetermined opening in response to a control signal of the ECU 20, and supplies the amount of reducing agent in accordance with the degree of opening the NO X absorbent 5a, to 5b.
【0024】NOX 吸収剤5a、5bのNOX 放出、還
元操作(再生操作)に使用する還元剤としては、排気中
で一酸化炭素などの還元成分や炭化水素成分を発生する
ものであれば良く、水素、一酸化炭素等の気体や、プロ
パン、プロピレン、ブタン等の液状又は気体状の炭化水
素、または、ガソリン、軽油、灯油等の液体燃料等が使
用できる。[0024] the NO X absorbent 5a, 5b of the NO X emission, the reducing agent used for reduction operations (playback operations), as long as it generates a reduction component and the hydrocarbon component such as carbon monoxide in the exhaust gas Of course, a gas such as hydrogen or carbon monoxide, a liquid or gaseous hydrocarbon such as propane, propylene or butane, or a liquid fuel such as gasoline, light oil or kerosene can be used.
【0025】NOX 吸収剤5a、5bは例えばアルミナ
等の担体を使用し、この担体上に例えばカリウム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と、白金Pt のような
貴金属とが担持されている。このNOX 吸収剤5a、5
bは流入する排気の空燃比がリーンの場合にはNOX を
吸収し、酸素濃度が低下するとNOX を放出するNOX
の吸放出作用を行う。As the NO x absorbents 5a and 5b, for example, a carrier such as alumina is used, and on this carrier, for example, potassium metal such as potassium K, sodium Na, lithium Li, cesium Cs, barium Ba, calcium Ca, or the like. At least one selected from rare earths such as alkaline earth, lanthanum La and yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt are supported. This the NO X absorbent 5a, 5
b absorbs NO X in the case the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing is lean and releases the NO X when the oxygen concentration is reduced NO X
It absorbs and releases.
【0026】なお、上述の排気空燃比とは、ここではN
OX 吸収剤5a、5bの上流側の排気通路やエンジン燃
焼室、吸気通路等にそれぞれ供給された空気量の合計
と、燃料と還元剤の合計との比を意味するものとする。
従って、NOX 吸収剤5a、5bの上流側排気通路に燃
料、還元剤または空気が供給されない場合には排気空燃
比はエンジンの運転空燃比(エンジン燃焼室内の燃焼に
おける空燃比)と等しくなる。The above-mentioned exhaust air-fuel ratio is N in this case.
O X absorbent 5a, upstream of the exhaust passage and the engine combustion chamber 5b, shall mean the sum of the respective supply air amount in the intake passage or the like, the ratio of the sum of the fuel and a reducing agent.
Therefore, NO X absorbent 5a, the fuel in the upstream side exhaust passage 5b, the exhaust air-fuel ratio in the case of the reducing agent or air is not supplied is equal to the operating air-fuel ratio of the engine (air-fuel ratio in the combustion in the engine combustion chamber).
【0027】本実施例では、リーン空燃比の燃焼を行う
機関が使用されているため、通常運転時の排気空燃比は
リーンであり、NOX 吸収剤5a、5bは排気中のNO
X の吸収を行う。また、還元剤供給装置11から排気中
に還元剤が導入されて酸素濃度が低下すると、NOX 吸
収剤5a、5bは吸収した還元剤の放出を行う。この吸
放出作用の詳細なメカニズムについては明らかでない部
分もある。しかし、この吸放出作用は図5に示すような
メカニズムで行われているものと考えられる。次にこの
メカニズムについて担体上に白金Pt 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。In this embodiment, since the engine that burns lean air-fuel ratio is used, the exhaust air-fuel ratio during normal operation is lean, and the NO x absorbents 5a, 5b are NO in the exhaust gas.
Absorb X. Further, when the reducing agent is introduced into the exhaust gas from the reducing agent supply device 11 and the oxygen concentration decreases, the NO x absorbents 5a and 5b release the absorbed reducing agent. There are some points where the detailed mechanism of this absorption / release action is not clear. However, it is considered that this absorbing / releasing action is performed by the mechanism shown in FIG. Next, regarding this mechanism, platinum Pt and barium B are deposited on the carrier.
The case of supporting a will be described as an example, but the same mechanism can be obtained by using other noble metal, alkali metal, alkaline earth, or rare earth.
【0028】すなわち、流入排気がかなりリーンになる
と流入排気中の酸素濃度が大巾に増大し、図5(A) に示
されるようにこれら酸素O2 がO2 - またはO2-の形で
白金Pt の表面に付着する。一方、流入排気中のNOは
白金Pt の表面上でこのO2 - またはO2-と反応し、N
O2 となる(2NO+O2 →2NO2 ) 。次いで生成さ
れたNO2 の一部は白金Pt上で酸化されつつ吸収剤内
に吸収されて酸化バリウムBaOと結合しながら、図5
(A) に示されるように硝酸イオンNO3 - の形で吸収剤
内に拡散する。このようにしてNOX がNOX 吸収剤5
a、5b内に吸収される。That is, the inflow exhaust becomes considerably lean.
And the oxygen concentration in the exhaust gas increased significantly, as shown in Fig. 5 (A).
As these oxygen O2Is O2 -Or O2-In the form of
It adheres to the surface of platinum Pt. On the other hand, the NO in the exhaust gas is
This O on the surface of platinum Pt2 -Or O2-Reacts with N
O2Becomes (2NO + O2→ 2 NO2 ). Then generated
NO2Part of the inside of the absorbent while being oxidized on platinum Pt
While being absorbed by and bound to barium oxide BaO,
As shown in (A), nitrate ion NO3 -Absorbent in the form of
Diffuse in. NO in this wayXIs NOXAbsorbent 5
It is absorbed in a and 5b.
【0029】従って、流入排気中の酸素濃度が高い限り
白金Pt の表面でNO2 が生成され、吸収剤のNOX 吸
収能力が飽和しない限りNO2 が吸収剤内に吸収されて
硝酸イオンNO3 - が生成される。これに対して流入排
気中の酸素濃度が低下してNO2 の生成量が減少すると
反応が逆方向(NO3 - →NO2 )に進み、こうして吸
収剤内の硝酸イオンNO3 - がNO2 の形で吸収剤から
放出される。すなわち、流入排気中の酸素濃度が低下す
るとNOX 吸収剤5a、5bからNOX が放出されるこ
とになる。Therefore, NO 2 is produced on the surface of platinum Pt as long as the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is high, and NO 2 is absorbed in the absorbent and nitrate ion NO 3 unless the NO X absorption capacity of the absorbent is saturated. - is generated. In contrast the oxygen concentration decreases and the amount of NO 2 is reduced by reaction backward in the inflowing exhaust gas (NO 3 - → NO 2) proceeds to thus of the absorbent and nitrate ions NO 3 - is NO 2 Is released from the absorbent in the form of. That is, the oxygen concentration when decreases the NO X absorbent 5a of the inflowing exhaust, NO X is to be released from 5b.
【0030】一方、流入排気中にHC、CO等の還元成
分が存在すると、これらの成分は白金Pt 上の酸素O2
- またはO2-と反応して酸化され、排気中の酸素を消費
して排気中の酸素濃度を低下させる。また、排気中の酸
素濃度低下によりNOX 吸収剤5a、5bから放出され
たNO2 は図5(B) に示すようにHC,COと反応して
還元される。このようにして白金Pt の表面上にNO2
が存在しなくなると吸収剤から次から次へとNO2 が放
出される。On the other hand, when reducing components such as HC and CO are present in the inflowing exhaust gas, these components are oxygen O 2 on platinum Pt.
- or it is reacted with oxide and O 2-, lowering the oxygen concentration in the exhaust to consume oxygen in the exhaust. Further, the NO 2 released from the NO X absorbents 5a, 5b due to the decrease of the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced by reacting with HC and CO as shown in FIG. 5 (B). In this way, NO 2 is deposited on the surface of platinum Pt.
When NO is absent, the absorbent releases NO 2 one after another.
【0031】すなわち、流入排気中のHC,COは、ま
ず白金Pt 上のO2 - またはO2-とただちに反応して酸
化され、次いで白金Pt 上のO2 - またはO2-が消費さ
れてもまだHC,COが残っていればこのHC,COに
よって吸収剤から放出されたNOX 、および排気ととも
に流入するNOX が還元される。本実施例では、排気切
換弁2、22の操作により交互にNOX 吸収剤5aと5
bのNOX 吸収と放出とを行う。すなわち、本実施例で
は、排気切換弁2、22の操作により一方のNOX 吸収
剤(例えば5a)に大部分の排気を流してNOXを吸収
させる。また、予め設定した所定の時間NOX 吸収を行
ってNOX 吸収剤5aのNOX 吸収量が増大してくる
と、排気切換弁2、22を切り換えて他方のNOX 吸収
剤5bに排気を流し、NOX 吸収剤5aに流入する排気
流量を低減するとともに、還元剤供給ノズル12aから
NOX 吸収剤5aに還元剤を供給してNOX 吸収剤5a
の再生を行う。また、切換え後所定時間が経過してNO
X 吸収剤5bのNOX 吸収量が増大してくると、再度排
気切換弁2、22の切換えを行い、NOX 吸収剤5a側
に排気を流してNOX 吸収剤5aによるNOX 吸収を再
開するとともにNOX 吸収剤5bの再生を行う。That is, HC and CO in the inflowing exhaust gas are first reacted with O 2 − or O 2− on platinum Pt immediately to be oxidized, and then O 2 − or O 2− on platinum Pt are consumed. the HC, NO X flowing into NO X released from the absorbent by CO, and with the exhaust gas is reduced even yet HC, any remaining CO is. In this embodiment, by operating the exhaust switching valves 2 and 22, the NO x absorbents 5a and 5a are alternated.
It absorbs and releases bNO x . That is, in this embodiment, by supplying a large part of the exhaust to one of the NO X absorbent (eg 5a) to absorb NO X by the operation of the exhaust switching valve 2, 22. Further, when the NO X absorption of the NO X absorbent 5a performs predetermined time NO X absorption preset come increases, the exhaust switching the exhaust switching valve 2, 22 to the other of the NO X absorbent 5b flow, NO with X to reduce the flow rate of the exhaust gas flowing into the absorbent 5a, the NO X absorbent 5a by supplying reducing agent from the reducing agent feed nozzle 12a in the NO X absorbent 5a
Play. In addition, after a predetermined time has elapsed after switching, NO
If NO X absorption amount of X absorbent 5b comes increased performs switching of the exhaust switching valve 2, 22 again, resume the NO X absorbent by the NO X absorbent 5a flowing exhaust into the NO X absorbent 5a side At the same time, the NO x absorbent 5b is regenerated.
【0032】本実施例では、NOX 吸収剤5a、5bの
再生に使用する還元剤の量を低減するために、排気切換
弁2、22の位置を切り換えて再生を行うNOX 吸収剤
に流入する排気の流量を低減し、排気中の酸素を消費す
るために必要な還元剤の量を低減するとともに、再生中
のNOX 吸収剤の出口側に設けた酸素濃度センサの出力
に基づいて還元剤供給装置11からの還元剤供給量を制
御して、NOX 吸収剤に適切な量の還元剤を供給するよ
うにしている。In this embodiment, in order to reduce the amount of reducing agent used to regenerate the NO x absorbents 5a and 5b, the exhaust switching valves 2 and 22 are switched to the position where the NO x absorbent is regenerated. The amount of reducing agent required to consume the oxygen in the exhaust is reduced and the reduction is performed based on the output of the oxygen concentration sensor provided on the outlet side of the NO X absorbent during regeneration. The amount of reducing agent supplied from the agent supply device 11 is controlled so that an appropriate amount of reducing agent is supplied to the NO x absorbent.
【0033】図2は、本実施例のNOX 吸収剤5a、5
bの再生操作制御を示すフローチャートである。本ルー
チンはエンジン制御回路(ECU)20により、所定時
間毎に実行される。図2においてルーチンがスタートす
ると、ステップ201では、現在NOX 吸収を実行中の
NOX 吸収剤の再生操作実行条件が成立しているか否か
が判定される。ここで、NOX 吸収剤の再生操作実行条
件は、NOX 吸収時間(前回NO X 吸収剤の切換を行
ってからの経過時間)が所定時間を越えていること、
エンジン排気温度が所定値以上であること、であり、上
記とのいずれかが成立していないときには、ルーチ
ンはステップ221に進み、後述する計時カウンタTと
排気切換弁の切換フラグFの値をゼロにセットした後ル
ーチンを終了する。上記でNOX 吸収剤のNOX 吸収
時間を判定しているのは、NOX 吸収剤のNO X 吸収量
がある程度増加したときにのみNOX 吸収剤の再生を行
い、頻繁な再生操作の実行を避けるためであり、上記
で排気温度を判定しているのは、排気温度が低いとNO
X 吸収剤自体の温度も低くなっているため、還元剤を供
給した場合のNOX 吸収剤からのNOX の放出速度が低
下し、効率的な再生操作を行うことができないためであ
る。FIG. 2 shows the NO of this embodiment.XAbsorbent 5a, 5
It is a flowchart which shows the reproduction operation control of b. Book roux
Chin is set by the engine control circuit (ECU) 20 at a predetermined time
It is executed every interval. The routine starts in FIG.
Then, in step 201, it is currently NO.XRunning absorption
NOXWhether or not the conditions for executing the absorbent regeneration operation are satisfied
Is determined. Where NOXAbsorbent regeneration operation execution section
The matter is NOXAbsorption time (previous NO XChange the absorbent
(Elapsed time since) exceeds the specified time,
The engine exhaust temperature is above a certain value,
If any of the above
The process proceeds to step 221, and the time counter T
After setting the value of the switching flag F of the exhaust switching valve to zero,
End the routine. NO in aboveXAbsorbent NOXabsorption
The time is judged as NOXAbsorbent NO XAbsorption
NO only when is increased to some extentXRegenerate the absorbent
This is to avoid frequent playback operations.
The exhaust temperature is judged by NO when the exhaust temperature is low.
XSince the temperature of the absorbent itself is also low, it is necessary to supply the reducing agent.
NO when paidXNO from absorbentXRelease rate is low
It is not possible to perform efficient playback operation.
It
【0034】従って、本実施例では、ステップ201で
上記との条件の両方が成立した場合にのみ、ステッ
プ203からステップ219の再生操作が実行される。
すなわち、ステップ201でNOX 吸収剤の再生条件が
成立した場合には、ステップ203で排気切換弁の切換
フラグFの値が1にセットされているか否かを判定し、
F≠1の場合にはステップ205で排気切換弁2、22
の切換を行い、再生条件が成立したNOX 吸収剤側の分
岐通路に流入する排気の流量を所定量まで低減し、次い
でステップ207でフラグFの値を1にセットした後ス
テップ209に進む。また、ステップ203でF=1の
場合は排気切換弁の切換を行わずに、直接ステップ21
1に進む。上記切換フラグFは、NOX 吸収剤の再生条
件成立後に排気切換弁2、22の切換を1回だけ行うよ
うにするために用いられるフラグである。Therefore, in this embodiment, the reproduction operation from step 203 to step 219 is executed only when both of the above conditions are satisfied in step 201.
That is, when the NO X absorbent regeneration condition is satisfied in step 201, it is determined in step 203 whether or not the value of the switching flag F of the exhaust switching valve is set to 1,
When F ≠ 1, in step 205, the exhaust switching valves 2 and 22
Is switched to reduce the flow rate of the exhaust gas flowing into the branch passage on the NO x absorbent side where the regeneration condition is satisfied to a predetermined amount, and then the value of the flag F is set to 1 in step 207, and then the process proceeds to step 209. If F = 1 in step 203, the exhaust switching valve is not switched, and step 21 is directly executed.
Go to 1. The switching flag F is a flag used to switch the exhaust switching valves 2 and 22 only once after the regeneration condition of the NO X absorbent is satisfied.
【0035】ステップ209は再生操作の終了条件が成
立しているか否かの判定を示す。すなわち、ステップ2
09では計時カウンタTの値が所定値T0 以上か否かが
判定され、T≧T0 であれば、還元剤供給装置11の制
御弁14a(または14b)の設定値Rをゼロにセット
してステップ219に進み、還元剤供給装置11の制御
弁14a(または14b)の開度を制御する(この場
合、R=ゼロであるので、制御弁14a、14bはとも
に全閉とされる。)。ここで、所定値T0 はNO X 吸収
剤の再生に必要な時間であり、NOX 吸収剤のタイプ、
サイズなどにより予め実験等により設定される。すなわ
ち、ステップ211では、再生操作開始後の経過時間T
が所定の再生実行時間以上になっているかを判断し、再
生操作が所定時間実行されている場合には、ステップ2
10で還元剤供給装置の制御弁14a(または14b)
を全閉にしてNOX 吸収剤への還元剤供給を停止する。In step 209, the condition for ending the reproduction operation is satisfied.
Indicates whether or not it is standing. That is, step 2
In 09, the value of the clock counter T is the predetermined value T0Or not
Judged, T ≧ T0If so, the control of the reducing agent supply device 11
Set the set value R of the control valve 14a (or 14b) to zero
Then, the process proceeds to step 219, and the control of the reducing agent supply device 11 is performed.
It controls the opening of the valve 14a (or 14b).
In this case, since R = 0, both control valves 14a and 14b are
It is fully closed. ). Here, the predetermined value T0Is NO Xabsorption
The time required to regenerate the agent, NOXType of absorbent,
The size is set in advance by experiments or the like. Sanawa
Then, at step 211, the elapsed time T after the start of the reproducing operation is
Is over the specified playback execution time, and
If the raw operation has been performed for a predetermined time, step 2
Control valve 14a (or 14b) of the reducing agent supply device 10
NO when fully closedXStop the supply of reducing agent to the absorbent.
【0036】ステップ209で所定の再生操作実行時間
が経過していない場合には、ルーチンはステップ211
に進み、再生操作を実行する側のNOX 吸収剤下流に配
置された酸素濃度センサ(7aまたは7b)から排気中
の酸素濃度Cの読み込みが行われ、ステップ212で
は、この酸素濃度Cが理論空燃比相当の酸素濃度CST以
上か(すなわち排気空燃比がリーンか)否かが判定され
る。If it is determined in step 209 that the predetermined reproduction operation execution time has not elapsed, the routine proceeds to step 211.
Then, the oxygen concentration C in the exhaust gas is read from the oxygen concentration sensor (7a or 7b) arranged downstream of the NO X absorbent on the side where the regeneration operation is performed, and in step 212, this oxygen concentration C is calculated theoretically. It is determined whether or not the oxygen concentration C ST corresponding to the air-fuel ratio is equal to or higher (that is, the exhaust air-fuel ratio is lean).
【0037】ステップ212で酸素濃度センサ(7aま
たは7b)で検出された排気空燃比がリーン(C≧
CST)である場合には、ステップ213が実行され、還
元剤供給装置の制御弁(14aまたは14b)の開度が
一定量αだけ増大され、還元剤供給量が増大される。ま
た、ステップ212で排気空燃比がリッチの場合にはス
テップ215が実行され、制御弁開度は一定量βだけ低
減され、還元剤供給量が低減される。ここで、α、βは
予め設定した一定値である。αとβの値は同一としても
よいが、αとβとの値に差を設けることにより、NOX
吸収剤を通過する排気の空燃比を理論空燃比よりリッチ
側またはリーン側に維持することができる。例えばα>
βとすることにより、排気空燃比は理論空燃比よりやや
リッチ側に維持される。In step 212, the exhaust air-fuel ratio detected by the oxygen concentration sensor (7a or 7b) is lean (C ≧
If it is C ST ), step 213 is executed, the opening degree of the control valve (14a or 14b) of the reducing agent supply device is increased by a constant amount α, and the reducing agent supply amount is increased. Further, when the exhaust air-fuel ratio is rich in step 212, step 215 is executed, the control valve opening degree is reduced by a fixed amount β, and the reducing agent supply amount is reduced. Here, α and β are constant values set in advance. The values of α and β may be the same, but by setting the difference between the values of α and β, NO x
The air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the absorbent can be maintained on the rich side or lean side of the stoichiometric air-fuel ratio. For example α>
By setting β, the exhaust air-fuel ratio is maintained on the slightly rich side of the stoichiometric air-fuel ratio.
【0038】また、上記操作実行後ステップ217で
は、計時カウンタTの値がプラス1カウントアップさ
れ、ステップ219では、ステップ213または215
で設定された制御弁開度Rが図示しない駆動回路に出力
される。上記ルーチンの実行により、NOX 吸収剤再生
時にはそのNOX 吸収剤下流側の酸素濃度センサ出力に
基づいて下流側排気空燃比が理論空燃比になるように還
元剤供給量がフィードバック制御される。このため、酸
素濃度センサ7a、7bの出力は、NOX 吸収剤5a、
5bを通過する排気中の酸素濃度を正確に検出する必要
がある。In step 217 after execution of the above operation, the value of the clock counter T is incremented by 1, and in step 219, step 213 or 215 is performed.
The control valve opening degree R set by is output to a drive circuit (not shown). By executing the above routine, during the NO X absorbent regeneration reducing agent supply amount as the downstream exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio based on the oxygen concentration sensor output of the NO X absorbent downstream is feedback controlled. Therefore, the outputs of the oxygen concentration sensors 7a and 7b are the NO x absorbent 5a and the output.
It is necessary to accurately detect the oxygen concentration in the exhaust gas passing through 5b.
【0039】前述のように、本実施例では酸素濃度セン
サ7a、7b下流側の分岐通路3a、3bには酸素消費
手段としての酸化触媒101a、101bが設けられて
いる。このため、NOX 吸収剤の再生中に下流側排気切
換弁22を通過してNOX 吸収中の側の分岐通路から酸
素が拡散してくる酸素は、酸化触媒101a、101b
で、還元剤供給装置から供給され、排気とともにNOX
吸収剤を通過する還元剤と反応して消費され、酸素濃度
センサ7a、7bには到達しない。従って、再生操作実
行中の酸素濃度センサ7a、7bの出力はNOX 吸収剤
を通過した排気の空燃比を正確に反映することになり、
酸素濃度センサ7a、7bの出力に基づいて還元剤供給
量を制御することにより、適切な量の還元剤をNOX 吸
収剤に供給することが可能となっている。As described above, in the present embodiment, the oxidation passages 3a and 3b on the downstream side of the oxygen concentration sensors 7a and 7b are provided with the oxidation catalysts 101a and 101b as oxygen consuming means. Therefore, NO X oxygen during regeneration of the absorption medium through the downstream exhaust switching valve 22 oxygen from the branch passage side in the NO X absorbent comes diffused, oxide catalyst 101a, 101b
Is supplied from the reducing agent supply device, and NO x
It is consumed by reacting with the reducing agent passing through the absorbent and does not reach the oxygen concentration sensors 7a and 7b. Therefore, the oxygen concentration sensor 7a in the regenerating operation, the output of 7b becomes possible to accurately reflect the air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the the NO X absorbent,
Oxygen concentration sensor 7a, by controlling the reducing agent supply amount on the basis of the output of 7b, it is possible to supply the appropriate amount of the reducing agent to the NO X absorbent.
【0040】次に、本発明の別の実施例の構成を図3に
示す。図1の実施例では、酸素濃度センサ7a、7bと
排気切換弁22との間の分岐通路3a、3bにそれぞれ
酸化触媒を設けていたが、図3(A) に示すように本実施
例では、各分岐通路3a、3bに独立した酸化触媒を設
ける代わりに、排気切換弁に酸化触媒を一体化して組み
込んだ排気切換弁102を用いている点が相違してい
る。Next, the configuration of another embodiment of the present invention is shown in FIG. In the embodiment of FIG. 1, the branch passages 3a and 3b between the oxygen concentration sensors 7a and 7b and the exhaust switching valve 22 are provided with the oxidation catalysts, respectively. However, as shown in FIG. The difference is that instead of providing an independent oxidation catalyst in each of the branch passages 3a and 3b, an exhaust switching valve 102 in which an oxidation catalyst is integrated and incorporated into an exhaust switching valve is used.
【0041】すなわち、本実施例の排気切換弁102
は、図3(B) に示すように、円板状の弁体102aの中
央に酸化触媒を担持したハニカム状の金属担体102b
を嵌装した構成とされ、NOX 吸収剤を通過した排気
は、この触媒担体を通過して合流部に流れるようになっ
ている。再生中のNOX 吸収剤側の分岐通路への酸素の
侵入は濃度差による拡散によって生じるのみであり、そ
の量は比較的少ない。従って、酸化触媒は比較的小さな
容量であっても充分に酸素濃度センサ7a、7bへの酸
素の到達を防止することができる。このため、図3の実
施例では、小容量の酸化触媒を一体に排気切換弁に組み
込むことにより、切換弁の動作を阻害することなく酸素
濃度センサ7a、7bへの酸素の到達を防止している。
本実施例によれば、簡易な構成で図1の実施例と同じ効
果を達成することが可能となる利点がある。That is, the exhaust switching valve 102 of the present embodiment.
As shown in FIG. 3 (B), is a honeycomb-shaped metal carrier 102b having an oxidation catalyst supported in the center of a disc-shaped valve body 102a.
The exhaust gas that has passed through the NO x absorbent flows through the catalyst carrier to the confluence portion. The invasion of oxygen into the branch passage on the NO x absorbent side during regeneration is caused only by diffusion due to the concentration difference, and the amount thereof is relatively small. Therefore, even if the oxidation catalyst has a relatively small capacity, it can sufficiently prevent oxygen from reaching the oxygen concentration sensors 7a and 7b. Therefore, in the embodiment of FIG. 3, a small-capacity oxidation catalyst is integrally incorporated in the exhaust gas switching valve to prevent oxygen from reaching the oxygen concentration sensors 7a and 7b without hindering the operation of the switching valve. There is.
According to this embodiment, there is an advantage that the same effect as that of the embodiment of FIG. 1 can be achieved with a simple structure.
【0042】図4は、本発明の更に別の実施例の構成を
示す図である。図1の実施例では、酸素濃度センサをそ
れぞれの分岐通路に設けていたが、本実施例では、単一
の酸素濃度センサ107を用いて両方のNOX 吸収剤5
a、5bの再生時の還元剤供給量制御を行う点が相違し
ている。図4において、NOX 吸収剤5a、5bの入口
部分には、ポート103a、103bが設けられ、配管
104a、104bを介して排気切換弁2と連動する切
換弁105の入口ポートに接続されている。また、切換
弁105の出口ポートは小容量のNOX 吸収剤106、
同じく小容量の酸化触媒108、排気ポンプ109を介
して、分岐通路3a、3bの合流部に設けられた排気ポ
ート110に接続されている。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of still another embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 1, oxygen concentration sensors are provided in the respective branch passages, but in the present embodiment, a single oxygen concentration sensor 107 is used for both NO x absorbents 5.
The difference is that the reducing agent supply amount is controlled during regeneration of a and b. In FIG. 4, ports 103a and 103b are provided at the inlets of the NO x absorbents 5a and 5b, and are connected to the inlet port of the switching valve 105 that works with the exhaust switching valve 2 via pipes 104a and 104b. . Further, the outlet port of the switching valve 105 has a small capacity NO x absorbent 106,
Similarly, the small capacity oxidation catalyst 108 and the exhaust pump 109 are connected to an exhaust port 110 provided at the confluence of the branch passages 3a and 3b.
【0043】また、本実施例では、単一の酸素濃度セン
サ107がNOX 吸収剤106と酸化触媒108とを接
続する配管に設けられている。本実施例では下流側の排
気切換弁22は設けられておらず、NOX 吸収剤再生の
ための排気の切り換えは上流側排気切換弁2のみによっ
て行われる。本実施例では、切換弁105は上流側排気
切換弁2と連動し、再生操作実行中のNOX 吸収剤側の
ポート(103aまたは103b)をNOX 吸収剤10
6に接続する。これにより、再生中のNOX 吸収剤に流
入する排気と還元剤との混合物の一部が排気ポンプ10
9により吸引され、NOX 吸収剤106を通過する。Further, in this embodiment, a single oxygen concentration sensor 107 is provided in the pipe connecting the NO X absorbent 106 and the oxidation catalyst 108. Exhaust switching valve 22 on the downstream side is not provided in the present embodiment, switching of the exhaust for the NO X absorbent regeneration is carried out only by the upstream exhaust switching valve 2. In this embodiment, the switching valve 105 in conjunction with the upstream exhaust switching valve 2, of the NO X absorbent side in the regenerating operation port (103a or 103b) the NO X absorbent 10
Connect to 6. As a result, a part of the mixture of the exhaust gas and the reducing agent flowing into the NO x absorbent being regenerated is exhausted by the exhaust pump 10.
It is sucked by 9 and passes through the NO X absorbent 106.
【0044】このため、NOX 吸収剤106には、再生
中のNOX 吸収剤に供給されるのと同じ還元剤濃度の排
気が供給されるので、NOX 吸収剤106出口での酸素
濃度は、再生中のNOX 吸収剤の出口における排気酸素
濃度と略同じになる。また、排気ポート110から拡散
してくる酸素は酸化触媒108により消費されるため、
酸素濃度センサ107には到達せず、酸素濃度センサ1
07近傍の排気酸素濃度は再生中のNOX 吸収剤を通過
した排気の酸素濃度と略同じになる。Therefore, the NO x absorbent 106 is supplied with exhaust gas having the same reducing agent concentration as that supplied to the NO x absorbent during regeneration, so that the oxygen concentration at the outlet of the NO x absorbent 106 is , The exhaust oxygen concentration at the outlet of the NO x absorbent during regeneration is approximately the same. Further, the oxygen diffused from the exhaust port 110 is consumed by the oxidation catalyst 108,
The oxygen concentration sensor 107 does not reach the oxygen concentration sensor 1
The oxygen concentration in the exhaust gas near 07 is approximately the same as the oxygen concentration in the exhaust gas that has passed through the NO X absorbent during regeneration.
【0045】従って、酸素濃度センサ107の出力に基
づいて、図2と同様の制御を行うことによりNOX 吸収
剤再生時の還元剤供給量が適切に制御される。本実施例
によれば、使用する酸素濃度センサの数を低減し、簡易
な制御を行うことができる利点がある。なお、前述の各
実施例では、下流側から拡散してくる酸素が酸素濃度セ
ンサに到達することを阻止する酸素消費手段として酸化
触媒を用いているが、本発明の酸素消費手段は酸化触媒
に限定されるものではなく、酸素と還元剤とを反応させ
ることができるものであれば酸素消費手段として使用す
ることができる。たとえば、酸素消費手段として、酸化
触媒の代わりに小容量のNOX 吸収剤を用いても同様の
効果を得ることができる。Therefore, based on the output of the oxygen concentration sensor 107, the same control as in FIG. 2 is performed, so that the reducing agent supply amount at the time of regeneration of the NO x absorbent is appropriately controlled. According to this embodiment, there is an advantage that the number of oxygen concentration sensors used can be reduced and simple control can be performed. In each of the above-mentioned embodiments, the oxidation catalyst is used as the oxygen consuming means for preventing the oxygen diffused from the downstream side from reaching the oxygen concentration sensor. The oxygen consuming means is not limited, and any oxygen consuming means can be used as long as it can react oxygen with a reducing agent. For example, the oxygen consumption means, even with the NO X absorbent small volume instead of the oxidation catalyst it is possible to obtain the same effect.
【0046】[0046]
【発明の効果】本発明によれば、NOX 吸収剤出口の排
気酸素濃度を検出する酸素濃度センサに、下流側から拡
散してくる酸素が到達することを阻止する酸素消費手段
を設けたことにより、排気通路に並列に接続した2つの
NOX 吸収剤を交互に再生する際に再生中のNOX 吸収
剤下流側の酸素濃度センサ出力に基づいてNOX 吸収剤
への還元剤供給量を正確に制御することが可能となり、
NOX 吸収剤への還元剤供給量不足による不十分な再生
や、還元剤供給過剰による大気への未使用還元剤の放出
を防止することができる効果が得られる。According to the present invention, the oxygen concentration sensor for detecting the exhaust oxygen concentration at the NO x absorbent outlet is provided with the oxygen consuming means for preventing the oxygen diffused from the downstream side from reaching the oxygen concentration sensor. Thus, when alternately regenerating two NO X absorbents connected in parallel to the exhaust passage, the reducing agent supply amount to the NO X absorbent can be determined based on the oxygen concentration sensor output on the downstream side of the NO X absorbent being regenerated. It is possible to control accurately,
It is possible to prevent insufficient regeneration due to insufficient supply of the reducing agent to the NO X absorbent and release of unused reducing agent to the atmosphere due to excessive supply of the reducing agent.
【図1】本発明の一実施例の構成を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an exemplary embodiment of the present invention.
【図2】図1の実施例におけるNOX 吸収剤再生制御の
例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an example of NO X absorbent regeneration control in the embodiment of FIG.
【図3】本発明の、図1とは別の実施例の構成を説明す
る図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an embodiment different from FIG. 1 of the present invention.
【図4】本発明の更に別の実施例の構成を説明する図で
ある。FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of yet another embodiment of the present invention.
【図5】NOX 吸収剤のNOX 吸放出作用を説明する図
である。FIG. 5 is a diagram illustrating the NO X absorption and release action of a NO X absorbent.
【図6】従来技術の問題点を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a problem of the conventional technique.
【図7】従来技術の問題点を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a problem of the conventional technique.
1…内燃機関 2,22…排気切換弁 3…排気通路 3a,3b…分岐通路 5a,5b…NOX 吸収剤 7a,7b…酸素濃度センサ 11…還元剤供給装置 20…エンジン制御回路 101a,101b…酸化触媒(酸素消費手段)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2, 22 ... Exhaust gas switching valve 3 ... Exhaust passage 3a, 3b ... Branch passage 5a, 5b ... NO X absorbent 7a, 7b ... Oxygen concentration sensor 11 ... Reductant supply device 20 ... Engine control circuit 101a, 101b ... Oxidation catalyst (oxygen consuming means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/94 F01N 3/08 ZAB A 3/10 ZAB A 3/24 ZAB E F02D 35/00 301 G (72)発明者 広田 信也 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 ▲榊▼原 雄二 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41の 1 株式会社豊田中央研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location B01D 53/94 F01N 3/08 ZAB A 3/10 ZAB A 3/24 ZAB E F02D 35/00 301 G (72) Inventor Shinya Hirota 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor ▲ Yuji Sakaki Harajoji, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture In-house
Claims (1)
浄化装置であって、 前記内燃機関の排気通路に互いに並列に接続された2つ
の分岐通路と、 該分岐通路のそれぞれに配置された、流入する排気の空
燃比がリーンのときに排気中のNOX を吸収し、排気酸
素濃度が低下したときに吸収したNOX を放出するNO
X 吸収剤と、 前記NOX 吸収剤に流入する排気流量をそれぞれ個別に
低減することが可能な排気切換弁と、 前記NOX 吸収剤のそれぞれに個別に還元剤を供給する
ことが可能な還元剤供給装置と、 前記それぞれのNOX 吸収剤の下流側分岐通路中の排気
の酸素濃度を検出する酸素濃度センサとを備え、 前記NOX 吸収剤の一方に排気中のNOX を吸収させた
後、前記排気切換弁により該一方のNOX 吸収剤に流入
する排気流量を低減し、前記酸素濃度センサの出力に基
づいて前記還元剤供給装置から該一方のNOX 吸収剤に
還元剤を供給して、該一方のNOX 吸収剤から吸収した
NOX を放出させるとともに放出されたNOX を還元浄
化する操作を交互に前記NOX 吸収剤について行う内燃
機関の排気浄化装置において、 前記分岐通路下流側から前記酸素濃度センサに逆流して
くる酸素を消費する酸素消費手段を設けたことを特徴と
する内燃機関の排気浄化装置。1. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that performs lean air-fuel ratio operation, comprising two branch passages connected in parallel to an exhaust passage of the internal combustion engine, and the branch passages respectively arranged in the branch passages. NO air-fuel ratio of the exhaust flowing absorbs NO X in the exhaust gas when the lean exhaust oxygen concentration to release NO X absorbed when reduced
An X- absorbent, an exhaust switching valve capable of individually reducing the exhaust flow rate flowing into the NO X absorbent, and a reduction capable of individually supplying a reducing agent to each of the NO X absorbent. a agent supply device, and a oxygen concentration sensor for detecting oxygen concentration of the exhaust gas in the downstream side branch passage of the respective of the NO X absorbent was absorbed NO X in the exhaust gas to one of the the NO X absorbent after, the exhaust by the switching valve to reduce the flow rate of the exhaust gas flowing into one of the NO X absorbent said, supplying the reducing agent to one of the NO X absorbent said from the reducing agent supply device on the basis of the output of said oxygen concentration sensor to, in the exhaust purification apparatus for an internal combustion engine for performing the above the NO X absorbent the released NO X alternately operation to reduce and purify with the release of NO X absorbed from one of the NO X absorbent said, the branch passage Downstream to front An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, characterized in that an oxygen consuming means for consuming backflowing oxygen is provided in the oxygen concentration sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6057287A JP2959948B2 (en) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6057287A JP2959948B2 (en) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07259541A true JPH07259541A (en) | 1995-10-09 |
JP2959948B2 JP2959948B2 (en) | 1999-10-06 |
Family
ID=13051339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6057287A Expired - Lifetime JP2959948B2 (en) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2959948B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6813882B2 (en) | 2001-12-18 | 2004-11-09 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for removing NOx from an emission control device |
JP2005226646A (en) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Robert Bosch Gmbh | Harmful exhaust gas reducing method for internal combustion engine |
WO2006118344A1 (en) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifier for internal combustion engine |
US7219491B2 (en) | 2002-07-17 | 2007-05-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust emission control apparatus of internal combustion engine and method thereof |
-
1994
- 1994-03-28 JP JP6057287A patent/JP2959948B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6813882B2 (en) | 2001-12-18 | 2004-11-09 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for removing NOx from an emission control device |
US7219491B2 (en) | 2002-07-17 | 2007-05-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust emission control apparatus of internal combustion engine and method thereof |
JP2005226646A (en) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Robert Bosch Gmbh | Harmful exhaust gas reducing method for internal combustion engine |
JP4709558B2 (en) * | 2004-02-12 | 2011-06-22 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | Method for reducing harmful exhaust gas of internal combustion engine |
WO2006118344A1 (en) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifier for internal combustion engine |
US7908844B2 (en) | 2005-05-02 | 2011-03-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device of internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2959948B2 (en) | 1999-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR960004832B1 (en) | Exhaust Gas Purification System | |
JP2985638B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP3119088B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
WO2006123510A1 (en) | Exhaust gas purification method and exhaust gas purification system | |
JP2845080B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2855986B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
JP2845056B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2959948B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JPH0693845A (en) | Exhaust emission control device for engine | |
JPH11343836A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2891057B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2830669B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2010043583A (en) | Exhaust emission purifier of internal combustion engine | |
JP2845068B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2888109B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JPH1162573A (en) | Secondary air introduction device for internal combustion engine | |
JP2845071B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2830668B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2842122B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JPH06317142A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2000257417A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2827738B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
JP2009209766A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2722985B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP3966124B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080730 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080730 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090730 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090730 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100730 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110730 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110730 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120730 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120730 Year of fee payment: 13 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120730 Year of fee payment: 13 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120730 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130730 Year of fee payment: 14 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |