JP2000145433A - Exhaust gas purifier for internal combustion engines - Google Patents

Exhaust gas purifier for internal combustion engines

Info

Publication number
JP2000145433A
JP2000145433A JP10317739A JP31773998A JP2000145433A JP 2000145433 A JP2000145433 A JP 2000145433A JP 10317739 A JP10317739 A JP 10317739A JP 31773998 A JP31773998 A JP 31773998A JP 2000145433 A JP2000145433 A JP 2000145433A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reducing agent
injection nozzle
absorbent
exhaust
agent injection
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.)
Pending
Application number
JP10317739A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Tawara
淳 田原
Toshihisa Sugiyama
敏久 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP10317739A priority Critical patent/JP2000145433A/en
Publication of JP2000145433A publication Critical patent/JP2000145433A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To supply reducing agent uniformly in the direction of exhaust flow, and in the radial direction, in the exhaust purifying catalyst. SOLUTION: An NOx absorber 17 that absorbs NOx when the inflowing fuel-air ratio is lean and releases the absorbed NOx when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas drops, is installed in the engine exhaust passage. An oxidizing catalyst 16 is installed upstream of the NOx absorber in the exhaust passage. Primary and secondary reducing agent injection nozzles 21, 22 are installed in the exhaust passage upstream of the oxidizing catalyst 16 in order to release and reduce the NOx within the NOx absorber 17. The particle size of the reducing agent injected from the primary reducing agent injection nozzle 21 is larger than that of the reducing agent injected from the secondary reducing agent injection nozzle. When the temperature of the NOx absorber is low, a reducing agent is supplied through the secondary reducing agent injection nozzle 22 only, and when the temperature of the NOx reducing agent is high, a reducing agent is supplied through the primary reducing agent injection nozzle 21 only.

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】本発明は内燃機関の排気浄化
装置に関する。
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】機関燃焼室内で燃焼せしめられる混合気
の空燃比をリーンにした内燃機関において、還元剤を含
む酸化雰囲気においてNOX を還元可能な排気浄化触媒
を機関排気通路内に配置すると共に、排気流れ方向に並
べられた第1および第2のHC噴射ノズルを排気浄化触
媒上流の機関排気通路内に配置し、排気浄化触媒に隣接
する第1のHC噴射ノズルと、第1のHC噴射ノズル上
流の第2のHC噴射ノズルとの間の排気通路内に酸化触
媒を配置し、これらHC噴射ノズルから排気浄化触媒に
HCを供給してHCにより排気浄化触媒においてNOX
を還元するようにした内燃機関の排気浄化装置が公知で
ある(特開平5−214926号公報参照)。
BACKGROUND OF THE INVENTION engine combustion chamber internal combustion engine in which the air-fuel ratio of the mixture burned in the lean in, along with arranging the NO X reducible exhaust gas purifying catalyst in the engine exhaust passage in an oxidizing atmosphere containing a reducing agent A first HC injection nozzle disposed in the engine exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst, and a first HC injection nozzle adjacent to the exhaust purification catalyst; place the oxidation catalyst in the exhaust passage between the second HC injection nozzle of the nozzle upstream, NO X in the exhaust purification catalyst by HC supplies HC to the exhaust purification catalyst from these HC injection nozzle
There is known an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine that reduces the pressure (see JP-A-5-214926).

【0003】この排気浄化装置では、機関高負荷運転時
には第1のHC噴射ノズルのみからHCを噴射してこの
HCにより排気浄化触媒においてNOX を還元するよう
にしている。これに対し、機関低負荷運転時には、第2
のHC噴射ノズルからHCを噴射して酸化触媒において
酸化反応せしめ、それにより排気浄化触媒の温度を高め
ると共に、第1のHC噴射ノズルからHCを噴射してこ
のHCにより排気浄化触媒においてNOX を還元するよ
うにしている。この場合、第2のHC噴射ノズルから噴
射されたHCはほとんど全てが酸化触媒において完全酸
化され、排気浄化触媒に到ったとしても酸化度合いはか
なり大きい。したがって、第2のHC噴射ノズルから噴
射されたHCは排気浄化触媒の排気上流端において反応
し、排気浄化触媒の排気下流端にまで到ることはない。
したがって、この排気浄化装置において排気浄化触媒の
排気下流端にまでHCを供給するためには第1のHC噴
射ノズルから噴射されるHCを用いるしかないことにな
る。
[0003] In the exhaust gas purifying apparatus, at the time of engine high load operation so that the reduction of NO X in the exhaust purification catalyst by the HC by injecting HC from only the first HC injection nozzle. On the other hand, during low engine load operation, the second
By injecting HC from the HC injection nozzle oxidized reaction in the oxidation catalyst, to increase the temperature of the exhaust gas purifying catalyst thereby, the NO X in the exhaust purification catalyst by the HC by injecting HC from the first HC injection nozzle I try to give back. In this case, almost all of the HC injected from the second HC injection nozzle is completely oxidized by the oxidation catalyst, and even when the HC reaches the exhaust purification catalyst, the degree of oxidation is considerably large. Therefore, HC injected from the second HC injection nozzle reacts at the exhaust upstream end of the exhaust purification catalyst and does not reach the exhaust downstream end of the exhaust purification catalyst.
Therefore, in order to supply HC to the exhaust gas downstream end of the exhaust gas purifying catalyst in this exhaust gas purifying device, it is necessary to use HC injected from the first HC injection nozzle.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
排気浄化触媒の温度が高いときに排気浄化触媒の排気下
流端にまでHCが供給されるように第1のHC噴射ノズ
ルから噴射されるHCの粒径を大きく定めると、排気浄
化触媒の温度が低いときに大きな粒径のHCが排気浄化
触媒に付着し、斯くして排気浄化触媒がHCにより被毒
するという問題点がある。一方、排気浄化触媒の温度が
低いときに排気浄化触媒がHCにより被毒しないように
第1のHC噴射ノズルから噴射されるHCの粒径を小さ
く定めると、排気浄化触媒の温度が高いときにほとんど
のHCが排気浄化触媒の排気上流端周りで消費され、斯
くして排気浄化触媒の排気下流端まで供給されないとい
う問題点がある。上述の公報はこの問題点について何ら
考慮していない。
However, for example, when the temperature of the exhaust purification catalyst is high, HC particles injected from the first HC injection nozzle are supplied so that HC is supplied to the exhaust downstream end of the exhaust purification catalyst. If the diameter is set to be large, there is a problem that HC having a large particle diameter adheres to the exhaust purification catalyst when the temperature of the exhaust purification catalyst is low, and thus the exhaust purification catalyst is poisoned by HC. On the other hand, if the particle size of HC injected from the first HC injection nozzle is set small so that the exhaust gas purification catalyst is not poisoned by HC when the temperature of the exhaust gas purification catalyst is low, when the temperature of the exhaust gas purification catalyst is high, There is a problem that most of the HC is consumed around the exhaust upstream end of the exhaust purification catalyst, and is not supplied to the exhaust downstream end of the exhaust purification catalyst. The above publication does not consider this problem at all.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に1番目の発明によれば、機関排気通路内に排気浄化触
媒を配置すると共に、排気流れ方向に並べられた複数の
還元剤噴射ノズルを排気浄化触媒上流の機関排気通路内
に配置し、これら還元剤噴射ノズルから排気浄化触媒に
還元剤を供給するようにした内燃機関の排気浄化装置に
おいて、還元剤噴射ノズルの位置が排気上流側である程
還元剤噴射ノズルから噴射される還元剤の粒径が大きく
なるようにしている。すなわち1番目の発明では、例え
ば排気浄化触媒の温度が低いときには排気下流側の還元
剤噴射ノズルから還元剤を供給し、排気浄化触媒の温度
が高いときには排気上流側の還元剤噴射ノズルから還元
剤を供給すれば、排気浄化触媒の被毒が阻止されつつ排
気浄化触媒の排気下流端まで還元剤が供給されうる。言
い換えると、排気浄化触媒の排気流れ方向に関し一様に
還元剤が供給される。また、噴射されるときの粒径が大
きい還元剤ほど、還元剤噴射ノズルから排気浄化触媒ま
での距離が長く、したがって排気浄化触媒の半径方向に
関しても一様に還元剤が供給される。
According to a first aspect of the present invention, an exhaust purification catalyst is disposed in an engine exhaust passage, and a plurality of reducing agent injection nozzles are arranged in the exhaust flow direction. Is disposed in the engine exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst, and the reducing agent injection nozzle is configured to supply the reducing agent to the exhaust purification catalyst from the reducing agent injection nozzle. The particle diameter of the reducing agent injected from the reducing agent injection nozzle is increased as the value of. That is, in the first invention, for example, when the temperature of the exhaust purification catalyst is low, the reducing agent is supplied from the reducing agent injection nozzle on the exhaust downstream side, and when the temperature of the exhaust purification catalyst is high, the reducing agent is supplied from the reducing agent injection nozzle on the exhaust upstream side. Is supplied, the reducing agent can be supplied to the exhaust downstream end of the exhaust purification catalyst while the poisoning of the exhaust purification catalyst is prevented. In other words, the reducing agent is supplied uniformly in the exhaust gas flow direction of the exhaust purification catalyst. Further, as the reducing agent having a larger particle diameter at the time of injection is used, the distance from the reducing agent injection nozzle to the exhaust purification catalyst is longer, so that the reducing agent is uniformly supplied in the radial direction of the exhaust purification catalyst.

【0006】また、2番目の発明によれば1番目の発明
において、互いに隣接する一対の還元剤噴射ノズル間の
排気通路内に酸化触媒を配置している。すなわち2番目
の発明では、排気浄化触媒の直上流の還元剤噴射ノズル
を除いて、還元剤噴射ノズルから噴射された還元剤は酸
化触媒で酸化された後に排気浄化触媒に供給される。こ
の場合、還元剤噴射ノズルの位置が排気上流側である程
還元剤噴射ノズルから噴射される還元剤の粒径が大きい
ので、酸化触媒で酸化されたとしても排気浄化触媒まで
到ることが可能となる。
According to a second aspect, in the first aspect, an oxidation catalyst is disposed in an exhaust passage between a pair of reducing agent injection nozzles adjacent to each other. That is, in the second invention, except for the reducing agent injection nozzle immediately upstream of the exhaust purification catalyst, the reducing agent injected from the reducing agent injection nozzle is supplied to the exhaust purification catalyst after being oxidized by the oxidation catalyst. In this case, since the particle size of the reducing agent injected from the reducing agent injection nozzle is larger as the position of the reducing agent injection nozzle is on the exhaust upstream side, it is possible to reach the exhaust purification catalyst even if oxidized by the oxidation catalyst. Becomes

【0007】また、3番目の発明によれば2番目の発明
において、機関運転状態に応じて還元剤噴射を行うべき
還元剤噴射ノズルを変更するようにしている。すなわち
3番目の発明では、機関運転状態に応じた最適な形で還
元剤を供給することが可能となる。
According to a third aspect, in the second aspect, the reducing agent injection nozzle for performing the reducing agent injection is changed according to the engine operating state. That is, in the third aspect, it is possible to supply the reducing agent in an optimal form according to the operating state of the engine.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1は本発明をディーゼル機関に
適用した場合を示している。しかしながら本発明を火花
点火式機関に適用することもできる。図1を参照する
と、1は機関本体、2は燃焼室、3は吸気ポート、4は
吸気弁、5は排気ポート、6は排気弁、7は燃焼室2内
に燃料を直接噴射する燃料噴射ノズルをそれぞれ示す。
各気筒の吸気ポート3はそれぞれ対応する吸気枝管8を
介して共通のサージタンク9に接続され、サージタンク
9は吸気ダクト10を介してエアクリーナ11に接続さ
れる。吸気ダクト10内にはアクチュエータ12により
駆動される吸気制御弁13が配置される。一方、各気筒
の排気ポート5は共通の排気マニホルド14および排気
管15を介して酸化触媒16NOX 吸収剤17を収容し
たケーシング18に接続され、ケーシング17は排気管
19に接続される。
FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a diesel engine. However, the present invention can be applied to a spark ignition type engine. Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a combustion chamber, 3 is an intake port, 4 is an intake valve, 5 is an exhaust port, 6 is an exhaust valve, and 7 is fuel injection for directly injecting fuel into the combustion chamber 2. Each nozzle is shown.
The intake port 3 of each cylinder is connected to a common surge tank 9 via a corresponding intake branch pipe 8, and the surge tank 9 is connected to an air cleaner 11 via an intake duct 10. An intake control valve 13 driven by an actuator 12 is arranged in the intake duct 10. On the other hand, the exhaust port 5 of each cylinder is connected to a casing 18 which accommodates an oxidation catalyst 16NO X absorbent 17 via a common exhaust manifold 14 and exhaust pipe 15, the casing 17 is connected to the exhaust pipe 19.

【0009】NOX 吸収剤17上流の排気通路内にはN
X 吸収剤17に還元剤を供給するための還元剤供給装
置20が設けられる。本実施態様において還元剤供給装
置20は排気管15内に排気流れ方向に間隙を隔てて配
置された第1および第2の還元剤噴射ノズル21,22
を具備する。これら還元剤噴射ノズル21,22はそれ
ぞれ対応する電磁弁21a,22aを介して還元剤ポン
プ24の吐出側に接続され、還元剤ポンプ24の吸入側
は図示しない還元剤タンクに接続される。第1の還元剤
噴射ノズル21から噴射される還元剤の粒径は第2の還
元剤噴射ノズル22から噴射される還元剤の粒径よりも
大きく定められており、したがって還元剤噴射ノズルの
位置が排気上流側である程還元剤噴射ノズルから噴射さ
れる還元剤の粒径が大きくされていることになる。な
お、アクチュエータ12、電磁弁21a,22a、およ
び還元剤ポンプ24は電子制御ユニット30からの出力
信号に基づいてそれぞれ制御される。
[0009] NO X in the absorbent 17 in the exhaust passage upstream of N
Reducing agent supply device 20 for supplying a reducing agent to O X absorbent 17 is provided. In the present embodiment, the reducing agent supply device 20 includes first and second reducing agent injection nozzles 21 and 22 arranged in the exhaust pipe 15 with a gap in the exhaust gas flow direction.
Is provided. These reducing agent injection nozzles 21 and 22 are connected to the discharge side of a reducing agent pump 24 via corresponding solenoid valves 21a and 22a, respectively, and the suction side of the reducing agent pump 24 is connected to a reducing agent tank (not shown). The particle size of the reducing agent injected from the first reducing agent injection nozzle 21 is determined to be larger than the particle size of the reducing agent injected from the second reducing agent injection nozzle 22, and therefore, the position of the reducing agent injection nozzle Is closer to the exhaust upstream side, the particle diameter of the reducing agent injected from the reducing agent injection nozzle is larger. The actuator 12, the solenoid valves 21a and 22a, and the reducing agent pump 24 are controlled based on output signals from the electronic control unit 30, respectively.

【0010】還元剤は炭化水素、水素、およびアルコー
ルから選択することができ、気体でも液体でもよい。本
実施態様では還元剤として機関の燃料(軽油)が用いら
れる。したがって還元剤タンクは燃料タンクから形成さ
れ、追加の還元剤タンクを必要としない。電子制御ユニ
ット(ECU)30はデジタルコンピュータからなり、
双方向性バス31を介して相互に接続されたROM(リ
ードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセスメ
モリ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、常時
電源に接続されているB−RAM(バックアップRA
M)35、入力ポート36、および出力ポート37を具
備する。サージタンク9にはサージタンク9内の絶対圧
PMに比例した出力電圧を発生する圧力センサ38が取
り付けられ、排気管19内にはNOX 吸収剤17から流
出した排気の温度に比例した出力電圧を発生する温度セ
ンサ39が取り付けられる。この排気の温度はNOX
収剤温度TNAを表している。また、踏み込み量センサ
40はアクセルペダルの踏み込み量DEPに比例した出
力電圧を発生する。これらセンサ38,39,40の出
力電圧はそれぞれ対応するAD変換器41を介して入力
ポート36に入力される。また、入力ポート36には機
関回転数Nを表す出力パルスを発生する回転数センサ4
2が接続される。一方、出力ポート37はそれぞれ対応
する駆動回路43を介してアクチュエータ12および還
元剤ポンプ24にそれぞれ接続される。
[0010] The reducing agent can be selected from hydrocarbons, hydrogen and alcohols and can be gaseous or liquid. In this embodiment, engine fuel (light oil) is used as the reducing agent. Thus, the reductant tank is formed from a fuel tank and does not require an additional reductant tank. The electronic control unit (ECU) 30 comprises a digital computer,
A ROM (read only memory) 32, a RAM (random access memory) 33, a CPU (microprocessor) 34, a B-RAM (backup RA) connected to a power source at all times via a bidirectional bus 31
M) 35, an input port 36, and an output port 37. A pressure sensor 38 for generating an output voltage proportional to the absolute pressure PM in the surge tank 9 is attached to the surge tank 9, and an output voltage proportional to the temperature of exhaust gas flowing out of the NO X absorbent 17 is provided in the exhaust pipe 19. Is mounted. Temperature of the exhaust represents the NO X absorbent temperature TNA. Further, the depression amount sensor 40 generates an output voltage proportional to the depression amount DEP of the accelerator pedal. The output voltages of these sensors 38, 39, 40 are input to the input port 36 via the corresponding AD converters 41, respectively. The input port 36 has a rotation speed sensor 4 for generating an output pulse representing the engine rotation speed N.
2 are connected. On the other hand, the output ports 37 are respectively connected to the actuator 12 and the reducing agent pump 24 via the corresponding drive circuits 43.

【0011】ケーシング17内に収容されているNOX
吸収剤17は例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムK,ナトリウム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、パラジウムPd、ロジウムRh、イリジ
ウムIrのような貴金属とが担持されている。排気通路
内の或る位置よりも上流の排気通路内、燃焼室内、およ
び吸気通路内に供給された全燃料量および全還元剤量に
対する全空気量の比をその位置を流通する排気の空燃比
と称すると、このNOX 吸収剤17は流入する排気の空
燃比がリーンのときにはNOX を吸収し、流入する排気
中の酸素濃度が低下すると吸収したNOX を放出するN
X の吸放出作用を行う。なお、NOX 吸収剤17上流
の排気通路内に燃料或いは空気が供給されない場合には
NOX 吸収剤17に流入する排気の空燃比は機関に供給
された燃料量に対する空気量の比に一致する。
NO X stored in casing 17
The absorbent 17 is made of, for example, alumina as a carrier. On this carrier, for example, alkali metals such as potassium K, sodium Na, lithium Li, and cesium Cs, alkaline earths such as barium Ba and calcium Ca, lanthanum La, and yttrium Y are used. At least one selected from such rare earths and a noble metal such as platinum Pt, palladium Pd, rhodium Rh, and iridium Ir are supported. The ratio of the total air amount to the total fuel amount and the total reducing agent amount supplied into the exhaust passage, the combustion chamber, and the intake passage upstream of a certain position in the exhaust passage is determined by the air-fuel ratio of the exhaust flowing through the position. when called, the air-fuel ratio of the the NO X absorbent 17 flows exhaust gas absorbs the NO X when the lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas to release NO X absorbed and reduced N
Absorption and desorption of O X out perform the action. Note that matches the ratio of the air quantity for the air-fuel ratio is the amount of fuel supplied to the engine of the exhaust gas flowing to the NO X absorbent 17 when the fuel or air to the NO X absorbent 17 in the exhaust passage upstream of is not supplied .

【0012】上述のNOX 吸収剤17を機関排気通路内
に配置すればこのNOX 吸収剤17は実際にNOX の吸
放出作用を行うが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。しかしながらこの吸
放出作用は図2(A)および図2(B)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Ba
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。
If the above-mentioned NO X absorbent 17 is disposed in the engine exhaust passage, the NO X absorbent 17 actually performs the NO X absorption / release operation, but the detailed mechanism of this absorption / release operation is not clear. There is also. However, it is considered that this absorption / release action is performed by a mechanism as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B). Next, regarding this mechanism, platinum Pt and barium Ba are deposited on the carrier.
Will be described as an example in the case of carrying other precious metals,
The same mechanism is obtained by using an alkali metal, an alkaline earth, or a rare earth.

【0013】すなわち、流入する排気がかなりリーンに
なると流入する排気中の酸素濃度が大巾に増大し、図2
(A)に示されるようにこれら酸素O2 がO2 - または
2-の形で白金Ptの表面に付着する。一方、流入する
排気中のNOは白金Ptの表面上でO2 - またはO2-
反応し、NO2 となる(2NO+O2 →2NO2 )。次
いで生成されたNO2 の一部は白金Pt上でさらにに酸
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2(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N
X がNOX 吸収剤17内に吸収される。
That is, when the inflowing exhaust gas becomes considerably lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas greatly increases.
As shown in (A), these oxygens O 2 adhere to the surface of platinum Pt in the form of O 2 or O 2− . On the other hand, NO in the exhaust gas that flows in reacts with O 2 or O 2− on the surface of platinum Pt to become NO 2 (2NO + O 2 → 2NO 2 ). Then part of the produced NO 2 while bonding with the barium oxide BaO is absorbed into the absorbent while being further oxidized on the platinum Pt, 2 nitrate ions NO 3 as shown in (A) - of It diffuses into the absorbent in form. Thus N
O X is absorbed in the NO X absorbent 17.

【0014】流入する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。これに対して流入する排
気中の酸素濃度が低下してNO2 の生成量が低下すると
反応が逆方向(NO3 - →NO2 )に進み、斯くして吸
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、流入する排気中の酸素濃度が低
下すると図2(B)に示されるようにNOX 吸収剤17
からNOX が放出されることになる。流入する排気のリ
ーンの度合が低くなれば流入する排気中の酸素濃度が低
下し、したがって流入する排気のリーンの度合を低くす
ればNOX 吸収剤17からNOX が放出されることにな
る。
[0014] NO 2 is produced on the surface of the oxygen concentration is as high as platinum Pt in the inflowing exhaust gas, as long as NO 2 to NO X absorbing capacity of the absorbent is not saturated is absorbed in the absorbent and nitrate ions NO 3 - Is generated. On the other hand, when the oxygen concentration in the exhaust gas that flows in decreases and the amount of generated NO 2 decreases, the reaction proceeds in the reverse direction (NO 3 → NO 2 ), and thus the nitrate ions NO 3 There are released from the absorbent in the form of NO 2. That is, when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases the NO X absorbent as shown in FIG. 2 (B) 17
NO X is to be released from the. The oxygen concentration in the exhaust gas lean degree of the exhaust gas flowing to flow the lower the lowered, thus NO X from the NO X absorbent 17 when lowering the lean degree of the exhaust gas flowing is to be released.

【0015】一方、このときNOX 吸収剤17に還元剤
(HC)を供給するとこの還元剤および排気中の未燃H
C,COは白金Pt上の酸素O2 - またはO2-と反応し
て酸化せしめられる。また、NOX 吸収剤17にある程
度の量の還元剤を供給するとNOX 吸収剤17に流入す
る排気の空燃比がリーンであっても、白金Pt周りの酸
素濃度が局所的に低下するために吸収剤からNO2 が放
出され、このNO2 は図2(B)に示されるように還元
剤および未燃HC,COと反応して還元せしめられる。
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。し
たがって、NOX 吸収剤17にある程度の量の還元剤を
供給すればNOX 吸収剤17に流入する排気の空燃比が
リーンであってもNOX 吸収剤17からNOX が放出さ
れ、放出されたNOX が還元されることになる。
Meanwhile, when supplying a reducing agent (HC) in this case the NO X absorbent 17 unburned H in the reducing agent and the exhaust
C and CO react with oxygen O 2 - or O 2- on platinum Pt to be oxidized. Also, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing to the NO X absorbent 17 is supplied a certain amount of reducing agent to the NO X absorbent 17 is a lean, because the oxygen concentration around the platinum Pt is lowered locally NO 2 is released from the absorbent, and this NO 2 is reduced by reacting with the reducing agent and unburned HC and CO as shown in FIG. 2 (B).
In this way, when NO 2 is no longer present on the surface of platinum Pt, NO 2 is released from the absorbent one after another. Accordingly, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing to the NO X absorbent 17 be supplied a certain amount of reducing agent to the NO X absorbent 17 is NO X is released from the NO X absorbent 17 even lean, is released and NO X is to be reduced.

【0016】図1に示されるようなディーゼル機関では
通常、機関から排出されるスモークや微粒子を低減する
ために、燃焼室2内で燃焼される混合気の平均空燃比は
理論空燃比よりもリーンに維持されている。したがって
通常運転時にNOX 吸収剤17に流入する排気の空燃比
はリーンとなるのでこのとき機関から排出されたNO X
はNOX 吸収剤17に吸収される。
In a diesel engine as shown in FIG.
Usually reduces smoke and particulates emitted from engines
Therefore, the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the combustion chamber 2 is
It is maintained leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore
NO during normal operationXAir-fuel ratio of exhaust gas flowing into absorbent 17
Is lean, so the NO discharged from the engine at this time X
Is NOXAbsorbed by the absorbent 17.

【0017】ところが、NOX 吸収剤17のNOX 吸収
能力には限界があるのでNOX 吸収剤17のNOX 吸収
能力が飽和する前にNOX 吸収剤17からNOX を放出
させる必要がある。NOX 吸収剤17からNOX を放出
させるべくNOX 吸収剤17に還元剤が供給されたとき
のNOX 吸収剤17のNOX 放出速度、およびNOX
元反応速度はNOX 吸収剤温度TNAに依存し、したが
ってNOX 吸収剤17のNOX 浄化率Rは図3に示され
るようにNOX 吸収剤温度TNAに依存する。図3から
わかるように、NOX 吸収剤温度TNAがNOX 吸収剤
17の種類に応じて定まるしきい温度T1よりも高くな
るとNOX 浄化率Rが許容最低浄化率R1よりも高くな
る。また、NOX 吸収剤温度TNAがしきい温度T1よ
りも低いときにはNO X を良好に放出、還元できないば
かりでなく、NOX 吸収剤17に供給された還元剤が酸
化されることなくNOX 吸収剤17から流出する。
However, NOXNO of absorbent 17Xabsorption
NO because the ability is limitedXNO of absorbent 17Xabsorption
NO before capacity saturatesXNO from absorbent 17XRelease
Need to be done. NOXNO from absorbent 17XRelease
NO to letXWhen the reducing agent is supplied to the absorbent 17
NOXNO of absorbent 17XRelease rate, and NOXReturn
Original reaction rate is NOXDepends on the absorbent temperature TNA, but
NOXNO of absorbent 17XThe purification rate R is shown in FIG.
So noXDepends on the absorbent temperature TNA. From FIG.
As you can see, NOXAbsorbent temperature TNA is NOXAbsorbent
It should be higher than the threshold temperature T1 determined according to the type of 17
NOXPurification rate R is higher than allowable minimum purification rate R1
You. NOXAbsorbent temperature TNA is equal to threshold temperature T1
NO when low XIf it cannot be released and reduced
NOXThe reducing agent supplied to the absorbent 17 is an acid
NO without being convertedXIt flows out of the absorbent 17.

【0018】そこで本実施態様では、NOX 吸収剤温度
TNAがしきい温度T1よりも低いときに還元剤供給装
置20の還元剤供給作用を停止し、NOX 吸収剤温度T
NAがしきい温度T1よりも高くなったときに還元剤供
給装置20の還元剤供給作用を予め定められた設定時間
だけ行ってNOX 吸収剤17から吸収されているNO X
を放出させ、放出されたNOX を還元するようにしてい
る。
Therefore, in this embodiment, NOXAbsorbent temperature
When the TNA is lower than the threshold temperature T1, the reducing agent supply
The reducing agent supply operation of the device 20 is stopped and NOXAbsorbent temperature T
When the NA becomes higher than the threshold temperature T1, the reducing agent is supplied.
A predetermined set time for the reducing agent supply operation of the supply device 20
Just go and noXNO absorbed from absorbent 17 X
And released NOXTo reduce
You.

【0019】この場合、NOX 吸収剤17に流入する排
気の空燃比が理論空燃比またはリッチとなるように還元
剤を供給すればNOX 吸収剤17内のNOX を速やかに
放出、還元することができる。しかしながら、図1に示
すようなディーゼル機関においてNOX 吸収剤17に流
入する排気の空燃比を理論空燃比またはリッチにするた
めには多量の還元剤を必要とし、一方、上述したように
NOX 吸収剤17に流入する排気の空燃比がリーンであ
ってもNOX 吸収剤17からNOX が放出され、放出さ
れたNOX が還元される。そこで本実施態様では、NO
X 吸収剤17内のNOX を放出、還元すべく還元剤供給
作用を行っているときにはNOX 吸収剤17に流入する
排気の空燃比がリーンに維持されるようにしている。
[0019] In this case, the NO X absorbent rapidly released air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X in the NO X absorbent 17 needs to supply the reducing agent so that the stoichiometric air-fuel ratio or rich to 17, reduced be able to. However, in order to make the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing to the NO X absorbent 17 in the diesel engine shown in FIG. 1 to the stoichiometric air-fuel ratio or rich requires a large amount of reducing agent, whereas, as described above NO X air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the absorbent 17 is NO X is released from the NO X absorbent 17 even lean, released NO X is reduced. Therefore, in this embodiment, NO
Releasing NO X in the X absorbent 17, so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing to the NO X absorbent 17 is maintained lean when performing a reducing agent supply serves to reduction.

【0020】還元剤供給装置20から供給された還元剤
はまず酸化触媒16に到り、ここで還元剤が部分酸化さ
れ、次いでNOX 吸収剤17に流入する。その結果、N
X吸収剤17に流入する排気の温度が上昇せしめら
れ、NOX 吸収剤17のNOX放出率および還元率が高
く維持される。また、還元剤が部分酸化されることによ
りNOX 吸収剤17に流入する排気中の酸素濃度が低下
せしめられ、さらに還元剤がNOX とより反応しやすい
状態にせしめられ、これらによってもNOX 吸収剤17
のNOX 放出率および還元率が高く維持される。
The reducing agent supplied from the reducing agent supply device 20 first reaches the oxidation catalyst 16, where the reducing agent is partially oxidized, and then flows into the NO x absorbent 17. As a result, N
Temperature of the exhaust gas flowing into the O X absorbent 17 is raised, NO X emission rate and the reduction rate of the NO X absorbent 17 is kept high. Further, the oxygen concentration in the exhaust gas flowing to the NO X absorbent 17 is made to decrease by the reducing agent is partially oxidized and further a reducing agent is made to more easily reacts with state NO X, also NO X by these Absorbent 17
NO X emission rate and the reduction ratio of can be maintained high.

【0021】NOX 吸収剤17内のNOX を放出、還元
すべきときには還元剤供給装置20から単位時間当たり
qNだけ還元剤が供給される。このqNは還元剤消費率
を小さく維持しつつNOX 吸収剤17内のNOX を良好
に放出、還元させるのに最適な還元剤量であり、予め実
験により求められている。qNはサージタンク9内の絶
対圧PMおよび機関回転数Nの関数として図4に示すマ
ップの形で予めROM32内に記憶されている。
[0021] the NO X absorbent release the NO X in the 17, only qN per unit time from the reducing agent supply device 20 reducing agent is supplied to the time to reduction. This qN is favorably emits NO X in the NO X absorbent 17 while maintaining a small reducing agent consumption ratio is optimal amount of reducing agent to be reduced, are obtained by experiments in advance. qN is stored in the ROM 32 in advance in the form of a map shown in FIG. 4 as a function of the absolute pressure PM in the surge tank 9 and the engine speed N.

【0022】本実施態様では、還元剤供給装置20から
還元剤を供給する場合、機関運転状態に応じて還元剤噴
射を行うべき還元剤噴射ノズルが変更される。次にこの
ことについて説明する。NOX 吸収剤温度TNAが予め
定められた第1の切り換え温度TS1(>T1)よりも
低いときには第2の還元剤噴射ノズル22のみから還元
剤が供給される。第1の還元剤噴射ノズル21から噴射
される還元剤の粒径は比較的大きいのでNOX 吸収剤温
度TNAが低いときに第1の還元剤噴射ノズル21から
還元剤を供給すると、この粒径の大きな還元剤がNOX
吸収剤17表面に付着、残留していわゆるHC被毒が生
ずる恐れがある。そこで、TNA<TS1のときには第
2の還元剤噴射ノズル22のみから還元剤を供給し、N
X 吸収剤17のHC被毒を阻止するようにしている。
この場合、第2の還元剤噴射ノズル22から噴射される
還元剤の粒径はNOX 吸収剤17の排気下流端でちょう
ど完全酸化されるように定められており、したがってN
X 吸収剤17の排気流れ方向に関し一様に還元剤が供
給される。また、第2の還元剤噴射ノズル22から噴射
される還元剤の粒径は比較的小さいので第2の還元剤噴
射ノズル22から噴射された還元剤は半径方向に容易に
拡散し、したがってNOX 吸収剤17の半径方向に関し
ても一様に還元剤が供給される。
In this embodiment, when the reducing agent is supplied from the reducing agent supply device 20, the reducing agent injection nozzle for performing the injection of the reducing agent is changed according to the operating state of the engine. Next, this will be described. When the NO X absorbent temperature TNA first switching temperature TS1 (> T1) lower than a predetermined reducing agent is supplied from only the second reducing agent injection nozzle 22. When supplying a reducing agent from the first reducing agent injection nozzle 21 when the first particle size of the reducing agent injected from the reducing agent injection nozzle 21 is relatively large because the NO X absorbent temperature TNA is low, the particle size big reducing agent is NO X of
There is a possibility that so-called HC poisoning may occur by adhering and remaining on the surface of the absorbent 17. Therefore, when TNA <TS1, the reducing agent is supplied only from the second reducing agent injection nozzle 22 and N
HC of O X absorbent 17 so as to prevent poisoning.
In this case, the particle size of the reducing agent injected from the second reducing agent injection nozzle 22 is determined to be just completely oxidized in the exhaust downstream end of the NO X absorbent 17, therefore N
Uniformly reducing agent relates to an exhaust flow direction of O X absorbent 17 is supplied. Further, since the particle diameter of the reducing agent injected from the second reducing agent injection nozzle 22 is relatively small, the reducing agent injected from the second reducing agent injection nozzle 22 is easily diffused in the radial direction, and therefore NO X The reducing agent is also supplied uniformly in the radial direction of the absorbent 17.

【0023】一方、NOX 吸収剤温度TNAが第1の切
り換え温度TS1よりも高く第2の切り換え温度TS2
(>TS1)よりも低いときには第1の還元剤噴射ノズ
ル21のみから還元剤が供給される。NOX 吸収剤温度
TNAが高いときに第2の還元剤噴射ノズル22から還
元剤を供給するとこの還元剤の粒径は小さいのでNO X
吸収剤17の排気上流側においてほとんどが消費され、
NOX 吸収剤17の排気下流端まで到達できない。そこ
で、TS2>TNA>TS1のときには第1の還元剤噴
射ノズル21のみから比較的粒径の大きな還元剤をNO
X 吸収剤17に供給し、それにより排気流れ方向に関し
一様に還元剤が供給されるようにしている。また、第1
の還元剤噴射ノズル21からNOX 吸収剤22までの距
離が長いので比較的粒径の大きな還元剤も半径方向に充
分拡散し、したがって半径方向に関しても一様に還元剤
が供給される。
On the other hand, NOXAbsorbent temperature TNA is the first cut
Second switching temperature TS2 higher than switching temperature TS1
(> TS1), the first reducing agent injection nozzle
The reducing agent is supplied only from the fuel tank 21. NOXAbsorbent temperature
When the TNA is high, return from the second reducing agent injection nozzle 22
When the base agent is supplied, the particle size of the reducing agent is small, so NO X
Most is consumed on the exhaust upstream side of the absorbent 17,
NOXIt cannot reach the exhaust downstream end of the absorbent 17. There
When TS2> TNA> TS1, the first reducing agent injection
The reducing agent having a relatively large particle diameter is changed to NO
XTo the absorbent 17, whereby the exhaust flow direction
The reducing agent is supplied uniformly. Also, the first
NO from the reducing agent injection nozzle 21XDistance to absorbent 22
Due to the long separation, the reducing agent with a relatively large particle size can be filled in the radial direction.
Diffuser, and thus uniformly in the radial direction
Is supplied.

【0024】NOX 吸収剤温度TNAが第2の切り換え
温度TS2よりも高いときには第1および第2の還元剤
噴射ノズル21,22から還元剤が供給され、それによ
りNOX 吸収剤17に多量の還元剤が供給されうるよう
にしている。この場合例えば、還元剤供給装置20から
供給されるべき全還元剤量qNに対し、第1の還元剤噴
射ノズル21の還元剤噴射量q1はqN・m(mは1よ
りも小さい一定値)とされ、第2の還元剤噴射ノズル2
2の還元剤噴射量q2はqN・(1−m)とされる。
[0024] the NO X absorbent temperature TNA is when higher than the second switching temperature TS2 reducing agent is supplied from the first and second reducing agent injection nozzle 21, thereby a large amount in the NO X absorbent 17 A reducing agent can be supplied. In this case, for example, the reducing agent injection amount q1 of the first reducing agent injection nozzle 21 is qN · m (m is a constant value smaller than 1) with respect to the total reducing agent amount qN to be supplied from the reducing agent supply device 20. And the second reducing agent injection nozzle 2
The reducing agent injection amount q2 of 2 is qN · (1-m).

【0025】このように機関運転状態に応じて還元剤を
噴射すべき還元剤噴射ノズルを変更することにより、機
関運転状態に関わらず最適な性状の還元剤をNOX 吸収
剤17に供給することができる。ところで、本実施態様
では上述したように、NOX 吸収剤17内のNOX を放
出、還元すべきときにNOX 吸収剤17に流入する排気
の空燃比はリーンであり、NOX 吸収剤17の表面の酸
素濃度が局所的に低下することによりNOX 吸収剤17
からNOX が放出され、還元される。このようなNOX
の放出、還元作用を効果的に行うためには充分に気化し
た還元剤をNOX 吸収剤17に供給するよりもむしろ液
滴の形で還元剤を供給したほうが好ましいことが確認さ
れている。一方、還元剤噴射ノズルの位置が排気上流側
である程、すなわち還元剤噴射ノズルとNOX 吸収剤1
7との距離が長いほどその還元剤噴射ノズルから噴射さ
れた還元剤が気化および軽質化しやすい。
[0025] be provided by changing the reducing agent injection nozzle to be injected reducing agent in accordance with this way the engine operating condition, the reducing agent optimal properties regardless the engine operating condition in the NO X absorbent 17 Can be. Incidentally, as described above in this embodiment, releasing the NO X in the NO X absorbent 17, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing to the NO X absorbent 17 when to be reduced is a lean, the NO X absorbent 17 the NO X absorbent 17 by the oxygen concentration of the surface of the drops locally
NO X is released, it is reduced from. NO X like this
It has been confirmed that it is more preferable to supply the reducing agent in the form of droplets than to supply the sufficiently vaporized reducing agent to the NO x absorbent 17 in order to effectively perform the release and reduction actions of NO. On the other hand, the more the position of the reducing agent injection nozzle is the exhaust upstream side, i.e. the reducing agent injection nozzle and the NO X absorbent 1
As the distance from the reducing agent 7 increases, the reducing agent injected from the reducing agent injection nozzle is more likely to be vaporized and lightened.

【0026】そこで本実施態様では、還元剤噴射ノズル
の位置が排気上流側である程還元剤噴射ノズルから噴射
される還元剤の粒径が大きくなるようにし、それにより
還元剤の気化および軽質化が抑制されるようにしてい
る。したがって、NOX 吸収剤17のNOX 放出、還元
作用を効率的に行うことができる。図5は予め定められ
た設定時間毎の割り込みによって実行される割り込みル
ーチンを示している。
Therefore, in the present embodiment, the particle size of the reducing agent injected from the reducing agent injection nozzle is increased as the position of the reducing agent injection nozzle is on the exhaust upstream side, whereby the reducing agent is vaporized and lightened. Is to be suppressed. Therefore, the NO X releasing and reducing actions of the NO X absorbent 17 can be performed efficiently. FIG. 5 shows an interruption routine executed by interruption every predetermined time.

【0027】図5を参照すると、まずステップ50では
フラグがセットされているか否かが判別される。このフ
ラグは還元剤供給装置20から還元剤を供給すべきとき
にセットされ、還元剤の供給を停止すべきときにリセッ
トされる。フラグがリセットされているときには次いで
ステップ51に進み、NOX 吸収剤温度TNAがしきい
温度T1よりも高いか否かが判別される。TNA>T1
のときには次いでステップ52に進み、前回の処理サイ
クルにおいてNOX 吸収剤温度TNAがT1以下であっ
たか否かが判別される。前回の処理サイクルにおいてT
NA≦T1のとき、すなわちNOX 吸収剤温度TNAが
しきい温度T1を越えて上昇したときには次いでステッ
プ53に進み、フラグがセットされる。これに対し、ス
テップ51においてTNA≦T1のとき、またはステッ
プ52において前回の処理サイクルにおいてTNA>T
1のときには処理サイクルを終了する。
Referring to FIG. 5, first, at step 50, it is determined whether or not a flag is set. This flag is set when the reducing agent is to be supplied from the reducing agent supply device 20, and is reset when the supply of the reducing agent is to be stopped. Flag routine goes to step 51 when it is reset, NO X absorbent temperature TNA whether higher than the threshold temperature T1 is determined. TNA> T1
The routine goes to step 52, whether the NO X absorbent temperature TNA was a T1 or less in the last processing cycle is determined at the time of. T in the previous processing cycle
When NA ≦ T1, i.e. the NO X absorbent temperature TNA is routine goes to step 53 when the rise above the threshold temperature T1, the flag is set. On the other hand, when TNA ≦ T1 in step 51, or in step 52, TNA> T in the previous processing cycle.
If it is 1, the processing cycle ends.

【0028】フラグがセットされたときにはステップ5
0からステップ54に進み、フラグがセットされている
時間を表すカウンタ値Cが1だけインクリメントされ
る。続くステップ55ではカウント値Cが設定値C1よ
りも大きいか否かが判別される。C≦C1のときには処
理サイクルを終了する。C>C1のときには還元剤供給
装置20の還元剤供給作用が一定時間行われたと判断し
てステップ56に進みフラグがリセットされる。続くス
テップ57ではカウンタ値Cがクリアされる。
Step 5 when the flag is set
From 0, the process proceeds to step 54, where the counter value C representing the time during which the flag is set is incremented by one. In a succeeding step 55, it is determined whether or not the count value C is larger than the set value C1. When C ≦ C1, the processing cycle ends. When C> C1, it is determined that the reducing agent supply operation of the reducing agent supply device 20 has been performed for a predetermined time, and the routine proceeds to step 56, where the flag is reset. In the following step 57, the counter value C is cleared.

【0029】図6は第1および第2の還元剤噴射ノズル
21,22の還元剤噴射量q1,q2の算出ルーチンが
示される。このルーチンは予め定められた設定時間毎の
割り込みによって実行される。図6を参照すると、まず
ステップ60ではフラグがセットされているか否かが判
別される。フラグがリセットされているときには次いで
ステップ61に進み、第1の還元剤噴射ノズル21の還
元剤噴射量q1および第2の還元剤噴射ノズル22の還
元剤噴射量q2が共に零にされる。すなわち、還元剤供
給装置20からの還元剤供給作用が停止される。これに
対しフラグがセットされているときには次いでステップ
62に進み、図4のマップからqNが算出される。続く
ステップ63ではNOX 吸収剤温度TNAが第2の切り
換え温度TS2よりも高いか否かが判別される。TNA
≦TS2のときには次いでステップ64に進み、NOX
吸収剤温度TNAが第1の切り換え温度TS1よりも高
いか否かが判別される。TNA≦TS1のときには次い
でステップ65に進み、第1の還元剤噴射ノズル21の
還元剤噴射量q1が零とされ、第2の還元剤噴射ノズル
22の還元剤噴射量q2がqNとされる。すなわち、第
2の還元剤噴射ノズル22からのみ還元剤が噴射され
る。これに対し、TNA>TS1のときにはステップ6
4からステップ66に進み、第1の還元剤噴射ノズル2
1の還元剤噴射量q1がqNとされ、第2の還元剤噴射
ノズル22の還元剤噴射量q2が零とされる。すなわ
ち、第1の還元剤噴射ノズル21からのみ還元剤が噴射
される。一方、フラグがセットされているときにはステ
ップ63からステップ67に進み、第1の還元剤噴射ノ
ズル21の還元剤噴射量q1がqN・mとされ、第2の
還元剤噴射ノズル22の還元剤噴射量q2がqN・(1
−m)とされる。
FIG. 6 shows a routine for calculating the reducing agent injection amounts q1 and q2 of the first and second reducing agent injection nozzles 21 and 22. This routine is executed by interruption every predetermined set time. Referring to FIG. 6, first, in step 60, it is determined whether a flag is set. When the flag is reset, the routine proceeds to step 61, where the reducing agent injection amount q1 of the first reducing agent injection nozzle 21 and the reducing agent injection amount q2 of the second reducing agent injection nozzle 22 are both made zero. That is, the reducing agent supply operation from the reducing agent supply device 20 is stopped. On the other hand, when the flag is set, the routine proceeds to step 62, where qN is calculated from the map of FIG. The following step 63 the the NO X absorbent temperature TNA whether high is determined than the second switching temperature TS2. TNA
If ≦ TS2, the routine proceeds to step 64, where NO X
It is determined whether the absorbent temperature TNA is higher than the first switching temperature TS1. When TNA ≦ TS1, the routine proceeds to step 65, where the reducing agent injection amount q1 of the first reducing agent injection nozzle 21 is set to zero, and the reducing agent injection amount q2 of the second reducing agent injection nozzle 22 is set to qN. That is, the reducing agent is injected only from the second reducing agent injection nozzle 22. On the other hand, when TNA> TS1, step 6
4 to step 66, where the first reducing agent injection nozzle 2
The first reducing agent injection amount q1 is set to qN, and the reducing agent injection amount q2 of the second reducing agent injection nozzle 22 is set to zero. That is, the reducing agent is injected only from the first reducing agent injection nozzle 21. On the other hand, when the flag is set, the process proceeds from step 63 to step 67, where the reducing agent injection amount q1 of the first reducing agent injection nozzle 21 is set to qN · m, and the reducing agent injection amount of the second reducing agent injection nozzle 22 is set. The quantity q2 is qN · (1
-M).

【0030】図7に別の実施態様を示す。図7を参照す
ると、本実施態様は酸化触媒16とNOX 吸収剤17間
に形成されるケーシング18内に第3の還元剤噴射ノズ
ル23が配置される点で図1に示す実施態様と構成を異
にしている。この第3の還元剤噴射ノズル23は対応す
る電磁弁23aを介して還元剤ポンプ24に接続され
る。第3の還元剤噴射ノズル23から噴射される還元剤
の粒径は第2の還元剤噴射ノズル22から噴射される還
元剤の粒径よりも小さく、したがって、還元剤噴射ノズ
ルの位置が排気上流側である程還元剤噴射ノズルから噴
射される還元剤の粒径が大きくなるということになる。
FIG. 7 shows another embodiment. Referring to FIG. 7, this embodiment and the embodiment shown in FIG. 1 in that the third reducing agent injection nozzle 23 is disposed in a casing 18 which is formed between the oxidation catalyst 16 and the NO X absorbent 17 structure Is different. The third reducing agent injection nozzle 23 is connected to a reducing agent pump 24 via a corresponding solenoid valve 23a. The particle size of the reducing agent injected from the third reducing agent injection nozzle 23 is smaller than the particle size of the reducing agent injected from the second reducing agent injection nozzle 22, and therefore, the position of the reducing agent injection nozzle is located upstream of the exhaust gas. The closer to the side, the larger the particle size of the reducing agent injected from the reducing agent injection nozzle.

【0031】本実施態様でも、NOX 吸収剤温度TNA
が第1の切り換え温度TS1よりも低いときには第2の
還元剤噴射ノズル22のみから還元剤が供給され、NO
X 吸収剤温度TNAが第1の切り換え温度TS1よりも
高く第2の切り換え温度TS2よりも低いときには第1
の還元剤噴射ノズル21のみから還元剤が供給される。
その結果、NOX 吸収剤17の排気流れ方向および半径
方向に関し一様に還元剤が供給される。
[0031] In the present embodiment, NO X absorbent temperature TNA
Is lower than the first switching temperature TS1, the reducing agent is supplied only from the second reducing agent injection nozzle 22 and NO
When the X absorbent temperature TNA is higher than the first switching temperature TS1 and lower than the second switching temperature TS2, the first
The reducing agent is supplied only from the reducing agent injection nozzle 21.
As a result, the reducing agent is supplied uniformly in the exhaust flow direction and the radial direction of the NO X absorbent 17.

【0032】一方、NOX 吸収剤温度TNAが第2の切
り換え温度TS2よりも高いときには第1の還元剤噴射
ノズル21に加えて、第3の還元剤噴射ノズル23から
還元剤が供給される。NOX 吸収剤温度TNAがかなり
高いときにはNOX 吸収剤17の排気下流端まで還元剤
が到達するのが困難であり、これを可能とするために例
えば第1の還元剤噴射ノズル21から噴射される還元剤
の粒径を非常に大きくすると酸化触媒16に多量の還元
剤が付着、残存し、あるいはTNA<TS2のときにN
X 吸収剤17に多量の還元剤が付着、残存する恐れが
ある。そこで、第3の還元剤噴射ノズル23から噴射さ
れる還元剤の粒径を酸化触媒16から流出するときの還
元剤の粒径よりも大きくなるように定め、TNA>TS
2のときに第3の還元剤噴射ノズル23から還元剤を噴
射することによりNOX 吸収剤温度がかなり高いときに
もNOX 吸収剤17の排気下流端にまで還元剤が到達し
得るようにしている。一方、第3の還元剤噴射ノズル2
3から噴射される還元剤の粒径は第2の還元剤噴射ノズ
ル22から噴射される還元剤の粒径よりも小さく、した
がって第3の還元剤噴射ノズル23から噴射された還元
剤は半径方向に極めて容易に拡散しうる。
On the other hand, NO X absorbent temperature TNA is when higher than the second switching temperature TS2 in addition to the first reducing agent injection nozzle 21, the reducing agent is supplied from the third reducing agent injection nozzle 23. NO when X absorbent temperature TNA is considerably higher are difficult to reach reducing agent to the exhaust downstream end of the NO X absorbent 17, it is injected from the first reducing agent injection nozzle 21 for example in order to make this possible When the particle size of the reducing agent is very large, a large amount of the reducing agent adheres to and remains on the oxidation catalyst 16, or when TNA <TS2, N
O X absorbent 17 to adhere a large amount of reducing agent, which may remain. Therefore, the particle size of the reducing agent injected from the third reducing agent injection nozzle 23 is determined to be larger than the particle size of the reducing agent when flowing out of the oxidation catalyst 16, and TNA> TS
And when two third of the reducing agent injection nozzle 23 as a reducing agent to the exhaust downstream end of the NO X absorbent 17 even when the NO X absorbent temperature is considerably higher by injecting reducing agent can reach ing. On the other hand, the third reducing agent injection nozzle 2
The particle size of the reducing agent injected from the third reducing agent injection nozzle 22 is smaller than the particle size of the reducing agent injected from the second reducing agent injection nozzle 22, and therefore, the reducing agent injected from the third reducing agent injection nozzle 23 Can be diffused very easily.

【0033】図8は第1から第3の還元剤噴射ノズル2
1,22,23の還元剤噴射量q1,q2,q3の算出
ルーチンが示される。このルーチンは予め定められた設
定時間毎の割り込みによって実行される。なお、本実施
態様でも図5に示す割り込みルーチンが実行される。図
8を参照すると、まずステップ160ではフラグがセッ
トされているか否かが判別される。フラグがリセットさ
れているときには次いでステップ161に進み、第1か
ら第3の還元剤噴射ノズル21,22,23の還元剤噴
射量q1,q2,q3が共に零にされる。すなわち、還
元剤供給装置20からの還元剤供給作用が停止される。
これに対しフラグがセットされているときには次いでス
テップ162に進み、図4のマップからqNが算出され
る。続くステップ163ではNOX 吸収剤温度TNAが
第2の切り換え温度TS2よりも高いか否かが判別され
る。TNA≦TS2のときには次いでステップ164に
進み、NOX 吸収剤温度TNAが第1の切り換え温度T
S1よりも高いか否かが判別される。TNA≦TS1の
ときには次いでステップ165に進み、第1の還元剤噴
射ノズル21の還元剤噴射量q1が零とされ、第2の還
元剤噴射ノズル22の還元剤噴射量q2がqNとされ、
第3の還元剤噴射ノズル23の還元剤噴射量q3が零と
される。すなわち、第2の還元剤噴射ノズル22からの
み還元剤が噴射される。これに対し、TNA>TS1の
ときにはステップ164からステップ166に進み、第
1の還元剤噴射ノズル21の還元剤噴射量q1がqNと
され、第2の還元剤噴射ノズル22の還元剤噴射量q2
が零とされ、第3の還元剤噴射ノズル23の還元剤噴射
量q3が零とされる。すなわち、第1の還元剤噴射ノズ
ル21からのみ還元剤が噴射される。一方、フラグがセ
ットされているときにはステップ163からステップ1
67に進み、第1の還元剤噴射ノズル21の還元剤噴射
量q1がqN・mとされ、第2の還元剤噴射ノズル22
の還元剤噴射量q2が零とされ、第3の還元剤噴射ノズ
ル23の還元剤噴射量q3がqN・(1−m)とされ
る。
FIG. 8 shows the first to third reducing agent injection nozzles 2.
A routine for calculating the reducing agent injection amounts q1, q2, q3 of 1, 22, and 23 is shown. This routine is executed by interruption every predetermined set time. Note that, also in this embodiment, the interrupt routine shown in FIG. 5 is executed. Referring to FIG. 8, first, at step 160, it is determined whether or not the flag is set. When the flag has been reset, the routine then proceeds to step 161, where the reducing agent injection amounts q1, q2, q3 of the first to third reducing agent injection nozzles 21, 22, 23 are both set to zero. That is, the reducing agent supply operation from the reducing agent supply device 20 is stopped.
On the other hand, when the flag is set, the process proceeds to step 162, where qN is calculated from the map of FIG. Following step 163 in the NO X absorbent temperature TNA whether high is determined than the second switching temperature TS2. When the TNA ≦ TS2 then proceeds to step 164, NO X absorbent temperature TNA first switching temperature T
It is determined whether it is higher than S1. When TNA ≦ TS1, the process proceeds to step 165, where the reducing agent injection amount q1 of the first reducing agent injection nozzle 21 is set to zero, and the reducing agent injection amount q2 of the second reducing agent injection nozzle 22 is set to qN.
The reducing agent injection amount q3 of the third reducing agent injection nozzle 23 is set to zero. That is, the reducing agent is injected only from the second reducing agent injection nozzle 22. On the other hand, when TNA> TS1, the process proceeds from step 164 to step 166, where the reducing agent injection amount q1 of the first reducing agent injection nozzle 21 is set to qN, and the reducing agent injection amount q2 of the second reducing agent injection nozzle 22 is set to qN.
Is set to zero, and the reducing agent injection amount q3 of the third reducing agent injection nozzle 23 is set to zero. That is, the reducing agent is injected only from the first reducing agent injection nozzle 21. On the other hand, when the flag is set, the steps 163 to 1
Proceeding to 67, the reducing agent injection amount q1 of the first reducing agent injection nozzle 21 is set to qN · m, and the second reducing agent injection nozzle 22
Is set to zero, and the reducing agent injection amount q3 of the third reducing agent injection nozzle 23 is set to qN · (1-m).

【0034】なお、図9に示すように酸化触媒16を排
気流れ方向に離間した一対の酸化触媒16a,16bか
ら形成し、これら一対の酸化触媒16a,16b間に第
2の還元剤噴射ノズル22を配置することもできる。こ
の場合、第2の還元剤噴射ノズル22から噴射された還
元剤は酸化触媒16bを介してNOX 吸収剤17に流入
し、第1の還元剤噴射ノズル21から噴射された還元剤
は一対の酸化触媒16a,16bを介してNOX 吸収剤
17に流入する。したがって、第1の還元剤噴射ノズル
21から噴射された還元剤の性状と、第2の還元剤噴射
ノズル22から噴射された還元剤の性状とを異ならしめ
ることができる。
As shown in FIG. 9, the oxidation catalyst 16 is formed from a pair of oxidation catalysts 16a and 16b separated in the exhaust flow direction, and the second reducing agent injection nozzle 22 is interposed between the pair of oxidation catalysts 16a and 16b. Can also be arranged. In this case, reducing agent injected from the second reducing agent injection nozzle 22 flows into the NO X absorbent 17 through the oxidation catalyst 16b, the first reducing agent reducing agent injected from the injection nozzle 21 of the pair oxidation catalyst 16a, via 16b flowing into the NO X absorbent 17. Therefore, the properties of the reducing agent injected from the first reducing agent injection nozzle 21 and the properties of the reducing agent injected from the second reducing agent injection nozzle 22 can be made different.

【0035】これまで述べてきた実施態様では、排気浄
化触媒をNOX 吸収剤17から形成し、NOX 吸収剤1
7内のNOX を放出、還元するために還元剤供給装置2
0から還元剤を供給する場合に本発明を適用している。
しかしながら、還元剤を含む酸素雰囲気において流入す
る排気中のNOX を還元することができる選択還元型触
媒から排気浄化触媒を形成し、選択還元型触媒でNOX
を還元するために還元剤供給装置20から還元剤を供給
する場合にも本発明を適用することもできる。或いは、
イオウ分やSOF(有機可溶成分)により被毒した排気
浄化触媒を再生するために還元剤供給装置20から還元
剤を供給する場合にも本発明を適用することもできる。
[0035] In the embodiment described so far, to form an exhaust gas purifying catalyst from the NO X absorbent 17, the NO X absorbent 1
Releasing NO X in 7, the reducing agent supply device 2 in order to reduce
The present invention is applied when the reducing agent is supplied from zero.
However, the NO X in the inflowing exhaust gas in an oxygen atmosphere containing a reducing agent to form an exhaust gas purifying catalyst from the selective reduction catalyst capable of reducing, NO X in the selective reduction catalyst
The present invention can also be applied to a case where a reducing agent is supplied from the reducing agent supply device 20 in order to reduce the amount. Or,
The present invention can also be applied to a case where a reducing agent is supplied from the reducing agent supply device 20 in order to regenerate an exhaust purification catalyst poisoned by sulfur or an SOF (organic soluble component).

【0036】[0036]

【発明の効果】排気浄化触媒の排気流れ方向、および半
径方向に関し一様に還元剤を供給することができる。
As described above, the reducing agent can be supplied uniformly in the exhaust gas flowing direction and the radial direction of the exhaust gas purifying catalyst.

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

【図1】内燃機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.

【図2】NOX 吸収剤のNOX 吸放出作用を説明するた
めの図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the NO X absorbing / releasing action of a NO X absorbent.

【図3】NOX 吸収剤のNOX 浄化率Rを示す図であ
る。
FIG. 3 is a view showing a NO X purification rate R of a NO X absorbent;

【図4】還元剤供給量qNを示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing a reducing agent supply amount qN.

【図5】割り込みルーチンを示すフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart showing an interrupt routine.

【図6】還元剤噴射量q1,q2を算出するためのフロ
ーチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for calculating a reducing agent injection amount q1, q2.

【図7】別の実施態様を示す内燃機関の全体図である。FIG. 7 is an overall view of an internal combustion engine showing another embodiment.

【図8】還元剤噴射量q1,q2,q3を算出するため
のフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart for calculating a reducing agent injection amount q1, q2, q3.

【図9】別の実施態様を示す内燃機関の全体図である。FIG. 9 is an overall view of an internal combustion engine showing another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…機関本体 15…排気管 16…酸化触媒 17…NOX 吸収剤 21,22,23…還元剤噴射ノズル1 ... engine body 15 ... exhaust pipe 16 ... oxidizing catalyst 17 ... NO X absorbent 21, 22, 23 ... reducing agent injection nozzle

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) F01N 3/36 F01N 3/36 K Fターム(参考) 3G091 AA18 AB02 AB05 AB06 BA01 BA11 BA14 BA15 BA19 BA33 CA16 CA17 CA18 CA19 CB07 DB06 DB10 EA01 EA06 EA07 EA17 EA18 EA30 FB10 FC01 GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W GB16X HA10 HA37 HA47 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat II (reference) F01N 3/36 F01N 3/36 K F term (reference) 3G091 AA18 AB02 AB05 AB06 BA01 BA11 BA14 BA15 BA19 BA33 CA16 CA17 CA18 CA19 CB07 DB06 DB10 EA01 EA06 EA07 EA17 EA18 EA30 FB10 FC01 GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W GB16X HA10 HA37 HA47

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機関排気通路内に排気浄化触媒を配置す
ると共に、排気流れ方向に並べられた複数の還元剤噴射
ノズルを該排気浄化触媒上流の機関排気通路内に配置
し、これら還元剤噴射ノズルから排気浄化触媒に還元剤
を供給するようにした内燃機関の排気浄化装置におい
て、還元剤噴射ノズルの位置が排気上流側である程還元
剤噴射ノズルから噴射される還元剤の粒径が大きくなる
ようにした内燃機関の排気浄化装置。
An exhaust purifying catalyst is disposed in an engine exhaust passage, and a plurality of reducing agent injection nozzles arranged in the exhaust flow direction are disposed in an engine exhaust passage upstream of the exhaust purifying catalyst. In an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine in which a reducing agent is supplied from a nozzle to an exhaust gas purifying catalyst, the particle size of the reducing agent injected from the reducing agent injection nozzle increases as the position of the reducing agent injection nozzle is on the exhaust upstream side. An exhaust purification device for an internal combustion engine.
【請求項2】 互いに隣接する一対の還元剤噴射ノズル
間に位置する排気通路内に酸化触媒を配置した請求項1
に記載の内燃機関の排気浄化装置。
2. An oxidation catalyst is disposed in an exhaust passage located between a pair of reducing agent injection nozzles adjacent to each other.
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項3】 機関運転状態に応じて還元剤噴射を行う
べき還元剤噴射ノズルを変更するようにした請求項2に
記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein a reducing agent injection nozzle for performing a reducing agent injection is changed according to an engine operating state.
JP10317739A 1998-11-09 1998-11-09 Exhaust gas purifier for internal combustion engines Pending JP2000145433A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10317739A JP2000145433A (en) 1998-11-09 1998-11-09 Exhaust gas purifier for internal combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10317739A JP2000145433A (en) 1998-11-09 1998-11-09 Exhaust gas purifier for internal combustion engines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000145433A true JP2000145433A (en) 2000-05-26

Family

ID=18091503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10317739A Pending JP2000145433A (en) 1998-11-09 1998-11-09 Exhaust gas purifier for internal combustion engines

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000145433A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6874316B2 (en) 2002-04-25 2005-04-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine
JP2008267291A (en) * 2007-04-20 2008-11-06 Toyota Motor Corp Exhaust emission control system of internal combustion engine
JP2010196647A (en) * 2009-02-26 2010-09-09 Toyota Motor Corp Control device of internal combustion engine
JP2010196648A (en) * 2009-02-26 2010-09-09 Toyota Motor Corp Control device of internal combustion engine
JP2011106326A (en) * 2009-11-17 2011-06-02 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission control device
JP2011106325A (en) * 2009-11-17 2011-06-02 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission control device
JP2012012944A (en) * 2010-06-29 2012-01-19 Hino Motors Ltd Exhaust emission control device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6874316B2 (en) 2002-04-25 2005-04-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine
JP2008267291A (en) * 2007-04-20 2008-11-06 Toyota Motor Corp Exhaust emission control system of internal combustion engine
JP2010196647A (en) * 2009-02-26 2010-09-09 Toyota Motor Corp Control device of internal combustion engine
JP2010196648A (en) * 2009-02-26 2010-09-09 Toyota Motor Corp Control device of internal combustion engine
JP2011106326A (en) * 2009-11-17 2011-06-02 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission control device
JP2011106325A (en) * 2009-11-17 2011-06-02 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission control device
JP2012012944A (en) * 2010-06-29 2012-01-19 Hino Motors Ltd Exhaust emission control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2586738B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3228006B2 (en) Exhaust purification element deterioration detection device for internal combustion engine
JP3969450B2 (en) Exhaust gas purification device for compression ignition type internal combustion engine
WO1993025805A1 (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine
JPH1162563A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
KR100876564B1 (en) Exhaust Gas Purification System for Internal Combustion Engine
JP2010048228A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2000145434A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JPH0886213A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2000240429A (en) Exhaust gas emission control device for internal combustion engine
JP2000145433A (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engines
JP2001303937A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP3353650B2 (en) Catalyst poisoning regeneration equipment for internal combustion engines
JP2000345832A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2000282843A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2010043583A (en) Exhaust emission purifier of internal combustion engine
JP2000080913A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP3414323B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2663807B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3385974B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2004308549A (en) Emission control device for internal combustion engine
JP2888111B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2746029B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2789974B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3324475B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine