JP2000064827A - Exhaust emission control device for combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for combustion engine

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JP2000064827A
JP2000064827A JP10237046A JP23704698A JP2000064827A JP 2000064827 A JP2000064827 A JP 2000064827A JP 10237046 A JP10237046 A JP 10237046A JP 23704698 A JP23704698 A JP 23704698A JP 2000064827 A JP2000064827 A JP 2000064827A
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exhaust gas
catalytic converter
combustion engine
catalyst
engine
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Japanese (ja)
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正嗣 ▲崎▼本
Masatsugu Sakimoto
Hiroshi Murakami
浩 村上
Tomoaki Saito
智明 齊藤
Mitsunori Kondo
光徳 近藤
Toshitsugu Kamioka
敏嗣 上岡
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent catalyst poisoning by sulfur compound even when sulfur is contained in fuel and to effectively purify NOx. SOLUTION: In an exhaust gap purifying system of a diesel engine 1, NO in exhaust gas is oxidized into NO2 by an Ag-based catalyst within a first catalytic converter 15, and NO2 is reduced to N2 by a Pt-based catalyst within a second catalytic converter 16 to be purified. When a catalyst temperature within the first catalytic converter 15 enters a temperature range in which the Ag-based catalyst is easily poisoned by sulfur compound such as SO2 or SO3, CO is formed by expansion stroke fuel injection, an increase in EGR ratio and reduction of opening of a swirl valve. By this CO, the Ag-based catalyst within the first catalytic converter 15 is prevented from combining with sulfur compounds, catalyst poisoning is prevented and NOx is effectively purified.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン等の燃焼
機関の排気ガス浄化装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for a combustion engine such as an engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、燃焼機関、例えば自動車用エン
ジンにおいては、燃料の燃焼によって生じる排気ガス
(燃焼ガス)中に、HC(炭化水素)、CO(一酸化炭
素)、NOx(窒素酸化物)等の大気汚染物質が含まれ
ている。このため、排気ガスを大気中に排出する排気通
路には、排気ガス中の大気汚染物質を浄化するために、
排気ガス浄化触媒を用いた触媒コンバータが設けられ
が、かかる排気ガス浄化触媒としては、従来より、H
C、CO及びNOxを一括して浄化することができる三
元触媒が広く用いられている。この三元触媒は、HC及
びCOを酸化して無害なH2O(水)又はCO2(二酸化
炭素)に変化させるとともに、HCの一部を還元剤とし
て利用してNOxを還元して無害なN2(窒素)に変化
させる。ここで、NOxを三元触媒で有効に浄化するに
は、還元反応を促進するために、排気ガス中のO2(酸
素)濃度を比較的低くする必要がある。
2. Description of the Related Art Generally, in a combustion engine, for example, an automobile engine, HC (hydrocarbon), CO (carbon monoxide), NOx (nitrogen oxide) is contained in exhaust gas (combustion gas) generated by combustion of fuel. Etc. Air pollutants are included. Therefore, in order to purify the air pollutants in the exhaust gas, the exhaust passage that discharges the exhaust gas to the atmosphere is
A catalytic converter using an exhaust gas purifying catalyst is provided.
A three-way catalyst that can collectively purify C, CO, and NOx is widely used. This three-way catalyst oxidizes HC and CO to convert them into harmless H 2 O (water) or CO 2 (carbon dioxide), and also uses a part of HC as a reducing agent to reduce NOx and harmless. Change to N 2 (nitrogen). Here, in order to effectively purify NOx with a three-way catalyst, it is necessary to make the O 2 (oxygen) concentration in the exhaust gas relatively low in order to promote the reduction reaction.

【0003】ところで、近年、燃費性能が高いことか
ら、小型自動車用エンジンとしてディーゼルエンジンが
普及しつつあるが、ディーゼルエンジンの場合は、通
常、O2過剰雰囲気下で燃料の燃焼が行われるので、排
気ガス中のO2濃度が比較的高くなる(例えば、10%
以上)。また、自動車用ガソリンエンジンにおいても、
近年、燃費性能を高めるために、低負荷時には混合気の
空燃比を理論空燃比よりもかなりリーン(例えば、空燃
比A/Fが22以上)に設定する(リーンバーンを行
う)ようにしたリーンバーンエンジンが広く用いられて
いるが、かかるリーンバーンエンジンにおいてリーンバ
ーンが行われる場合も、排気ガス中のO2濃度が比較的
高くなる(例えば、4%以上)。このため、ディーゼル
エンジンあるいはリーンバーンエンジンにおいて、排気
ガス浄化触媒として三元触媒を用いたのでは、NOxを
十分には浄化することができないといった問題がある。
By the way, in recent years, because of its high fuel efficiency, diesel engines are becoming popular as engines for small automobiles. However, in the case of diesel engines, fuel is normally burned in an O 2 excess atmosphere. O 2 concentration in exhaust gas becomes relatively high (eg 10%
that's all). Also in the gasoline engine for automobiles,
In recent years, in order to improve fuel efficiency, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is set to be considerably leaner than the theoretical air-fuel ratio (for example, the air-fuel ratio A / F is 22 or more) (lean burn is performed) at low load. Although a burn engine is widely used, even when lean burn is performed in such a lean burn engine, the O 2 concentration in the exhaust gas becomes relatively high (for example, 4% or more). Therefore, in a diesel engine or a lean burn engine, if a three-way catalyst is used as an exhaust gas purifying catalyst, NOx cannot be sufficiently purified.

【0004】そこで、近年、ディーゼルエンジンあるい
はリーンバーンエンジンにおいて、HC及びCOを浄化
する触媒コンバータに加えて、とくにNOxの浄化性能
に優れた触媒コンバータを設けた排気ガス浄化装置が提
案されている。例えば、本願出願人は、特願平10−8
4820号明細書中で、とくにNOxを浄化するための
触媒コンバータとして、排気ガス中のNO(一酸化窒
素)をまずAg系触媒(銀系触媒)で酸化してNO
2(二酸化窒素)に変化させ、さらにこのNO2ないしは
もともと排気ガス中に存在するNO2をPt系触媒(白
金系触媒)で還元してN2に変化させるといった2段階
処理構造の触媒コンバータを提案している。
Therefore, in recent years, an exhaust gas purifying apparatus has been proposed in which, in a diesel engine or a lean burn engine, in addition to a catalytic converter for purifying HC and CO, a catalytic converter excellent in NOx purifying performance is provided. For example, the applicant of the present application filed Japanese Patent Application No. 10-8
No. 4,820, in particular, as a catalytic converter for purifying NOx, NO (nitrogen monoxide) in exhaust gas is first oxidized by an Ag-based catalyst (silver-based catalyst) to generate NO.
2 is changed to (nitrogen dioxide), a further catalytic converter 2 step process structures such the NO 2 or originally the NO 2 present in the exhaust gas is reduced with Pt catalyst (platinum catalyst) is changed to N 2 is suggesting.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、燃
料とくにディーゼルエンジンの燃料である軽油には硫黄
分が含まれることがあり、このような場合には該硫黄分
が酸化されてSO2(二酸化硫黄)あるいはSO3(三酸
化硫黄)となり、これらは排気ガス中に含まれることに
なる。他方、NOxを浄化するための触媒コンバータに
用いられる前記のAg系触媒は、SO2ないしはSO3
の硫黄化合物(硫黄成分)によって被毒されて触媒活性
が低下するといった問題がある。すなわち、排気ガス中
に硫黄化合物が含まれていると、触媒中のAgが硫黄化
合物と化合してAg2SO4となるが、Ag2SO4はNO
をNO2に酸化させる触媒活性が極めて低いからであ
る。
By the way, in general, the fuel, especially diesel oil which is a fuel for diesel engines, may contain a sulfur content, and in such a case, the sulfur content is oxidized to produce SO 2 (dioxide). Sulfur) or SO 3 (sulfur trioxide), which will be contained in the exhaust gas. On the other hand, the above-mentioned Ag-based catalyst used in a catalytic converter for purifying NOx has a problem that it is poisoned by a sulfur compound (sulfur component) such as SO 2 or SO 3 and its catalytic activity is lowered. That is, when a sulfur compound is contained in the exhaust gas, Ag in the catalyst is combined with the sulfur compound to form Ag 2 SO 4 , but Ag 2 SO 4 is NO.
This is because the catalytic activity for oxidizing NO to NO 2 is extremely low.

【0006】このため、Ag系触媒を用いてNOをNO
2に酸化させ、NO2をPt系触媒でN2に還元させるよ
うにした触媒コンバータは、硫黄分を含む燃料が用いら
れる可能性が高い場合、例えばディーゼルエンジンには
用いるのが困難であるといった問題がある。本発明は、
上記従来の問題を解決するためになされたものであっ
て、燃料中に硫黄分が含まれる場合でも、SO2ないし
はSO3等の硫黄化合物による触媒被毒を防止すること
ができ、NOxを有効に浄化することができる燃焼機関
の排気ガス浄化装置を提供することを解決すべき課題と
する。
Therefore, NO is converted to NO by using an Ag-based catalyst.
It is difficult to use a catalytic converter that oxidizes to 2 and reduces NO 2 to N 2 with a Pt-based catalyst when a fuel containing sulfur is likely to be used, for example, in a diesel engine. There's a problem. The present invention is
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and even when the fuel contains a sulfur content, it is possible to prevent catalyst poisoning due to a sulfur compound such as SO 2 or SO 3 , and to use NOx effectively. It is an object to be solved to provide an exhaust gas purifying apparatus for a combustion engine that can purify the exhaust gas.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明にかかる燃焼機関の排気ガス浄化装
置は、(a)排気ガス中の所定の大気汚染物質(例え
ば、NOx)を酸化又は還元する排気ガス浄化触媒を用
いた触媒コンバータが排気通路に設けられている燃焼機
関の排気ガス浄化装置において、(b)触媒コンバータ
に、排気ガス中の硫黄成分(硫黄化合物)との結合度合
いよりも一酸化炭素との結合度合いの方が高い触媒金属
が含まれていて、(c)該燃焼機関が触媒金属と排気ガ
ス中の硫黄成分との結合度合いが高くなる状態にあるか
否かを検出する硫黄結合度合い検出手段と、(d)硫黄
結合度合い検出手段によって、触媒金属と排気ガス中の
硫黄成分との結合度合いが高いことが検出されたときに
は、触媒コンバータの上流側における排気ガス中の一酸
化炭素の存在度合い(単位時間当たりに触媒と接触する
量)を増加させる一酸化炭素増量手段とが設けられてい
ることを特徴とするものである。
An exhaust gas purifying apparatus for a combustion engine according to the present invention, which has been made to solve the above problems, includes (a) a predetermined air pollutant (for example, NOx) contained in exhaust gas. In an exhaust gas purifying apparatus for a combustion engine in which a catalytic converter using an exhaust gas purifying catalyst that oxidizes or reduces is provided in an exhaust passage, (b) the catalytic converter is combined with a sulfur component (sulfur compound) in the exhaust gas. Whether the combustion engine contains a catalyst metal having a higher degree of binding with carbon monoxide than the degree of binding, and (c) the combustion engine is in a state where the degree of binding between the catalyst metal and the sulfur component in the exhaust gas is high. If the degree of bond between the catalyst metal and the sulfur component in the exhaust gas is detected by the sulfur bond degree detector for detecting whether or not (d) the sulfur bond degree detector is high, the catalytic converter It is characterized in that the carbon monoxide increasing means for increasing the presence degree of carbon monoxide in the exhaust gas on the upstream side (an amount which is in contact with the catalyst per unit time) is provided.

【0008】ここで、燃焼機関としては、例えば、ガソ
リンエンジン、ディーゼルエンジン等があげられる。ま
た、触媒金属としては、例えば、Ag、Co(コバル
ト)、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属
のうちの1つ又は複数を含むものがあげられる。なお、
大気汚染物質がNOxである場合は、触媒金属としては
Agがとくに有効である。
Here, examples of the combustion engine include a gasoline engine and a diesel engine. Examples of the catalyst metal include those containing one or more of Ag, Co (cobalt), alkali metal, alkaline earth metal and rare earth metal. In addition,
When the air pollutant is NOx, Ag is particularly effective as the catalyst metal.

【0009】この排気ガス浄化装置においては、燃焼機
関が、触媒金属と排気ガス中の硫黄成分との結合度合い
が高くなるような運転状態となったときには、触媒コン
バータの上流側における排気ガス中の一酸化炭素の存在
度合いが増加させられる。そして、触媒金属は、排気ガ
ス中の硫黄成分との結合度合いよりも一酸化炭素との結
合度合いの方が高いので、該触媒金属は一酸化炭素と結
合ないしは化合し、該触媒金属は硫黄成分とは結合ない
しは反応しない。このため、たとえ排気ガス中にSO2
ないしはSO3等の硫黄成分ないしは硫黄化合物が含ま
れていても、触媒金属はこれらによって被毒されること
はない。
In this exhaust gas purifying apparatus, when the combustion engine is in an operating state in which the degree of coupling between the catalytic metal and the sulfur component in the exhaust gas is high, the exhaust gas in the exhaust gas upstream of the catalytic converter is The presence of carbon monoxide is increased. Since the catalytic metal has a higher degree of bonding with carbon monoxide than the degree of bonding with the sulfur component in the exhaust gas, the catalytic metal bonds with or combines with carbon monoxide, and the catalytic metal is a sulfur component. Does not bind or react with. Therefore, even if the exhaust gas contains SO 2
Even if a sulfur component such as SO 3 or a sulfur compound is contained, the catalyst metal is not poisoned by these.

【0010】上記排気ガス浄化装置においては、硫黄結
合度合い検出手段が、触媒コンバータの温度が所定温度
範囲内(例えば、300〜450°C)にあるときに、
触媒金属と排気ガス中の硫黄成分との結合度合いが高い
と判定するようになっているのが好ましい。一般に、触
媒金属の硫黄成分による被毒は、一定の温度範囲内、例
えば300〜450°Cで強くなる一方、かかる温度範
囲外では該被毒は弱くなるので、このようにすれば簡素
な手法で触媒金属の硫黄成分による被毒を有効に防止す
ることができる。
In the above exhaust gas purifying apparatus, the sulfur bond degree detecting means is arranged so that when the temperature of the catalytic converter is within a predetermined temperature range (for example, 300 to 450 ° C.),
It is preferable to determine that the degree of bonding between the catalyst metal and the sulfur component in the exhaust gas is high. Generally, the poisoning by the sulfur component of the catalyst metal becomes strong within a certain temperature range, for example, 300 to 450 ° C, while the poisoning becomes weak outside this temperature range. Thus, poisoning by the sulfur component of the catalyst metal can be effectively prevented.

【0011】上記排気ガス浄化装置においては、硫黄結
合度合い検出手段が、触媒コンバータの温度を、燃焼機
関温度、吸入空気量、機関負荷及び機関始動後からの経
過時間のうちの少なくとも1つに基づいて推定するよう
になっているのが好ましい。このようにすれば、触媒コ
ンバータの温度を検出する格別のセンサを設けなくて
も、触媒コンバータの温度を把握することができる。
In the above exhaust gas purifying apparatus, the sulfur bond degree detecting means determines the temperature of the catalytic converter based on at least one of the combustion engine temperature, the intake air amount, the engine load, and the elapsed time after the engine is started. It is preferable that it is designed to be estimated. With this configuration, the temperature of the catalytic converter can be grasped without providing a special sensor for detecting the temperature of the catalytic converter.

【0012】上記排気ガス浄化装置において、燃焼機関
がエンジンである場合には、一酸化炭素増量手段が膨張
行程中に燃焼室内に燃料を供給することにより、触媒コ
ンバータの上流側における排気ガス中の一酸化炭素の存
在度合いを増加させるようになっているのが好ましい。
このようにすれば、格別の一酸化炭素を発生ないしは増
加させる機構を設けなくても、既設の燃料噴射機構を利
用して、触媒コンバータの上流側における排気ガス中の
一酸化炭素の存在度合いを増加させることができる。
In the above exhaust gas purifying apparatus, when the combustion engine is an engine, the carbon monoxide increasing means supplies the fuel into the combustion chamber during the expansion stroke so that the exhaust gas in the exhaust gas upstream of the catalytic converter is It is preferably adapted to increase the presence of carbon monoxide.
In this way, the existing fuel injection mechanism can be used to control the degree of carbon monoxide present in the exhaust gas on the upstream side of the catalytic converter without providing a mechanism for generating or increasing extraordinary carbon monoxide. Can be increased.

【0013】なお、上記排気ガス浄化装置において、燃
焼機関がエンジンである場合には、一酸化炭素増量手段
が、EGR率の増加、スワール強度の低減及び燃料噴射
圧の低減のうちの少なくとも1つにより、触媒コンバー
タの上流側における排気ガス中の一酸化炭素の存在度合
いを増加させるようになっていてもよい。この場合も、
既設のEGR機構、スワール弁駆動機構あるいは燃料噴
射機構を利用して、触媒コンバータの上流側における排
気ガス中の一酸化炭素の存在度合いを増加させることが
できる。
In the above exhaust gas purifying apparatus, when the combustion engine is an engine, the carbon monoxide increasing means includes at least one of increasing the EGR rate, reducing the swirl intensity, and reducing the fuel injection pressure. Thus, the degree of presence of carbon monoxide in the exhaust gas on the upstream side of the catalytic converter may be increased. Also in this case,
The existing degree of EGR mechanism, swirl valve drive mechanism, or fuel injection mechanism can be used to increase the degree of carbon monoxide existing in the exhaust gas on the upstream side of the catalytic converter.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。まず、図1を参照しつつ、本発明にかか
る排気ガス浄化システム(排気ガス浄化装置)を備えた
ディーゼルエンジン(燃焼機関)の全体構成を説明す
る。なお、本発明は、種々の形態の燃焼機関に対して適
用されることができ、ディーゼルエンジンないしはエン
ジンに限定されるものでないのはもちろんである。図1
に示すように、ディーゼルエンジン1(以下では、これ
を単に「エンジン1」という)のエンジン本体部2にお
いては、それぞれサージタンク3から独立吸気通路4を
通して燃料燃焼用のエアが供給される4つの気筒5が直
列に配置されている。そして、各気筒5には、それぞ
れ、高圧の燃料を収容しているコモンレール6から供給
される燃料を気筒内に噴射するインジェクタ7(燃料噴
射弁)が設けられている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be specifically described below. First, an overall configuration of a diesel engine (combustion engine) including an exhaust gas purification system (exhaust gas purification device) according to the present invention will be described with reference to FIG. The present invention can be applied to various types of combustion engines and is not limited to diesel engines or engines. Figure 1
As shown in FIG. 4, in the engine body 2 of the diesel engine 1 (hereinafter, simply referred to as “engine 1”), four fuel combustion airs are supplied from the surge tank 3 through the independent intake passages 4, respectively. The cylinders 5 are arranged in series. Then, each cylinder 5 is provided with an injector 7 (fuel injection valve) for injecting the fuel supplied from the common rail 6 containing the high-pressure fuel into the cylinder.

【0015】コモンレール6は、燃料通路8を介して燃
料圧送ポンプ9に接続されている。そして、燃料圧送ポ
ンプ9は、燃料タンク(図示せず)に接続され、燃料タ
ンク内の燃料を吸い込んでこれを燃料通路8に高圧で吐
出するようになっている。ここで、燃料通路8には調圧
バルブ10が介設され、この調圧バルブ10は、コモン
レール6に送る燃料の圧力を調節することにより、イン
ジェクタ7の噴射圧力を調節するようになっている。な
お、コモンレール6内の燃料の圧力は燃料圧センサ11
によって検出され、この燃料圧センサ11によって検出
される燃料圧が設定値に維持されるよう、調圧バルブ1
0がECU36(エンジンコントロールユニット)によ
って制御される。かくして、燃料圧送ポンプ9から燃料
通路8に吐出された燃料は、コモンレール6を経て各イ
ンジェクタ7に供給され、所定の噴射圧で気筒内に噴射
される。
The common rail 6 is connected to a fuel pressure pump 9 via a fuel passage 8. The fuel pressure pump 9 is connected to a fuel tank (not shown), sucks the fuel in the fuel tank, and discharges the fuel into the fuel passage 8 at high pressure. Here, a pressure regulating valve 10 is provided in the fuel passage 8, and the pressure regulating valve 10 regulates the injection pressure of the injector 7 by regulating the pressure of the fuel sent to the common rail 6. . The fuel pressure in the common rail 6 is measured by the fuel pressure sensor 11
So that the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 11 is maintained at a set value.
0 is controlled by the ECU 36 (engine control unit). Thus, the fuel discharged from the fuel pressure pump 9 to the fuel passage 8 is supplied to each injector 7 via the common rail 6 and injected into the cylinder at a predetermined injection pressure.

【0016】インジェクタ7から気筒5内に噴射された
燃料は、該気筒5内の高温のエアと接触して着火・燃焼
する。そして、燃料の燃焼によって生じた排気ガス(燃
焼ガス)は、排気マニホールド12と、該排気マニホー
ルド12に接続された排気通路13(排気管)とを通し
て大気中に排出される。この排気通路13には、排出ガ
ス流れ方向にみて、上流側から順に、排気ターボ過給機
のタービン14と、第1〜第3触媒コンバータ15〜1
7とが介設されている。ここで、第1触媒コンバータ1
5内には、主として排気ガス中のNOをNO2に酸化さ
せるための、Agがγアルミナに担持されてなるAg系
触媒(排気ガス浄化触媒)が充填されている。第2触媒
コンバータ16内には、主として排気ガス中のNO2
2に還元させるための、白金がMFIあるいはZSM
−5等のゼオライトにイオン交換担持されてなるPt系
触媒(排気ガス浄化触媒)が充填されている。また、第
3触媒コンバータ17には、主としてHC、COをH2
O又はCO2に酸化して浄化する普通の酸化触媒(排気
ガス浄化触媒)が充填されている。
The fuel injected from the injector 7 into the cylinder 5 comes into contact with the hot air in the cylinder 5 and ignites and burns. Then, the exhaust gas (combustion gas) generated by the combustion of the fuel is discharged into the atmosphere through the exhaust manifold 12 and the exhaust passage 13 (exhaust pipe) connected to the exhaust manifold 12. In the exhaust passage 13, the turbine 14 of the exhaust turbocharger and the first to third catalytic converters 15 to 1 are arranged in this order from the upstream side in the exhaust gas flow direction.
And 7 are provided. Here, the first catalytic converter 1
5 is filled with an Ag-based catalyst (exhaust gas purifying catalyst) in which Ag is supported on γ-alumina for mainly oxidizing NO in exhaust gas to NO 2 . In the second catalytic converter 16, platinum for mainly reducing NO 2 in the exhaust gas to N 2 is used as MFI or ZSM.
A Pt-based catalyst (exhaust gas purification catalyst) which is ion-exchanged and supported on a zeolite such as −5 is filled. Further, the third catalytic converter 17 mainly contains HC and CO in H 2
It is filled with an ordinary oxidation catalyst (exhaust gas purification catalyst) that oxidizes and purifies O or CO 2 .

【0017】さらに、このエンジン1には、タービン1
4より上流側の排気通路13内の排気ガスの一部を、サ
ージタンク3にエアを供給する共通吸気通路18に還流
させるためのEGR通路19が設けられ、このEGR通
路19に、EGR流量(EGR率)を制御するためのE
GR弁20が介設されている。このEGR弁20は、後
で説明するように、ECU36によって制御されるよう
になっている。なお、EGRは、サージタンク3に還流
させるようにしてもよい。
Further, the engine 1 includes a turbine 1
4 is provided with an EGR passage 19 for recirculating a part of the exhaust gas in the exhaust passage 13 to the common intake passage 18 that supplies air to the surge tank 3, and the EGR passage 19 has an EGR flow rate ( E for controlling EGR rate)
The GR valve 20 is interposed. The EGR valve 20 is controlled by the ECU 36 as described later. The EGR may be returned to the surge tank 3.

【0018】次に、エンジン1の具体的な構造を説明す
る。図2及び図3に示すように、各気筒5においては、
シリンダブロック21に形成されたシリンダボア22内
にピストン23がシリンダボア軸線方向(上下方向)に
往復移動できるようにして嵌入されている。そして、シ
リンダブロック21の上側に配置されたシリンダヘッド
24の下面と、シリンダボア22の内周面と、ピストン
23の上面とによって燃焼室25が画成されている。
Next, a specific structure of the engine 1 will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, in each cylinder 5,
A piston 23 is fitted in a cylinder bore 22 formed in the cylinder block 21 so as to be capable of reciprocating in the cylinder bore axial direction (vertical direction). A combustion chamber 25 is defined by the lower surface of the cylinder head 24 arranged on the upper side of the cylinder block 21, the inner peripheral surface of the cylinder bore 22, and the upper surface of the piston 23.

【0019】シリンダヘッド24には、それぞれ燃焼室
25に連通する、2つの吸気ポート26と、2つの排気
ポート27とが設けられている。そして、両吸気ポート
26の上流端は独立吸気通路4に接続されている。ま
た、両排気ポート27の下流端は排気マニホールド12
に接続されている。ここで、各吸気ポート26の燃焼室
25への開口部26aは、それぞれ吸気弁28によって
所定のタイミングで開閉されるようになっている。他
方、各排気ポート27の燃焼室25への開口部27a
は、それぞれ排気弁29によって所定のタイミングで開
閉されるようになっている。なお、吸気弁28の弁軸2
8aと、排気弁29の弁軸29aとは、それぞれ、シリ
ンダヘッド24を貫通して上方に突出している。また、
吸気弁28の傘部28bは、吸気ポート26の開口部2
6aに嵌合されたバルブシート30に密着・離反するよ
うになっており、他方排気弁29の傘部29bは、排気
ポート27の開口部27aに嵌合されたバルブシート3
0に密着・離反するようになっている。
The cylinder head 24 is provided with two intake ports 26 and two exhaust ports 27 which communicate with the combustion chamber 25, respectively. The upstream ends of both intake ports 26 are connected to the independent intake passage 4. Further, the downstream ends of both the exhaust ports 27 are connected to the exhaust manifold 12.
It is connected to the. Here, the opening 26a of each intake port 26 to the combustion chamber 25 is opened and closed by the intake valve 28 at a predetermined timing. On the other hand, the opening 27a of each exhaust port 27 to the combustion chamber 25
Are opened and closed by exhaust valves 29 at predetermined timings. In addition, the valve shaft 2 of the intake valve 28
8a and the valve shaft 29a of the exhaust valve 29 penetrate the cylinder head 24 and project upward. Also,
The umbrella portion 28b of the intake valve 28 corresponds to the opening 2 of the intake port 26.
The valve seat 30 fitted to the valve seat 3 fitted in the valve seat 6a is attached to or separated from the valve seat 30 fitted to the valve seat 3a, and the umbrella portion 29b of the exhaust valve 29 is fitted in the opening 27a of the exhaust port 27.
It comes in close contact with and separates from 0.

【0020】さらに、シリンダヘッド24には、燃焼室
25の天井面の中央位置に開口するインジェクタ挿入孔
が31が設けられている。そして、このインジェクタ挿
入孔31にインジェクタ7が、その先端の燃料噴射部7
aが燃焼室25内に露出するようにして嵌入されてい
る。なお、インジェクタ7は、取付ボルト32を、フラ
ンジ部7bの上側に配置された固定板33を貫通してシ
リンダヘッド24に螺入することにより固定されてい
る。
Further, the cylinder head 24 is provided with an injector insertion hole 31 opening at a central position on the ceiling surface of the combustion chamber 25. Then, the injector 7 is inserted into the injector insertion hole 31, and the fuel injection portion 7 at the tip thereof is inserted.
It is fitted so that a is exposed in the combustion chamber 25. The injector 7 is fixed by screwing the mounting bolt 32 into the cylinder head 24 through the fixing plate 33 disposed above the flange portion 7b.

【0021】前記のとおり、各気筒5には、それぞれ2
つの吸気ポート26が設けられているが、その一方には
スワール弁35が設けられている。このスワール弁35
の開度(以下、これを「スワール弁開度」という)は、
ECU36によって制御されるようになっている。ここ
で、スワール弁開度が小さくなればなるほど、該スワー
ル弁35が設けられた吸気ポート26から燃焼室25に
流入するエアの流速が大きくなり、燃焼室25内に強い
スワール(渦流)が形成されて、燃料とエアの混合性す
なわち燃料の燃焼性が高められる。
As described above, each cylinder 5 has two
Although one intake port 26 is provided, a swirl valve 35 is provided at one of the intake ports 26. This swirl valve 35
The opening degree (hereinafter referred to as "swirl valve opening degree") is
It is controlled by the ECU 36. Here, the smaller the opening degree of the swirl valve, the larger the flow velocity of the air flowing into the combustion chamber 25 from the intake port 26 provided with the swirl valve 35, and the stronger swirl (vortex flow) is formed in the combustion chamber 25. Thus, the mixing property of the fuel and the air, that is, the combustibility of the fuel is improved.

【0022】以下、エンジン1の制御機構を説明する。
再び、図1に示すように、エンジン1の各種制御を行う
ために、コンピュータからなるECU36が設けられて
いる。このECU36には、前記の燃料圧センサ11に
よって検出されるコモンレール6内の燃料の圧力のほ
か、クランク角センサ37によって検出されるクランク
角、水温センサ38によって検出されるエンジン水温
(燃焼機関温度)、吸気温センサ39によって検出され
る吸気温、第1排気温センサ40によって検出される排
気マニホールド12内の排気ガス温度(以下、これを
「第1排気温」という)、第2排気温センサ41によっ
て検出される第1触媒コンバータ15の直上流の排気ガ
ス温度(以下、これを「第2排気温」という)、第3排
気温センサ42によって検出される第1触媒コンバータ
15の直下流の排気ガス温度(以下、これを「第3排気
温」という)、エンジン負荷センサ43によって検出さ
れるエンジン負荷、アクセル開度センサ44によって検
出されるアクセル開度、吸入空気量センサ45(エアフ
ローセンサ)によって検出される吸入空気量等が制御情
報として入力されるようになっている。なお、ECU3
6は、特許請求の範囲に記載された「硫黄結合度合い検
出手段」を含む、エンジン1の総合的な制御装置であ
る。
The control mechanism of the engine 1 will be described below.
Again, as shown in FIG. 1, an ECU 36 including a computer is provided to perform various controls of the engine 1. In the ECU 36, in addition to the fuel pressure in the common rail 6 detected by the fuel pressure sensor 11, the crank angle detected by the crank angle sensor 37 and the engine water temperature (combustion engine temperature) detected by the water temperature sensor 38 are detected. , The intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 39, the exhaust gas temperature in the exhaust manifold 12 detected by the first exhaust gas temperature sensor 40 (hereinafter referred to as “first exhaust gas temperature”), the second exhaust gas temperature sensor 41. Exhaust gas temperature immediately upstream of the first catalytic converter 15 (hereinafter referred to as "second exhaust temperature") detected by the exhaust gas, and exhaust gas immediately downstream of the first catalytic converter 15 detected by the third exhaust temperature sensor 42. Gas temperature (hereinafter referred to as "third exhaust temperature"), engine load detected by the engine load sensor 43, and accelerator opening An accelerator opening detected by the sensor 44, the intake air amount and the like are input as control information detected by the intake air amount sensor 45 (air flow sensor). The ECU 3
Reference numeral 6 is a comprehensive control device for the engine 1 including the "sulfur bond degree detection means" described in the claims.

【0023】かくして、ECU36は、これらの制御情
報に基づいて、エンジン1の各種制御を行うようになっ
ているが、一般的なエンジン制御の制御手法はよく知ら
れており、またかかる一般的なエンジン制御は本発明の
要旨とするところでもないのでその説明を省略し、以下
では本発明の要旨にかかる、排気ガス浄化触媒の硫黄成
分ないしは硫黄化合物による被毒を防止するための制御
(以下、これを「硫黄被毒防止制御」という)について
のみ説明する。
Thus, the ECU 36 is adapted to perform various controls of the engine 1 on the basis of these control information, but a general engine control control method is well known, and such a general control method is also well known. Since the engine control is not the gist of the present invention, its description is omitted. In the following, according to the gist of the present invention, control for preventing poisoning by the sulfur component or the sulfur compound of the exhaust gas purification catalyst (hereinafter, This will be described only as "sulfur poisoning prevention control").

【0024】まず、この硫黄被毒防止制御の対象である
エンジン1の排気ガス浄化システムの基本構造を説明す
る。このエンジン1の排気ガスにはHC、CO及びNO
x等が含まれるが、該エンジン1はディーゼルエンジン
であることから排気ガス中のO2濃度が比較的高く、し
たがって普通の三元触媒を用いたのではNOxの還元
(浄化)が困難な状況下にある。そこで、このエンジン
1の排気ガス浄化システムでは、第1触媒コンバータ1
5内のAg系触媒と、第2触媒コンバータ16内のPt
系触媒とにより、NOxを2段階で処理し、無害なN2
に変化させるようにしている。
First, the basic structure of the exhaust gas purification system of the engine 1 which is the target of this sulfur poisoning prevention control will be described. The exhaust gas of this engine 1 contains HC, CO and NO.
However, since the engine 1 is a diesel engine, the O 2 concentration in the exhaust gas is relatively high, and therefore it is difficult to reduce (purify) NOx using an ordinary three-way catalyst. Below. Therefore, in the exhaust gas purification system of the engine 1, the first catalytic converter 1
5 in the Ag-based catalyst and Pt in the second catalytic converter 16
NOx is treated in two stages by a system catalyst, and harmless N 2
I am trying to change it.

【0025】具体的には、第1触媒コンバータ15に
は、Ag(触媒金属)がγアルミナに担持されてなるA
g系触媒が充填されている。排気ガス中に含まれるNO
xの大半(おおむね、90%以上)はNOであり残りは
NO2であるが、このAg系触媒は、排気ガス中のNO
をほぼ完全にNO2に酸化する機能を備えている。他
方、第2触媒コンバータ16には、Pt(触媒金属)が
MFI又はZMS−5等のゼオライトにイオン交換担持
されてなるPt系触媒が充填されている。このPt系触
媒は、排気ガス中のNO2をほぼ完全にN2に還元する機
能を備えている。かくして、第1触媒コンバータ15と
第2触媒コンバータ16とによって、NOx(NO及び
NO2)がN2に変化させられる。
Specifically, the first catalytic converter 15 has an Ag (catalyst metal) A supported on γ-alumina.
It is filled with a g-based catalyst. NO contained in exhaust gas
Most of x (generally 90% or more) is NO and the rest is NO 2 , but this Ag-based catalyst is
Has a function of almost completely oxidizing NO 2 into NO 2 . On the other hand, the second catalytic converter 16 is filled with a Pt-based catalyst in which Pt (catalytic metal) is ion-exchanged and supported on zeolite such as MFI or ZMS-5. This Pt-based catalyst has a function of almost completely reducing NO 2 in exhaust gas to N 2 . Thus, NOx (NO and NO 2 ) is changed to N 2 by the first catalytic converter 15 and the second catalytic converter 16.

【0026】ところで、前記のとおり、第1触媒コンバ
ータ15内のAg系触媒は、排気ガス中にSO2あるい
はSO3等の硫黄化合物が存在するとこれらによって被
毒され、NOをNO2に酸化する触媒活性が失われる。
これは、およそ次の式1〜3で示す化学反応により、触
媒金属であるAgがAg2SO4に変化させられ、Ag2
SO4がNOをNO2に酸化する機能を有しないことに起
因する。
By the way, as described above, the Ag-based catalyst in the first catalytic converter 15 is poisoned by sulfur compounds such as SO 2 or SO 3 in the exhaust gas, and oxidizes NO into NO 2 . The catalytic activity is lost.
This is approximately the chemical reaction shown by the following formula 1-3 is a catalyst metal Ag is varied Ag 2 SO 4, Ag 2
This is because SO 4 does not have the function of oxidizing NO to NO 2 .

【数1】 SO2+(1/2)O2 → SO3…………………………………式1[Equation 1] SO 2 + (1/2) O 2 → SO 3 …………………………………… Equation 1

【数2】 2Ag+(1/2)O2 → Ag2O……………………………式2[Formula 2] 2Ag + (1/2) O 2 → Ag 2 O ……………………………… Formula 2

【数3】 Ag2O+SO3 → Ag2SO4…………………………………式3 なお、式3で示す化学反応は、おおむね300〜450
°Cで起こりやすいといった特徴がある。
## EQU3 ## Ag 2 O + SO 3 → Ag 2 SO 4 …………………………………………………………………….
It has a feature that it easily occurs at ° C.

【0027】そこで、このエンジン1の排気ガス浄化シ
ステムでは、基本的には、第1触媒コンバータ15の上
流側で、SO2ないしはSO3よりもAgとの結合度合い
の高い(すなわち、結合しやすい)COを排気ガスに供
給し、Ag2SO4の生成を妨害して、触媒活性の低下な
いしは喪失を防止するようにしている。すなわち、Ag
のCOとの結合度合い(結合性の度合い)は、SO2
いしはSO3との結合度合いよりも高いので、排気ガス
中に、COとSO2ないしはSO3とが共存するときに
は、Agは次の式4で示す化学反応により、COと優先
的に結合してAg2CO3となり、したがってAg2SO4
は生成されない。
Therefore, in the exhaust gas purifying system for the engine 1, basically, the upstream side of the first catalytic converter 15 has a higher degree of coupling with Ag than SO 2 or SO 3 (that is, the coupling is easy). ) CO is supplied to the exhaust gas to prevent the formation of Ag 2 SO 4 and prevent the reduction or loss of the catalytic activity. That is, Ag
Coupling degree between the CO (degree of binding) is higher than the degree of coupling between SO 2 or SO 3, in the exhaust gas, when the CO and SO 2 or SO 3 coexist, Ag is the following The chemical reaction shown in Formula 4 preferentially binds to CO to form Ag 2 CO 3 , and thus Ag 2 SO 4
Is not generated.

【数4】 Ag2O+CO+(1/2)O2 → Ag2CO3………………式4 なお、Ag2CO3は、Ag2SO4とは異なり、NOをN
2に酸化する触媒機能を有する。
## EQU4 ## Ag 2 O + CO + (1/2) O 2 → Ag 2 CO 3・ ・ ・ Equation 4 Note that Ag 2 CO 3 differs from Ag 2 SO 4 in that NO is changed to N.
It has a catalytic function of oxidizing to O 2 .

【0028】ここで、式3の化学反応は、第1触媒コン
バータ15内のAg系触媒(排気ガス浄化触媒)の温度
(以下、これを単に「触媒温度」という)がおおむね3
00〜450°Cで起こり、触媒温度がこの範囲外にあ
るときにはAg系触媒の被毒はほとんど生じない。そこ
で、このエンジン1の排気ガス浄化システムでは、基本
的には、触媒温度が300〜450°Cの範囲内にある
ときにのみ、第1触媒コンバータ15の上流側で排気ガ
スにCOを供給するようにしている。この触媒温度の範
囲は、燃料中の硫黄分の濃度に応じて設定するようにし
てもよい。例えば、燃料中の硫黄分の濃度が低い状態
を、運転状態により間接的に求めたり、あるいは燃料中
あるいは排気中に配置される硫黄センサにより検出し、
このような場合には、触媒温度が350〜450°Cの
範囲内にあるときにCOを供給するようにしてもよい。
Here, in the chemical reaction of Equation 3, the temperature of the Ag-based catalyst (exhaust gas purifying catalyst) in the first catalytic converter 15 (hereinafter, simply referred to as "catalyst temperature") is roughly 3
When the catalyst temperature is outside this range, poisoning of the Ag-based catalyst hardly occurs. Therefore, in the exhaust gas purification system of the engine 1, basically, CO is supplied to the exhaust gas on the upstream side of the first catalytic converter 15 only when the catalyst temperature is within the range of 300 to 450 ° C. I am trying. The range of the catalyst temperature may be set according to the concentration of the sulfur content in the fuel. For example, the low concentration of sulfur in the fuel, indirectly determined by the operating state, or detected by a sulfur sensor placed in the fuel or exhaust,
In such a case, CO may be supplied when the catalyst temperature is within the range of 350 to 450 ° C.

【0029】Ag系触媒のSO2ないしはSO3による被
毒はこのようにして防止されるが、エンジン1の運転状
態は、触媒温度がAg系触媒の被毒が生じにくい250
〜300°Cの範囲内に維持されるように制御されるの
がより好ましい。また、排気ガスへのCOの供給を開始
する際において、過渡時には、排気ガスを第1触媒コン
バータ15及び第2触媒コンバータ16をバイパスさ
せ、第1触媒コンバータ15及び第2触媒コンバータ1
6にスモーク(パティキュレート)が導入されるのを防
止するようにしてもよい。
Although the poisoning of the Ag-based catalyst by SO 2 or SO 3 is prevented in this way, the operating temperature of the engine 1 is such that the catalyst temperature is less likely to cause poisoning of the Ag-based catalyst.
More preferably, it is controlled to be maintained within the range of 300 ° C. In addition, when starting the supply of CO to the exhaust gas, the exhaust gas bypasses the first catalytic converter 15 and the second catalytic converter 16 during a transition, and the first catalytic converter 15 and the second catalytic converter 1
Smoke (particulates) may be prevented from being introduced into 6.

【0030】なお、触媒温度は、第1触媒コンバータ1
5の直下流の第3排気温センサ42の検出値で代用する
ことができるが、第1触媒コンバータ15内に直接温度
センサを配置して検出するようにしてもよい。あるい
は、よく知られた推定手法により、エンジン水温、吸入
空気量、エンジン負荷及びエンジン始動後からの経過時
間のうちの少なくとも1つに基づいて推定するようにし
てもよい。
The catalyst temperature is determined by the first catalytic converter 1
The detection value of the third exhaust gas temperature sensor 42 immediately downstream of 5 can be used as a substitute, but a temperature sensor may be arranged directly in the first catalytic converter 15 for detection. Alternatively, the estimation may be performed based on at least one of the engine water temperature, the intake air amount, the engine load, and the elapsed time after the engine is started by a well-known estimation method.

【0031】前記のとおり、このエンジン1の排気ガス
浄化システムでは、SO2ないしはSO3が発生しやすい
状況下では、第1触媒コンバータ15の上流側でAgと
結合しやすいCOを排気ガスに供給し、SO2ないしは
SO3によるAg系触媒の被毒を防止するようにしてい
るが、具体的なCOの生成手法としては、例えば、膨張
行程燃料噴射、EGR率の増加、スワール強度の低減、
又は燃料噴射圧の低減などといった手法を用いることが
できる。
As described above, in the exhaust gas purification system of the engine 1, CO is easily supplied to the exhaust gas on the upstream side of the first catalytic converter 15 under the condition that SO 2 or SO 3 is easily generated. However, the poisoning of the Ag-based catalyst by SO 2 or SO 3 is prevented. Specific methods for producing CO include, for example, expansion stroke fuel injection, increase in EGR rate, reduction in swirl strength,
Alternatively, a technique such as reducing the fuel injection pressure can be used.

【0032】ここで、膨張行程燃料噴射によるCO生成
手法は、膨張行程でインジェクタ7から気筒内に燃料を
噴射し、この燃料を不完全燃焼させてCOを生成すると
いった手法である。なお、該エンジン1の出力エネルギ
を生成するための正規の燃料噴射は圧縮行程の末期に行
われる。
Here, the CO generation method by the expansion stroke fuel injection is a method of injecting fuel from the injector 7 into the cylinder in the expansion stroke and incompletely burning this fuel to generate CO. The regular fuel injection for generating the output energy of the engine 1 is performed at the end of the compression stroke.

【0033】EGR率の増加によるCO生成手法は、通
常時よりもEGR弁20の開度を大きくしてEGR率を
高めることにより、吸入空気量を低減してエアに対する
燃料の割合を上昇させ(リッチ化し)、O2を若干不足
気味にしてCOを生成させるといった手法である。な
お、このようにEGR率を高めるとスモーク(ないしは
パティキュレート)の発生量が増加するので、EGR率
の増加によりCOを生成する場合は、燃料噴射タイミン
グを若干早めたり、燃料噴射圧を若干高めたり、スワー
ル強度を若干強化するなどして燃料の燃焼性を高め、ス
モークの発生を抑制するのが好ましい。
The CO generation method by increasing the EGR rate increases the EGR rate by increasing the opening degree of the EGR valve 20 as compared with the normal time, thereby reducing the intake air amount and increasing the ratio of fuel to air ( Enriching) and slightly reducing O 2 to generate CO. Since the amount of smoke (or particulates) generated increases when the EGR rate is increased in this way, when CO is generated by the increase of the EGR rate, the fuel injection timing is slightly advanced or the fuel injection pressure is slightly increased. Alternatively, it is preferable to enhance the combustibility of the fuel by suppressing the generation of smoke by slightly strengthening the swirl strength.

【0034】スワール強度の低減によるCO生成手法
は、通常時よりもスワール弁35の開度を大きくしてス
ワール強度を弱めることにより燃料とエアの混合度合い
を低下させて不完全燃焼を惹起し、COを生成するとい
った手法である。なお、このようにスワール強度を低下
させるとスモークの発生量が増加するので、スワール強
度の低減によりCOを生成する場合は、燃料噴射タイミ
ングを若干早めたり、燃料噴射圧を若干高めたり、EG
R率を若干低減するなどして燃料の燃焼性を高め、スモ
ークの発生を抑制するのが好ましい。
In the CO production method by reducing the swirl strength, the opening degree of the swirl valve 35 is made larger than usual to weaken the swirl strength to lower the degree of mixing of fuel and air and cause incomplete combustion. It is a method of generating CO. Note that, if the swirl strength is reduced in this way, the amount of smoke generated increases. Therefore, when CO is generated by reducing the swirl strength, the fuel injection timing may be slightly advanced, the fuel injection pressure may be slightly increased, or EG
It is preferable to increase the combustibility of the fuel by slightly reducing the R ratio and suppress the generation of smoke.

【0035】燃料噴射圧の低減によるCOの生成手法
は、通常時よりも燃料噴射圧すなわちコモンレール6内
の燃料の圧力を低下させることにより、燃料とエアの混
合度合いを低下させて不完全燃焼を惹起し、COを生成
するといった手法である。
In the method of producing CO by reducing the fuel injection pressure, the fuel injection pressure, that is, the pressure of the fuel in the common rail 6 is made lower than that in the normal time, so that the degree of mixing of the fuel and the air is lowered to cause incomplete combustion. It is a method of inducing CO to generate CO.

【0036】以下、図4に示すフローチャートを参照し
つつ、膨張行程燃料噴射によりCOを生成する場合の、
硫黄被毒防止制御の具体的な制御方法を説明する。な
お、図4に示す制御ルーチンは、各気筒5においてクラ
ンク角が所定値となるたびに実行される。図4に示すよ
うに、この硫黄被毒防止制御においては、まずステップ
S1で、第3排気温センサ42によって検出される第3
排気温すなわち第1触媒コンバータ15の触媒温度、ア
クセル開度センサ44によって検出されるアクセル開
度、クランク角センサ37によって検出されるクランク
角、エンジン負荷センサ43によって検出されるエンジ
ン負荷等の各種制御データが入力される。
Hereinafter, referring to the flow chart shown in FIG. 4, when CO is generated by the expansion stroke fuel injection,
A specific control method of sulfur poisoning prevention control will be described. The control routine shown in FIG. 4 is executed each time the crank angle in each cylinder 5 reaches a predetermined value. As shown in FIG. 4, in the sulfur poisoning prevention control, first, in step S1, the third exhaust temperature sensor 42 detects the third exhaust temperature sensor 42.
Exhaust temperature, that is, the catalyst temperature of the first catalytic converter 15, the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 44, the crank angle detected by the crank angle sensor 37, the engine load detected by the engine load sensor 43, and other controls. Data is entered.

【0037】次に、ステップS2で、主としてアクセル
開度に基づいてエンジン1の運転状態が判定され、続い
てステップS3でエンジン1の運転状態に応じて該気筒
5の基本噴射量Tpが演算される。ここで、基本噴射量
pとは、エンジン1の出力エネルギを生成するため
に、圧縮行程の末期にインジェクタ7から該気筒5内に
噴射すべき燃料の噴射量である。
Next, at step S2, the operating state of the engine 1 is judged mainly based on the accelerator opening degree, and then at step S3, the basic injection amount T p of the cylinder 5 is calculated according to the operating state of the engine 1. To be done. Here, the basic injection amount T p is the injection amount of fuel that should be injected from the injector 7 into the cylinder 5 at the end of the compression stroke in order to generate the output energy of the engine 1.

【0038】続いて、ステップS4で該気筒が基本噴射
時期となったか否かが比較・判定され、基本噴射時期に
なっていなければ(NO)、このステップS4が繰り返
し実行される。つまり、基本噴射時期になるまで待機す
る。そして、ステップS4で該気筒5が基本噴射時期に
なったと判定されたときには(YES)、ステップS5
で基本噴射量Tpに対応する時間だけ該気筒5のインジ
ェクタ7が開弁され、基本噴射が行われる。
Subsequently, in step S4, it is compared and determined whether or not the cylinder has reached the basic injection timing. If the basic injection timing has not been reached (NO), step S4 is repeatedly executed. That is, it waits until the basic injection timing comes. When it is determined in step S4 that the cylinder 5 has reached the basic injection timing (YES), step S5
Then, the injector 7 of the cylinder 5 is opened for the time corresponding to the basic injection amount T p , and the basic injection is performed.

【0039】次に、ステップS6で、第1触媒コンバー
タ15の触媒温度が所定温度域に入っているか否かが判
定される。ここで、上記所定温度域は、通常、第1触媒
コンバータ15内のAg系触媒のSO2ないしはSO3
の硫黄化合物による被毒が発生しやすくなる300〜4
50°Cに設定される。なお、前記のとおり、燃料中の
硫黄分が少ない場合には、例えば350〜450°Cに
設定してもよい。このステップS6で、触媒温度が所定
温度域に入っていないと判定された場合は(NO)、第
1触媒コンバータ15内のAg系触媒は実質的に硫黄化
合物による被毒を受けないものと考えられるので、こと
さら第1触媒コンバータ15の上流側にCOを供給する
必要はない。そこで、以下のステップS7〜S9をスキ
ップして今回の制御ルーチンを終了する。
Next, at step S6, it is judged if the catalyst temperature of the first catalytic converter 15 is within a predetermined temperature range. Here, in the above-mentioned predetermined temperature range, normally, poisoning by a sulfur compound such as SO 2 or SO 3 of the Ag-based catalyst in the first catalytic converter 15 is likely to occur 300 to 4
Set to 50 ° C. As described above, when the sulfur content in the fuel is small, the temperature may be set to 350 to 450 ° C, for example. When it is determined in step S6 that the catalyst temperature is not within the predetermined temperature range (NO), it is considered that the Ag-based catalyst in the first catalytic converter 15 is not substantially poisoned by the sulfur compound. Therefore, it is not necessary to supply CO to the upstream side of the first catalytic converter 15. Therefore, the following steps S7 to S9 are skipped and the control routine of this time is ended.

【0040】他方、ステップS6で触媒温度が所定温度
域に入っていると判定された場合は(YES)、第1触
媒コンバータ15内のAg系触媒は排気ガス中の硫黄化
合物によって被毒を受ける可能性が高いので、膨張行程
燃料噴射によりCOが生成される。すなわち、まずステ
ップS7で膨張行程噴射量が設定される。ここで、膨張
行程噴射量が多ければ多いほどCO生成量は増加する
が、該噴射量があまり多くなるとスモークの発生量が増
大する。そこで、この膨張行程噴射量は、スモークが増
大しない範囲内においてできるだけ大きい値に設定する
のが好ましい。
On the other hand, when it is determined in step S6 that the catalyst temperature is within the predetermined temperature range (YES), the Ag catalyst in the first catalytic converter 15 is poisoned by the sulfur compound in the exhaust gas. CO is produced by the expansion stroke fuel injection as it is more likely. That is, first, in step S7, the expansion stroke injection amount is set. Here, as the expansion stroke injection amount increases, the CO production amount increases, but when the injection amount increases too much, the smoke generation amount increases. Therefore, it is preferable to set this expansion stroke injection amount to a value as large as possible within the range where smoke does not increase.

【0041】次に、ステップS8で、該気筒5のクラン
ク角が膨張行程における所定クランク角、すなわち膨張
行程燃料噴射を行うべきタイミングであるか否かが比較
・判定され、所定クランク角になっていなければ(N
O)、このステップS8が繰り返し実行される。つま
り、膨張行程燃料噴射を行うべきタイミングになるまで
待機する。そして、ステップS8でクランク角が所定ク
ランク角になったと判定されたときに(YES)、ステ
ップS9で前記の膨張行程噴射量に対応する時間だけ該
気筒5のインジェクタ7が開弁され、膨張行程燃料噴射
が行われる。
Next, in step S8, it is determined whether or not the crank angle of the cylinder 5 is a predetermined crank angle in the expansion stroke, that is, the timing at which the expansion stroke fuel injection should be performed. If not (N
O), this step S8 is repeatedly executed. That is, the process waits until the timing for performing the expansion stroke fuel injection. Then, when it is determined in step S8 that the crank angle has reached the predetermined crank angle (YES), in step S9, the injector 7 of the cylinder 5 is opened for the time corresponding to the expansion stroke injection amount, and the expansion stroke is expanded. Fuel injection is performed.

【0042】かくして、膨張行程燃料噴射により、排気
ガスにCOが供給され、このCOによって第1触媒コン
バータ15内のAg系触媒のSO2ないしはSO3等の硫
黄化合物による被毒が防止される。
Thus, the expansion stroke fuel injection supplies CO to the exhaust gas, and this CO prevents the Ag-based catalyst in the first catalytic converter 15 from being poisoned by sulfur compounds such as SO 2 or SO 3 .

【0043】以下、図5に示すフローチャートを参照し
つつ、EGR率の増加によりCOを生成する場合の、硫
黄被毒防止制御の具体的な制御方法を説明する。なお、
図5に示す制御ルーチンは、一定時間が経過するごとに
実行される。図5に示すように、この硫黄被毒防止制御
においては、まずステップS11で、第3排気温センサ
42によって検出される第3排気温すなわち第1触媒コ
ンバータ15の触媒温度、アクセル開度センサ44によ
って検出されるアクセル開度、クランク角センサ37に
よって検出されるクランク角、エンジン負荷センサ43
によって検出されるエンジン負荷等の各種制御データが
入力される。
A specific control method of the sulfur poisoning prevention control when CO is generated by increasing the EGR rate will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. In addition,
The control routine shown in FIG. 5 is executed every time a fixed time elapses. As shown in FIG. 5, in the sulfur poisoning prevention control, first in step S11, the third exhaust temperature detected by the third exhaust temperature sensor 42, that is, the catalyst temperature of the first catalytic converter 15, the accelerator opening sensor 44. Accelerator opening detected by, crank angle detected by crank angle sensor 37, engine load sensor 43
Various control data such as engine load detected by is input.

【0044】次に、ステップS12で、主としてアクセ
ル開度に基づいてエンジン1の運転状態が判定され、続
いてステップS13でエンジン1の運転状態に応じて基
本EGR率EGRBASEが演算される。ここで、基本EG
R率EGRBASEとは、エンジン1の通常の運転時におけ
るEGR率である。
Next, at step S12, the operating state of the engine 1 is determined mainly based on the accelerator opening degree, and then at step S13, the basic EGR rate EGR BASE is calculated according to the operating state of the engine 1. Where the basic EG
The R rate EGR BASE is the EGR rate during normal operation of the engine 1.

【0045】続いて、ステップS14で、第1触媒コン
バータ15の触媒温度が所定温度域に入っているか否か
が判定される。ここで、上記所定温度域は、膨張行程燃
料噴射による硫黄被毒防止制御の場合と同様に300〜
450°C、あるいは350〜450°Cに設定され
る。このステップS14で、触媒温度が所定温度域に入
っていないと判定された場合は(NO)、第1触媒コン
バータ15内のAg系触媒は実質的に硫黄化合物による
被毒を受けないものと考えられるので、ことさらEGR
率を高めて第1触媒コンバータ15の上流側にCOを供
給する必要はない。そこで、ステップS16でEGR率
増分EGRCに0がセットされる。なお、EGR率増分
EGRCとは、排気ガス中にCOを生成するためにEG
Rを増量するためのEGR率の増加分であって、最終的
なEGR率である全EGR率EGRTは、前記の基本E
GR率EGRBASEとこのEGR率増分EGRCとを加算
したものである。この後、ステップS17が実行される
ことになる。
Succeedingly, in a step S14, it is determined whether or not the catalyst temperature of the first catalytic converter 15 is within a predetermined temperature range. Here, the predetermined temperature range is 300 to 300 as in the case of the sulfur poisoning prevention control by the expansion stroke fuel injection.
It is set to 450 ° C or 350 to 450 ° C. When it is determined in step S14 that the catalyst temperature is not within the predetermined temperature range (NO), it is considered that the Ag-based catalyst in the first catalytic converter 15 is not substantially poisoned by the sulfur compound. Because it will be EGR
It is not necessary to increase the rate and supply CO to the upstream side of the first catalytic converter 15. Therefore, the EGR rate increment EGR C is set to 0 in step S16. It should be noted that the EGR rate increment EGR C means EG for generating CO in the exhaust gas.
The total EGR rate EGR T , which is the increase in EGR rate for increasing R and is the final EGR rate, is the basic E
The GR rate EGR BASE is added to this EGR rate increment EGR C. After this, step S17 is executed.

【0046】他方、ステップS14で触媒温度が所定温
度域に入っていると判定された場合は(YES)、第1
触媒コンバータ15内のAg系触媒は排気ガス中の硫黄
化合物によって被毒を受ける可能性が高いので、EGR
率の増加によりCOを生成するために、ステップS15
でEGR率増分EGRCに所定値Aがセットされる。こ
こで、EGR率増分EGRCが大きければ大きいほどC
O生成量は増加するが、EGR率があまり大きくなると
スモークの発生が増大する。そこで、このEGR率増分
EGRCは、スモークが増大しない範囲内においてでき
るだけ大きい値に設定するのが好ましい。この後、ステ
ップS17が実行される。
On the other hand, if it is determined in step S14 that the catalyst temperature is within the predetermined temperature range (YES), the first
Since the Ag-based catalyst in the catalytic converter 15 is highly likely to be poisoned by the sulfur compound in the exhaust gas,
In order to generate CO by increasing the rate, step S15
A predetermined value A is set in the EGR rate increment EGR C. Here, the larger the EGR rate increment EGR C, the more C
Although the amount of O produced increases, if the EGR rate becomes too large, the generation of smoke increases. Therefore, it is preferable to set the EGR rate increment EGR C to a value as large as possible within a range where smoke does not increase. Then, step S17 is executed.

【0047】ステップS17では、次の式5により、全
EGR率EGRTが演算される。
In step S17, the total EGR rate EGR T is calculated by the following equation 5.

【数5】 EGRT=EGRBASE+EGRC……………………………………式5 ただし、 EGRT:全EGR率 EGRBASE:基本EGR率 EGRC:EGR率増分 続いて、ステップS18で、EGR弁20が駆動され、
全EGR率EGRTでもって排気通路13内の排気ガス
の一部がEGRとして共通吸気通路18に還流させられ
る。
[Equation 5] EGR T = EGR BASE + EGR C ……………………………… Equation 5 However, EGR T : Total EGR rate EGR BASE : Basic EGR rate EGR C : EGR rate increment Then, In step S18, the EGR valve 20 is driven,
With the total EGR rate EGR T , part of the exhaust gas in the exhaust passage 13 is recirculated to the common intake passage 18 as EGR.

【0048】かくして、EGR率の増加により、排気ガ
スにCOが供給され、このCOによって第1触媒コンバ
ータ15内のAg系触媒のSO2ないしはSO3等の硫黄
化合物による被毒が防止される。
Thus, due to the increase in the EGR rate, CO is supplied to the exhaust gas, and this CO prevents the Ag-based catalyst in the first catalytic converter 15 from being poisoned by sulfur compounds such as SO 2 or SO 3 .

【0049】以下、図6に示すフローチャートを参照し
つつ、スワール強度の低減によりCOを生成する場合
の、硫黄被毒防止制御の具体的な制御方法を説明する。
なお、図6に示す制御ルーチンは、一定時間が経過する
ごとに実行される。図6に示すように、この硫黄被毒防
止制御においては、まずステップS21で、第3排気温
センサ42によって検出される第3排気温すなわち第1
触媒コンバータ15の触媒温度、アクセル開度センサ4
4によって検出されるアクセル開度、クランク角センサ
37によって検出されるクランク角、エンジン負荷セン
サ43によって検出されるエンジン負荷等の各種制御デ
ータが入力される。
A specific control method of sulfur poisoning prevention control when CO is generated by reducing the swirl strength will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
It should be noted that the control routine shown in FIG. 6 is executed every time a certain period of time elapses. As shown in FIG. 6, in the sulfur poisoning prevention control, first, in step S21, the third exhaust temperature detected by the third exhaust temperature sensor 42, that is, the first exhaust temperature is detected.
Catalyst temperature of the catalytic converter 15, accelerator opening sensor 4
Various control data such as the accelerator opening detected by 4, the crank angle detected by the crank angle sensor 37, the engine load detected by the engine load sensor 43, and the like are input.

【0050】次に、ステップS22で、主としてアクセ
ル開度に基づいてエンジン1の運転状態が判定され、続
いてステップS23でエンジン1の運転状態に応じて基
本スワール弁開度SRCBASEが演算される。ここで、基
本スワール弁開度SRCBASEとは、エンジン1の通常の
運転時におけるスワール弁開度である。
Next, at step S22, the operating state of the engine 1 is determined mainly based on the accelerator opening degree, and then at step S23, the basic swirl valve opening SRC BASE is calculated according to the operating state of the engine 1. . Here, the basic swirl valve opening SRC BASE is the swirl valve opening during normal operation of the engine 1.

【0051】続いて、ステップS24で、第1触媒コン
バータ15の触媒温度が所定温度域に入っているか否か
が判定される。ここで、上記所定温度域は、膨張行程燃
料噴射又はEGR率の増加による硫黄被毒防止制御の場
合と同様に300〜450°C、あるいは350〜45
0°Cに設定される。このステップS24で、触媒温度
が所定温度域に入っていないと判定された場合は(N
O)、第1触媒コンバータ15内のAg系触媒は実質的
に硫黄化合物による被毒を受けないものと考えられるの
で、ことさらスワール強度を低下させて第1触媒コンバ
ータ15の上流側にCOを供給する必要はない。そこ
で、ステップS26でスワール弁開度増分SRCCに0
がセットされる。なお、スワール弁開度増分SRCC
は、排気ガス中にCOを生成するためにスワール強度を
低減するためのスワール弁開度の増加分であって、最終
的なスワール弁開度である全スワール弁開度SRC
Tは、前記の基本スワール弁開度SRCBASEとこのスワ
ール弁開度増分SRCCとを加算したものである。この
後、ステップS27が実行されることになる。
Succeedingly, in a step S24, it is determined whether or not the catalyst temperature of the first catalytic converter 15 is within a predetermined temperature range. Here, the predetermined temperature range is 300 to 450 ° C. or 350 to 45 ° C. as in the case of the sulfur poisoning prevention control by the expansion stroke fuel injection or the increase of the EGR rate.
Set to 0 ° C. If it is determined in step S24 that the catalyst temperature is not within the predetermined temperature range (N
O), since it is considered that the Ag-based catalyst in the first catalytic converter 15 is not substantially poisoned by the sulfur compound, the swirl strength is particularly reduced and CO is supplied to the upstream side of the first catalytic converter 15. do not have to. Therefore, in step S26, the swirl valve opening increment SRC C is set to 0.
Is set. In addition, the swirl valve opening increment SRC C is an increment of the swirl valve opening for reducing the swirl strength to generate CO in the exhaust gas, and is the final swirl valve opening. Swirl valve opening SRC
T is the sum of the basic swirl valve opening SRC BASE and the swirl valve opening increment SRC C. After that, step S27 is executed.

【0052】他方、ステップS24で触媒温度が所定温
度域に入っていると判定された場合は(YES)、第1
触媒コンバータ15内のAg系触媒は排気ガス中の硫黄
化合物によって被毒を受ける可能性が高いので、スワー
ル強度の低減によりCOを生成するために、ステップS
25でスワール弁開度増分SRCCに所定値Bがセット
される。ここで、スワール弁開度増分SRCCが大きけ
れば大きいほどCO生成量は増加するが、スワール弁開
度があまり大きくなるとスモークの発生が増大する。そ
こで、このスワール弁開度増分SRCCは、スモークが
増大しない範囲内においてできるだけ大きい値に設定す
るのが好ましい。この後、ステップS27が実行され
る。
On the other hand, if it is determined in step S24 that the catalyst temperature is within the predetermined temperature range (YES), the first
Since the Ag-based catalyst in the catalytic converter 15 is highly likely to be poisoned by the sulfur compound in the exhaust gas, in order to generate CO by reducing the swirl strength, step S
At 25, the predetermined value B is set to the swirl valve opening increment SRC C. Here, the larger the swirl valve opening increment SRC C , the larger the CO production amount, but if the swirl valve opening becomes too large, the smoke generation increases. Therefore, it is preferable to set the swirl valve opening increment SRC C to a value as large as possible within a range where smoke does not increase. Then, step S27 is executed.

【0053】ステップS27では、次の式6により、全
スワール弁開度SRCTが演算される。
In step S27, the total swirl valve opening SRC T is calculated by the following equation 6.

【数6】 SRCT=SRCBASE+SRCC……………………………………式6 ただし、 SRCT:全スワール弁開度 SRCBASE:基本スワール弁開度 SRCC:スワール弁開度増分 続いて、ステップS28で、スワール弁開度が全スワー
ル弁開度SRCTとなるように、スワール弁35が駆動
される。
[6] However SRC T = SRC BASE + SRC C .......................................... formula 6, SRC T: total swirl valve opening SRC BASE: basic swirl valve opening SRC C: swirl valve Next, in step S28, the swirl valve 35 is driven so that the swirl valve opening becomes the total swirl valve opening SRC T.

【0054】かくして、スワール強度の低下により、排
気ガスにCOが供給され、このCOによって第1触媒コ
ンバータ15内のAg系触媒のSO2ないしはSO3等の
硫黄化合物による被毒が防止される。
Thus, due to the decrease in swirl strength, CO is supplied to the exhaust gas, and this CO prevents the Ag-based catalyst in the first catalytic converter 15 from being poisoned by sulfur compounds such as SO 2 or SO 3 .

【0055】なお、前記の膨張行程燃料噴射による硫黄
被毒防止制御、EGR率の増加による硫黄被毒防止制御
及びスワール強度の低減による硫黄被毒防止制御のうち
の任意の2つを併用ないしは組み合わせても、またこれ
らをすべて併用ないしは組み合わせてもよい。なお、本
実施の形態においては、所定温度範囲にあるときに上述
のような硫黄被毒防止制御を行ったが、この範囲内にあ
るときに一時的(所定時間毎)にCOを供給することに
より、このような制御がエンジンの運転状態に与える出
力ダウン等の影響を軽減することができる。
Any two of the sulfur poisoning prevention control by the expansion stroke fuel injection, the sulfur poisoning prevention control by increasing the EGR rate, and the sulfur poisoning prevention control by reducing the swirl strength are used together or in combination. Alternatively, all of them may be used in combination or in combination. In the present embodiment, the sulfur poisoning prevention control as described above is performed when the temperature is within the predetermined temperature range. However, when the temperature is within this range, CO is temporarily (every predetermined time) supplied. As a result, it is possible to reduce the influence of such control, such as output reduction, on the operating state of the engine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明にかかる排気ガス浄化装置を備えたデ
ィーゼルエンジンのシステム構成図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a diesel engine equipped with an exhaust gas purification device according to the present invention.

【図2】 図1に示すディーゼルエンジンのインジェク
タまわりの立面断面図である。
FIG. 2 is an elevational sectional view around an injector of the diesel engine shown in FIG.

【図3】 図2に示すディーゼルエンジンののA−A線
断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the diesel engine shown in FIG.

【図4】 膨張行程燃料噴射による硫黄被毒防止制御の
制御方法を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a control method of sulfur poisoning prevention control by injection of expansion stroke fuel.

【図5】 EGR率の増加による硫黄被毒防止制御の制
御方法を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a control method of sulfur poisoning prevention control by increasing the EGR rate.

【図6】 スワール強度の低減による硫黄被毒防止制御
の制御方法を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a control method of sulfur poisoning prevention control by reducing swirl strength.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン(ディーゼルエンジン)、2…エンジン本
体部、3…サージタンク、4…独立吸気通路、5…気
筒、6…コモンレール、7…インジェクタ、7a…燃料
噴射部、7b…フランジ部、8…燃料通路、9…燃料圧
送ポンプ、10…調圧バルブ、11…燃料圧センサ、1
2…排気マニホールド、13…排気通路、14…タービ
ン、15…第1触媒コンバータ、16…第2触媒コンバ
ータ、17…第3触媒コンバータ、18…共通吸気通
路、19…EGR通路、20…EGR弁、21…シリン
ダブロック、22…シリンダボア、23…ピストン、2
4…シリンダヘッド、25…燃焼室、26…吸気ポー
ト、26a…開口部、27…排気ポート、27a…開口
部、28…吸気弁、28a…弁軸、28b…傘部、29
…排気弁、29a…弁軸、29b…傘部、30…バルブ
シート、31…インジェクタ挿入孔、32…取付ボル
ト、33…固定板、35…スワール弁、36…ECU
(エンジンコントロールユニット)、37…クランク角
センサ、38…水温センサ、39…吸気温センサ、40
…第1排気温センサ、41…第2排気温センサ、42…
第3排気温センサ、43…エンジン負荷センサ、44…
アクセル開度センサ、45…吸入空気量センサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine (diesel engine), 2 ... Engine main body part, 3 ... Surge tank, 4 ... Independent intake passage, 5 ... Cylinder, 6 ... Common rail, 7 ... Injector, 7a ... Fuel injection part, 7b ... Flange part, 8 ... Fuel passage, 9 ... Fuel pressure pump, 10 ... Pressure regulating valve, 11 ... Fuel pressure sensor, 1
2 ... Exhaust manifold, 13 ... Exhaust passage, 14 ... Turbine, 15 ... First catalytic converter, 16 ... Second catalytic converter, 17 ... Third catalytic converter, 18 ... Common intake passage, 19 ... EGR passage, 20 ... EGR valve , 21 ... Cylinder block, 22 ... Cylinder bore, 23 ... Piston, 2
4 ... Cylinder head, 25 ... Combustion chamber, 26 ... Intake port, 26a ... Opening part, 27 ... Exhaust port, 27a ... Opening part, 28 ... Intake valve, 28a ... Valve shaft, 28b ... Umbrella part, 29
... Exhaust valve, 29a ... Valve shaft, 29b ... Umbrella part, 30 ... Valve seat, 31 ... Injector insertion hole, 32 ... Mounting bolt, 33 ... Fixing plate, 35 ... Swirl valve, 36 ... ECU
(Engine control unit), 37 ... crank angle sensor, 38 ... water temperature sensor, 39 ... intake air temperature sensor, 40
... 1st exhaust temperature sensor, 41 ... 2nd exhaust temperature sensor, 42 ...
Third exhaust temperature sensor, 43 ... Engine load sensor, 44 ...
Accelerator position sensor, 45 ... Intake air amount sensor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 25/07 570 F02M 25/07 570J (72)発明者 齊藤 智明 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 近藤 光徳 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 上岡 敏嗣 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 Fターム(参考) 3G062 AA01 AA03 AA05 AA06 BA04 BA05 DA01 EA10 FA04 GA01 GA04 GA06 GA08 GA09 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AA28 AB02 AB05 BA11 BA33 CA18 CB02 CB03 CB07 CB08 DA02 DB06 DB10 DB13 EA00 EA01 EA03 EA05 EA07 EA16 EA17 EA30 FB10 FB11 FB12 GA06 GB01W GB06W GB09W GB10X GB16X HA08 HA09 HA10 HA12 HA36 HA37 HA42 HB05 HB06 3G301 HA02 HA04 HA06 HA09 HA10 HA13 HA15 HA17 JA25 JA26 LB11 MA11 MA18 MA23 MA26 NE13 NE14 NE15 PA01A PA11A PA17A PD11A PE01A PE03A PE04A PE08A PF03A─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02M 25/07 570 F02M 25/07 570J (72) Inventor Tomoaki Saito 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture No. Mazda Co., Ltd. (72) Inventor Mitsunori Kondo No. 3 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Co., Ltd. (72) No. 3 Toshitsugu Ueoka Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture F, Mazda Corporation term (reference) 3G062 AA01 AA03 AA05 AA06 BA04 BA05 DA01 EA10 FA04 GA01 GA04 GA06 GA08 GA09 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AA28 AB02 AB05 BA11 BA33 CA18 CB02 CB03 CB07 CB08 DA02 DB06 DB10 DB13 EA00 EA01 EA03 EA05 EA07 EA16 EA17 EA30 FB10 FB11 FB12 GA06 GB01W GB06W GB09W GB10X GB16X HA08 HA09 HA10 HA12 HA36 HA37 HA42 HB05 HB06 3G301 HA02 HA04 HA06 HA09 HA10 HA13 HA15 HA17 JA25 JA26 LB11 MA11 MA18 MA23 MA26 NE13 NE14 NE15 PA01A PA11A PA17A PD11A PE01A PE03A PE04A PE08A PF03A

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気ガス中の所定の大気汚染物質を酸化
又は還元する排気ガス浄化触媒を用いた触媒コンバータ
が排気通路に設けられている燃焼機関の排気ガス浄化装
置において、 上記触媒コンバータに、排気ガス中の硫黄成分との結合
度合いよりも一酸化炭素との結合度合いの方が高い触媒
金属が含まれていて、 該燃焼機関が上記触媒金属と排気ガス中の硫黄成分との
結合度合いが高くなる状態にあるか否かを検出する硫黄
結合度合い検出手段と、 上記硫黄結合度合い検出手段によって、上記触媒金属と
排気ガス中の硫黄成分との結合度合いが高いことが検出
されたときには、上記触媒コンバータの上流側における
排気ガス中の一酸化炭素の存在度合いを増加させる一酸
化炭素増量手段とが設けられていることを特徴とする燃
焼機関の排気ガス浄化装置。
1. An exhaust gas purifying apparatus for a combustion engine, wherein a catalytic converter using an exhaust gas purifying catalyst for oxidizing or reducing a predetermined air pollutant in exhaust gas is provided in an exhaust passage, wherein the catalytic converter comprises: The combustion engine contains a catalyst metal having a higher degree of bonding with carbon monoxide than the degree of bonding with the sulfur component in the exhaust gas, and the combustion engine has a degree of bonding between the catalyst metal and the sulfur component in the exhaust gas. When the degree of bond between the catalyst metal and the sulfur component in the exhaust gas is detected to be high by the sulfur bond degree detection means for detecting whether or not it is in a high state, and the sulfur bond degree detection means, Exhaust of a combustion engine, characterized in that carbon monoxide increasing means for increasing the degree of presence of carbon monoxide in the exhaust gas on the upstream side of the catalytic converter is provided. Gas purification device.
【請求項2】 上記硫黄結合度合い検出手段が、上記触
媒コンバータの温度が所定温度範囲内にあるときに、上
記触媒金属と排気ガス中の硫黄成分との結合度合いが高
いと判定するようになっていることを特徴とする、請求
項1に記載の燃焼機関の排気ガス浄化装置。
2. The sulfur bond degree detecting means determines that the bond degree between the catalyst metal and the sulfur component in the exhaust gas is high when the temperature of the catalytic converter is within a predetermined temperature range. The exhaust gas purifying device for a combustion engine according to claim 1, wherein
【請求項3】 上記所定温度範囲が、300〜450°
Cであることを特徴とする、請求項2に記載の燃焼機関
の排気ガス浄化装置。
3. The predetermined temperature range is 300 to 450 °
The exhaust gas purifying apparatus for a combustion engine according to claim 2, wherein the exhaust gas purifying apparatus is C.
【請求項4】 上記硫黄結合度合い検出手段が、上記触
媒コンバータの温度を、燃焼機関温度、吸入空気量、機
関負荷及び機関始動後からの経過時間のうちの少なくと
も1つに基づいて推定するようになっていることを特徴
とする、請求項2又は3に記載の燃焼機関の排気ガス浄
化装置。
4. The sulfur bond degree detecting means estimates the temperature of the catalytic converter based on at least one of a combustion engine temperature, an intake air amount, an engine load, and an elapsed time after engine start. The exhaust gas purifying apparatus for a combustion engine according to claim 2 or 3, characterized in that.
【請求項5】 上記燃焼機関がエンジンであって、上記
一酸化炭素増量手段が膨張行程中に燃焼室内に燃料を供
給することにより、上記触媒コンバータの上流側におけ
る排気ガス中の一酸化炭素の存在度合いを増加させるよ
うになっていることを特徴とする、請求項1〜4のいず
れか1つに記載の燃焼機関の排気ガス浄化装置。
5. The combustion engine is an engine, and the carbon monoxide increasing means supplies fuel into the combustion chamber during an expansion stroke, whereby carbon monoxide in exhaust gas upstream of the catalytic converter is increased. The exhaust gas purifying apparatus for a combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the degree of existence is increased.
【請求項6】 上記燃料機関がエンジンであって、上記
一酸化炭素増量手段が、EGR率の増加、スワール強度
の低減及び燃料噴射圧の低減のうちの少なくとも1つに
より、上記触媒コンバータの上流側における排気ガス中
の一酸化炭素の存在度合いを増加させるようになってい
ることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1つに記
載の燃焼機関の排気ガス浄化装置。
6. The fuel engine is an engine, and the carbon monoxide increasing means is upstream of the catalytic converter by at least one of an increase in EGR rate, a reduction in swirl intensity, and a reduction in fuel injection pressure. The exhaust gas purifying apparatus for a combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the degree of presence of carbon monoxide in the exhaust gas on the side is increased.
【請求項7】 上記エンジンがディーゼルエンジンであ
ることを特徴とする、請求項5又は6に記載の燃焼機関
の排気ガス浄化装置。
7. The exhaust gas purifying apparatus for a combustion engine according to claim 5, wherein the engine is a diesel engine.
【請求項8】 上記触媒金属が、銀、コバルト、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属のうちの少な
くとも1つを含むことを特徴とする、請求項1〜7のい
ずれか1つに記載の燃焼機関の排気ガス浄化装置。
8. The catalyst according to claim 1, wherein the catalyst metal contains at least one of silver, cobalt, an alkali metal, an alkaline earth metal and a rare earth metal. Exhaust gas purification device for combustion engine.
【請求項9】 上記大気汚染物質が窒素酸化物であるこ
とを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の燃
焼機関の排気ガス浄化装置。
9. The exhaust gas purifying apparatus for a combustion engine according to claim 1, wherein the air pollutant is nitrogen oxide.
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