JP2000161045A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JP2000161045A
JP2000161045A JP10334612A JP33461298A JP2000161045A JP 2000161045 A JP2000161045 A JP 2000161045A JP 10334612 A JP10334612 A JP 10334612A JP 33461298 A JP33461298 A JP 33461298A JP 2000161045 A JP2000161045 A JP 2000161045A
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信也 広田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent discharging of SOx absorbed by occulusion reduction type NOx catalyst when a car is stopped or driven with extremely low speed. SOLUTION: After SOx is absorbed by an NOx catalyst 17 by a specific amount, an ECU 30 determines a discharging timing of SOx. The ECU 30 performs stoichi controlling of an air-fuel ratio of the exhaust gas for discharging SOx from the NOx catalyst 17 while keeping temperature of the exhaust gas at a specified value or higher. That is, it performs high temperature stoichi controlling for discharging SOx. However, when the running speed of a car sensed by a vehicular speed sensor 27 is not higher than a lower limit value, that is, the car is stopped or driven with extremely low speed, the high temperature stoichi controlling is suspended. Low temperature stoichi controlling where the exhaust air-fuel ratio is kept in stoichi state and the exhaust gas temperature is kept lower than SOx discharge reduction temperature is executed, so that SOx discharging from the NOx catalyst is suspended to thereby discontinue a SOx discharging treatment.

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、内燃機関の排気ガ
スに含まれる硫黄酸化物(SOx)を吸収するSOx吸収
剤を備えた排気浄化装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification device provided with an SOx absorbent for absorbing sulfur oxides (SOx) contained in exhaust gas of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】希薄燃焼可能な車両用の内燃機関より排
出される排気ガスからNOxを浄化する排気浄化装置と
して、吸蔵還元型NOx触媒に代表されるNOx吸収剤が
ある。NOx吸収剤は、流入排気ガスの空燃比がリーン
(即ち、酸素過剰雰囲気下)のときにNOxを吸収し、
流入排気ガスの酸素濃度が低下したときに吸収したNO
xを放出するものであり、このNOx吸収剤の一種である
吸蔵還元型NOx触媒は、流入排気ガスの空燃比がリー
ン(即ち、酸素過剰雰囲気下)のときにNOxを吸収
し、流入排気ガスの酸素濃度が低下したときに吸収した
NOxを放出しN2に還元する触媒である。
2. Description of the Related Art As an exhaust gas purifying apparatus for purifying NOx from exhaust gas discharged from an internal combustion engine for a vehicle capable of lean combustion, there is a NOx absorbent represented by a NOx storage reduction catalyst. The NOx absorbent absorbs NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean (that is, under an oxygen-excess atmosphere),
NO absorbed when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases
The NOx storage-reduction type NOx catalyst, which is a type of NOx absorbent, absorbs NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean (that is, under an oxygen-excess atmosphere), and reduces the inflowing exhaust gas. oxygen concentration is the catalyst for reducing the absorbed NOx release and N 2 when dropped.

【0003】この吸蔵還元型NOx触媒(以下、単に触
媒あるいはNOx触媒ということもある)を希薄燃焼可
能な内燃機関の排気通路に配置すると、リーン空燃比の
排気ガスが流れたときには排気ガス中のNOxが触媒に
吸収され、ストイキ(理論空燃比)あるいはリッチ空燃
比の排気ガスが流れたときに触媒に吸収されていたNO
xがNO2として放出され、さらに排気ガス中のHCやC
Oなどの還元成分によってN2に還元され、即ちNOxが
浄化される。
When this storage-reduction type NOx catalyst (hereinafter sometimes simply referred to as a catalyst or NOx catalyst) is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine capable of lean combustion, when exhaust gas having a lean air-fuel ratio flows, the exhaust gas contains NOx is absorbed by the catalyst, and NO is absorbed by the catalyst when exhaust gas having a stoichiometric (stoichiometric air-fuel ratio) or rich air-fuel ratio flows.
x is released as NO 2 , and HC and C
It is reduced to N 2 by a reducing component such as O, that is, NOx is purified.

【0004】ところで、一般に、内燃機関の燃料には硫
黄分が含まれており、内燃機関で燃料を燃焼すると、燃
料中の硫黄分が燃焼してSO2やSO3などの硫黄酸化物
(SOx)が発生する。前記NOx触媒は、NOxの吸収
作用を行うのと同じメカニズムで排気ガス中のSOxの
吸収を行うので、内燃機関の排気通路にNOx触媒を配
置すると、この触媒にはNOxのみならずSOxも吸収さ
れる。つまり、NOx吸収剤としてのNOx触媒は、SO
x吸収機能を有していることからSOx吸収剤ということ
もできる。
In general, the fuel of an internal combustion engine contains sulfur, and when the fuel is burned in the internal combustion engine, the sulfur in the fuel burns and sulfur oxides such as SO 2 and SO 3 (SOx ) Occurs. Since the NOx catalyst absorbs SOx in the exhaust gas by the same mechanism as that for absorbing NOx, if a NOx catalyst is disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine, this catalyst will absorb not only NOx but also SOx. Is done. That is, the NOx catalyst as the NOx absorbent
Since it has an x-absorbing function, it can also be called a SOx absorbent.

【0005】ところが、前記NOx触媒に吸収されたS
Oxは時間経過とともに安定な硫酸塩を形成するため、
NOx触媒からNOxの放出・還元を行うのと同じ条件下
では、分解、放出されにくくNOx触媒内に蓄積され易
い傾向がある。吸蔵還元型NOx触媒内のSOx蓄積量が
増大すると、触媒のNOx吸収容量が減少して排気ガス
中のNOxの除去を十分に行うことができなくなりNOx
浄化効率が低下する。これが所謂SOx被毒である。そ
こで、吸蔵還元型NOx触媒のNOx浄化能を長期に亘っ
て高く維持するためには、触媒に吸収されているSOx
を適宜のタイミングで放出させる必要がある。
However, the sulfur absorbed by the NOx catalyst
Ox forms stable sulfate over time,
Under the same conditions as when releasing and reducing NOx from the NOx catalyst, there is a tendency that it is difficult to be decomposed and released and easily accumulated in the NOx catalyst. When the SOx accumulation amount in the NOx storage reduction catalyst increases, the NOx absorption capacity of the catalyst decreases, and it becomes impossible to sufficiently remove NOx from the exhaust gas.
Purification efficiency decreases. This is so-called SOx poisoning. Therefore, in order to maintain the NOx purification ability of the NOx storage reduction catalyst high over a long period of time, the SOx absorbed by the catalyst is required.
Must be released at an appropriate timing.

【0006】吸蔵還元型NOx触媒からのSOx放出処理
技術に関しては、特許番号第2605586号の特許公
報等に開示されている。吸蔵還元型NOx触媒に吸収さ
れたSOxを放出させるには、流入排気ガスの空燃比を
ストイキまたはリッチにし、且つ、触媒温度をNOxの
放出・還元時よりも高い所定の高温にするのが効果的で
あると考えられている。
[0006] The technology for treating SOx release from a storage reduction type NOx catalyst is disclosed in Japanese Patent Publication No. 2605586. In order to release SOx absorbed by the NOx storage reduction catalyst, it is effective to make the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas stoichiometric or rich, and to set the catalyst temperature to a predetermined high temperature higher than that at the time of releasing and reducing NOx. It is considered to be the target.

【0007】そこで、NOx触媒に所定量のSOxが吸収
された時をSOx放出時期と判断して、その時に、触媒
温度をSOx放出可能な温度に温度制御するとともに、
流入排気ガスの空燃比をストイキまたはリッチに保持さ
れるように空燃比制御を行って、SOxの放出処理を実
行している。このSOx放出処理により、NOx触媒に吸
収されていた硫酸塩は分解してSO3になり、さらにこ
のSO3が排気ガス中の未燃HC,COによって還元せ
しめられ、SO2となって放出される。
Therefore, the time when a predetermined amount of SOx is absorbed by the NOx catalyst is determined as the SOx release timing, and at that time, the catalyst temperature is controlled to a temperature at which SOx can be released, and
The air-fuel ratio control is performed so that the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is kept stoichiometric or rich, and the SOx release process is executed. By this SOx release processing, the sulfate absorbed by the NOx catalyst is decomposed into SO 3 , and this SO 3 is reduced by unburned HC and CO in the exhaust gas and released as SO 2. You.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は、上
記SOx放出処理が車両停止時に実行される場合があっ
た。このように車両停止時に車両からSOxが排出され
ると、車両の後部付近がSOx濃度の高い雰囲気とな
り、この停止車両の付近にいる歩行者に不快感を与える
虞れがある。また、この停止車両の直ぐ後に停止した後
続車両の車室内に高濃度のSOxを含む空気が導入され
る虞れもあり、後続車両の乗員に不快感を与える虞れも
ある。
Heretofore, there has been a case where the SOx releasing process is executed when the vehicle is stopped. If SOx is discharged from the vehicle when the vehicle is stopped in this way, the vicinity of the rear of the vehicle becomes an atmosphere with a high concentration of SOx, which may cause discomfort to pedestrians near the stopped vehicle. In addition, there is a possibility that air containing high concentration SOx may be introduced into the cabin of the following vehicle that has stopped immediately after the stopped vehicle, which may cause discomfort to the occupants of the following vehicle.

【0009】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、車両停止中もしくは低速運転中はSOxの放出
を低減することにより、歩行者や後続車両の乗員等への
環境の配慮を図ることにある。
The present invention has been made in view of such problems of the conventional technology, and an object of the present invention is to solve the problem by reducing the release of SOx while the vehicle is stopped or running at low speed. The purpose is to consider the environment for pedestrians and occupants of following vehicles.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。本発明に係る内燃
機関の排気浄化装置は、(イ)希薄燃焼可能な内燃機関
の排気通路に配置され流入する排気ガスの空燃比がリー
ンのときにSOxを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度
が低いときに吸収したSOxを放出するSOx吸収剤と、
(ロ)前記SOx吸収剤に吸収されたSOxを放出させる
ためにSOx吸収剤に流入する排気ガスの酸素濃度を低
減するSOx放出手段と、(ハ)前記内燃機関を搭載し
た車両の走行速度が所定速度以下であるか否かを判定す
る車速判定手段と、(ニ)前記SOx放出手段により排
気ガスの酸素濃度を低下させてSOx吸収剤からSOxを
放出するSOx放出処理の実行中、前記車速判定手段に
より車両の走行速度が前記所定速度以下であると判定さ
れたときに、SOx吸収剤からのSOxの放出を低減せし
めるSOx放出低減手段と、を備えることを特徴とす
る。
The present invention has the following features to attain the object mentioned above. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes: (a) an oxygen concentration of exhaust gas that is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine capable of lean combustion and absorbs SOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean and absorbs SOx; A SOx absorbent that releases the absorbed SOx when is low,
(B) SOx releasing means for reducing the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the SOx absorbent in order to release the SOx absorbed by the SOx absorbent; and (c) running speed of a vehicle equipped with the internal combustion engine. A vehicle speed determining means for determining whether or not the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined speed; and (d) a vehicle speed determining means for reducing the oxygen concentration of the exhaust gas by the SOx releasing means to release SOx from the SOx absorbent. SOx emission reducing means for reducing the release of SOx from the SOx absorbent when the determining means determines that the traveling speed of the vehicle is equal to or lower than the predetermined speed.

【0011】この内燃機関の排気浄化装置では、排気ガ
スの空燃比がリーンにされているときに排気ガス中のS
OxがSOx吸収剤に吸収され、SOx放出手段が排気ガ
スの酸素濃度を低下させているときにSOx吸収剤から
SOxが放出される。そして、SOx放出手段によるSO
x放出処理の実行中に、車速判定手段が車両の走行速度
が所定速度以下であると判定した場合には、SOx放出
低減手段がSOx吸収剤からのSOx放出を低減する。こ
れにより、車両が所定速度以下の場合には、当該車両の
後部付近をSOx濃度の高い雰囲気にならないようにす
ることができる。
In this exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, the S
Ox is absorbed by the SOx absorbent, and SOx is released from the SOx absorbent when the SOx releasing means reduces the oxygen concentration of the exhaust gas. Then, the SOx release means
If the vehicle speed determining means determines that the traveling speed of the vehicle is equal to or lower than the predetermined speed during the execution of the x release processing, the SOx release reducing means reduces the SOx release from the SOx absorbent. This makes it possible to prevent the vicinity of the rear part of the vehicle from becoming an atmosphere having a high SOx concentration when the vehicle is at a predetermined speed or lower.

【0012】ここで、本発明において車速判定手段の判
定基準である所定速度は、車両停止状態(0km/h)
から人間の歩行速度程度までの範囲において適宜に設定
するのが好ましい。このように所定速度を設定すること
により、当該車両の近傍にいる歩行者等にSOx放出に
起因する不快感を与えなくすることができる。
Here, in the present invention, the predetermined speed which is a criterion of the vehicle speed determining means is a vehicle stop state (0 km / h).
It is preferable to set appropriately in the range from about to the walking speed of a human. By setting the predetermined speed in this way, it is possible to prevent a pedestrian or the like near the vehicle from feeling uncomfortable due to SOx emission.

【0013】尚、排気ガスの空燃比とは、機関吸気通路
及びSOx吸収剤よりも上流での排気通路内に供給され
た空気及び燃料(炭化水素)の比をいう。
The air-fuel ratio of exhaust gas refers to the ratio of air and fuel (hydrocarbon) supplied into the engine intake passage and the exhaust passage upstream of the SOx absorbent.

【0014】本発明における希薄燃焼可能な内燃機関と
しては、筒内直接噴射式のリーンバーンガソリンエンジ
ンやディーゼルエンジンを例示することができる。リー
ンバーンガソリンエンジンの場合には、排気ガスの空燃
比制御は燃焼室に供給される混合気の空燃比制御により
実行可能である。ディーゼルエンジンの場合の排気ガス
の空燃比制御については、吸気行程または膨張行程また
は排気行程で燃料を噴射する所謂副噴射を行うか、ある
いは、SOx吸収剤よりも上流の排気通路内に還元剤を
供給することにより実行することができる。
As the internal combustion engine capable of lean combustion in the present invention, a direct-injection-type lean-burn gasoline engine or a diesel engine can be exemplified. In the case of a lean burn gasoline engine, air-fuel ratio control of exhaust gas can be executed by air-fuel ratio control of air-fuel mixture supplied to a combustion chamber. Regarding the air-fuel ratio control of exhaust gas in the case of a diesel engine, a so-called sub-injection for injecting fuel in an intake stroke, an expansion stroke, or an exhaust stroke is performed, or a reducing agent is injected into an exhaust passage upstream of an SOx absorbent. It can be performed by supplying.

【0015】SOx吸収剤としては、吸蔵還元型NOx触
媒を例示することができる。吸蔵還元型NOx触媒は、
流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにNOxを吸
収し、流入する排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収
したNOxを放出し、N2に還元する触媒であるが、この
吸蔵還元型NOx触媒はNOxを吸放出するのと同じよう
にSOxの吸放出作用がある。
As the SOx absorbent, a storage reduction type NOx catalyst can be exemplified. The storage reduction NOx catalyst is
Air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas absorbs NOx when the lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas to release NOx absorbed and reduced, is a catalyst for reducing the N 2, the NOx storage reduction The catalyst has the effect of absorbing and releasing SOx in the same manner as absorbing and releasing NOx.

【0016】この吸蔵還元型NOx触媒は、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のような貴
金属とが担持されてなる。
This storage-reduction type NOx catalyst uses, for example, alumina as a carrier, and on the carrier, for example, an alkali metal such as potassium K, sodium Na, lithium Li or cesium Cs, or an alkaline earth such as barium Ba or calcium Ca. , Lanthanum La, at least one selected from rare earths such as yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt.

【0017】また、吸蔵還元型NOx触媒の上流側に配
置されて排気ガス中のSOxを吸収し、吸蔵還元型NOx
触媒がSOxによって被毒されないようにする吸収剤
も、本発明のSOx吸収剤であることは勿論である。
The NOx storage reduction catalyst is disposed upstream of the NOx storage reduction catalyst to absorb SOx in the exhaust gas, and
Of course, the absorbent for preventing the catalyst from being poisoned by SOx is also the SOx absorbent of the present invention.

【0018】本発明においては、前記SOx放出低減手
段を、内燃機関の排気ガスの空燃比をリーンに制御する
空燃比制御手段によって構成することができる。排気ガ
スの空燃比をリーンにすると、SOx吸収剤からのSOx
の放出が低減または停止せしめられ、排気ガス中のSO
xがSOx吸収剤に吸収されるようになる。
In the present invention, the SOx emission reducing means may be constituted by air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the exhaust gas of the internal combustion engine lean. When the air-fuel ratio of the exhaust gas is made lean, the SOx
Emission is reduced or stopped, and SO in the exhaust gas is reduced.
x becomes absorbed by the SOx absorbent.

【0019】本発明においては、前記SOx放出低減手
段を、SOx吸収剤の温度を所定温度以下に制御する温
度制御手段によって構成することができる。SOx吸収
剤からSOxを放出させるためには前記所定温度より高
い温度が必要であり、SOx吸収剤の温度が前記所定温
度以下になるとSOx吸収剤からSOxが放出されなくな
るからである。SOx吸収剤の温度制御は、SOx吸収剤
に流入する排気ガスの温度制御により行ってもよいし、
あるいは、SOx吸収剤にあるいはSOx吸収剤の上流の
排気通路に水冷式等の冷却装置を設置し、この冷却装置
の作動を制御することにより行うこともできる。
In the present invention, the SOx emission reducing means can be constituted by temperature control means for controlling the temperature of the SOx absorbent to a predetermined temperature or less. This is because a temperature higher than the predetermined temperature is required to release SOx from the SOx absorbent, and when the temperature of the SOx absorbent falls below the predetermined temperature, SOx is not released from the SOx absorbent. The temperature control of the SOx absorbent may be performed by controlling the temperature of the exhaust gas flowing into the SOx absorbent,
Alternatively, a cooling device such as a water-cooled type may be provided in the SOx absorbent or in the exhaust passage upstream of the SOx absorbent, and the operation of the cooling device may be controlled.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の実施の形態を図1から図7の図面に基いて
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0021】〔第1の実施の形態〕図1は本発明を希薄
燃焼可能な車両用ガソリンエンジンに適用した場合の概
略構成を示す図である。この図において、符号1は機関
本体、符号2はピストン、符号3は燃焼室、符号4は点
火栓、符号5は吸気弁、符号6は吸気ポート、符号7は
排気弁、符号8は排気ポートを夫々示す。吸気ポート6
は対応する枝管9を介してサージタンク10に連結さ
れ、各枝管9には夫々吸気ポート6内に向けて燃料を噴
射する燃料噴射弁11が取り付けられている。サージタ
ンク10は吸気ダクト12およびエアフロメータ21を
介してエアクリーナ13に連結され、吸気ダクト12内
にはスロットル弁14が配置されている。一方、排気ポ
ート8は排気マニホルド15および排気管16を介して
吸蔵還元型NOx触媒(SOx吸収剤)17を内蔵したケ
ーシング18に接続され、ケーシング18に排気管19
が連結されている。以下、吸蔵還元型NOx触媒17を
NOx触媒17と略す。
[First Embodiment] FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration in the case where the present invention is applied to a gasoline engine for a vehicle capable of lean combustion. In this figure, reference numeral 1 denotes an engine body, reference numeral 2 denotes a piston, reference numeral 3 denotes a combustion chamber, reference numeral 4 denotes a spark plug, reference numeral 5 denotes an intake valve, reference numeral 6 denotes an intake port, reference numeral 7 denotes an exhaust valve, reference numeral 8 denotes an exhaust port. Are shown respectively. Intake port 6
Are connected to a surge tank 10 via corresponding branch pipes 9, and each branch pipe 9 is provided with a fuel injection valve 11 for injecting fuel into the intake port 6. The surge tank 10 is connected to an air cleaner 13 via an intake duct 12 and an air flow meter 21, and a throttle valve 14 is arranged in the intake duct 12. On the other hand, the exhaust port 8 is connected via an exhaust manifold 15 and an exhaust pipe 16 to a casing 18 containing a storage-reduction type NOx catalyst (SOx absorbent) 17.
Are connected. Hereinafter, the storage reduction type NOx catalyst 17 is abbreviated as the NOx catalyst 17.

【0022】エンジンコントロール用の電子制御ユニッ
ト(ECU)30はデジタルコンピュータからなり、双
方向バス31によっ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(セントラルプロセッサユニット)3
4、入力ポート35、出力ポート36を具備する。エア
フロメータ21は吸入空気量に比例した出力電圧を発生
し、この出力電圧がAD変換器37を介して入力ポート
35に入力される。また、スロットル弁14にはスロッ
トル弁14がアイドリング開度であることを検出するア
イドルスイッチ20が取り付けられ、このアイドルスイ
ッチ20の出力信号が入力ポート35に入力される。
An electronic control unit (ECU) 30 for engine control is composed of a digital computer, and is connected to a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33 and a CPU (Central Processor) by a bidirectional bus 31. Unit) 3
4, an input port 35 and an output port 36 are provided. The air flow meter 21 generates an output voltage proportional to the amount of intake air, and this output voltage is input to an input port 35 via an AD converter 37. An idle switch 20 for detecting that the throttle valve 14 has an idling opening is attached to the throttle valve 14, and an output signal of the idle switch 20 is input to an input port 35.

【0023】一方、ケーシング18の下流の排気管19
内には排気ガス温に比例した出力電圧を発生する温度セ
ンサ25が取り付けられ、この温度センサ25の出力電
圧がAD変換器38を介して入力ポート35に入力され
る。また、入力ポート35には、機関回転数を表す出力
パルスを発生する回転数センサ26と、車速を表す出力
パルスを発生する車速センサ27が接続されている。出
力ポート36は対応する駆動回路39を介して夫々点火
栓4および燃料噴射弁11に接続される。
On the other hand, the exhaust pipe 19 downstream of the casing 18
A temperature sensor 25 that generates an output voltage proportional to the temperature of the exhaust gas is attached to the inside, and the output voltage of the temperature sensor 25 is input to an input port 35 via an AD converter 38. The input port 35 is connected to a rotation speed sensor 26 that generates an output pulse indicating the engine rotation speed, and a vehicle speed sensor 27 that generates an output pulse indicating the vehicle speed. The output ports 36 are connected to the ignition plug 4 and the fuel injection valve 11 via corresponding drive circuits 39, respectively.

【0024】このガソリンエンジンでは、例えば次式に
基づいて燃料噴射時間TAUが算出される。 TAU=TP・K ここで、TPは基本燃料噴射時間を示しており、Kは補
正係数を示している。基本燃料噴射時間TPは機関シリ
ンダ内に供給される混合気の空燃比を理論空燃比とする
のに必要な燃料噴射時間を示している。この基本燃料噴
射時間TPは予め実験により求められ、機関負荷Q/N
(吸入空気量Q/機関回転数N)および機関回転数Nの
関数として図2に示すようなマップの形で予めROM3
2内に記憶されている。補正係数Kは機関シリンダ内に
供給される混合気の空燃比を制御するための係数であっ
て、K=1.0であれば機関シリンダ内に供給される混
合気は理論空燃比となる。これに対してK<1.0にな
れば機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比は理論
空燃比よりも大きくなり、即ちリーンとなり、K>1.
0になれば機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比
は理論空燃比よりも小さくなり、即ちリッチとなる。
In this gasoline engine, the fuel injection time TAU is calculated based on, for example, the following equation. TAU = TP · K Here, TP indicates a basic fuel injection time, and K indicates a correction coefficient. The basic fuel injection time TP indicates a fuel injection time required for setting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder to the stoichiometric air-fuel ratio. This basic fuel injection time TP is obtained in advance by an experiment, and the engine load Q / N
As a function of (intake air amount Q / engine speed N) and engine speed N, the ROM 3 is previously stored in the form of a map as shown in FIG.
2 is stored. The correction coefficient K is a coefficient for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder. If K = 1.0, the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder becomes the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, if K <1.0, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, lean, and K> 1.
When it becomes 0, the air-fuel ratio of the mixture supplied to the engine cylinder becomes smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, becomes rich.

【0025】この実施の形態のガソリンエンジンでは、
機関低中負荷運転領域では補正係数Kの値が1.0より
も小さい値とされ、機関高負荷運転領域では補正係数K
の値が1.0とされ、機関全負荷運転領域では補正係数
Kの値は1.0よりも大きな値とされるように設定して
ある。内燃機関では通常、低中負荷運転される頻度が最
も高く、したがって運転期間中の大部分において補正係
数Kの値が1.0よりも小さくされて、リーン混合気が
燃料せしめられることになる。
In the gasoline engine of this embodiment,
In the low engine load operation region, the value of the correction coefficient K is set to a value smaller than 1.0.
Is set to 1.0, and the value of the correction coefficient K is set to be larger than 1.0 in the engine full load operation region. In an internal combustion engine, a low-medium load operation is usually most frequently performed, and thus the value of the correction coefficient K is set to be smaller than 1.0 during most of the operation period, so that the lean mixture is fueled.

【0026】図3は燃焼室3から排出される排気ガス中
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。この図か
らわかるように、燃焼室3から排出される排気ガス中の
未燃HC,COの濃度は燃焼室3内に供給される混合気
の空燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室3から排出
される排気ガス中の酸素O2の濃度は燃焼室3内に供給
される混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
FIG. 3 schematically shows the concentration of typical components in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3. As can be seen from this figure, the concentration of unburned HC and CO in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3 increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes richer. The concentration of oxygen O 2 in the discharged exhaust gas increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes leaner.

【0027】ケーシング18内に収容されているNOx
触媒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のような貴金属とが担持されてなる。機関
吸気通路およびNOx触媒17より上流の排気通路内に
供給された空気および燃料(炭化水素)の比をNOx触
媒17への流入排気ガスの空燃比と称する(以下、排気
空燃比と略称する)と、このNOx触媒17は、排気空
燃比がリーンのときにはNOxを吸収し、流入排気ガス
中の酸素濃度が低下すると吸収したNOxを放出するN
Oxの吸放出作用を行う。
NOx contained in casing 18
The catalyst 17 is made of, for example, alumina as a carrier. On the carrier, for example, potassium K, sodium Na, lithium Li, alkali metal such as cesium Cs, barium Ba, alkaline earth such as calcium Ca, lanthanum La, yttrium Y At least one selected from such rare earths and a noble metal such as platinum Pt are supported. The ratio of air and fuel (hydrocarbon) supplied to the engine intake passage and the exhaust passage upstream of the NOx catalyst 17 is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 17 (hereinafter simply referred to as the exhaust air-fuel ratio). The NOx catalyst 17 absorbs NOx when the exhaust air-fuel ratio is lean, and releases the absorbed NOx when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases.
Ox absorbs and releases.

【0028】なお、NOx触媒17より上流の排気通路
内に燃料(炭化水素)あるいは空気が供給されない場合
には、排気空燃比は燃焼室3内に供給される混合気の空
燃比に一致し、したがってこの場合には、NOx触媒1
7は燃焼室3内に供給される混合気の空燃比がリーンの
ときにはNOxを吸収し、燃焼室3内に供給される混合
気中の酸素濃度が低下すると吸収したNOxを放出する
ことになる。
When no fuel (hydrocarbon) or air is supplied into the exhaust passage upstream of the NOx catalyst 17, the exhaust air-fuel ratio matches the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3. Therefore, in this case, the NOx catalyst 1
Numeral 7 absorbs NOx when the air-fuel ratio of the mixture supplied to the combustion chamber 3 is lean, and releases the absorbed NOx when the oxygen concentration in the mixture supplied to the combustion chamber 3 decreases. .

【0029】上述のNOx触媒17を機関排気通路内に
配置すればこのNOx触媒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
ては明かでない部分もある。しかしながら、この吸放出
作用は図4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-described NOx catalyst 17 is disposed in the engine exhaust passage, the NOx catalyst 17 actually performs the NOx absorbing / releasing action. However, the detailed mechanism of the absorbing / releasing action is not clear in some parts. However, it is considered that this absorption / release action is performed by a mechanism as shown in FIG. Next, this mechanism will be described by taking as an example a case where platinum Pt and barium Ba are supported on a carrier, but the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths, and rare earths.

【0030】即ち、流入排気ガスがかなりリーンになる
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図4
(A)に示されるように酸素O2 がO2 -又はO2-の形で
白金Ptの表面に付着する。一方、流入排気ガスに含ま
れるNOは、白金Ptの表面上でO2 -又はO2-と反応
し、NO2 となる(2NO+O2 →2NO2 )。
That is, when the inflowing exhaust gas becomes considerably lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas greatly increases.
As shown in (A), oxygen O 2 adheres to the surface of platinum Pt in the form of O 2 or O 2− . On the other hand, NO contained in the inflowing exhaust gas reacts with O 2 or O 2− on the surface of the platinum Pt to become NO 2 (2NO + O 2 → 2NO 2 ).

【0031】次いで、生成されたNO2の一部は、白金
Pt上で酸化されつつNOx触媒17内に吸収されて酸
化バリウムBaOと結合しながら、図4(A)に示され
るように硝酸イオンNO3 -の形でNOx触媒17内に拡
散する。このようにしてNOxがNOx触媒17内に吸収
される。
Next, a part of the generated NO 2 is absorbed in the NOx catalyst 17 while being oxidized on the platinum Pt and combined with the barium oxide BaO, and as shown in FIG. NO 3 - diffuses into the NOx catalyst 17 in the form of. In this way, NOx is absorbed in the NOx catalyst 17.

【0032】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ptの表面でNO2が生成され、NOx触媒17のNOx
吸収能力が飽和しない限り、NO2がNOx触媒17内に
吸収されて硝酸イオンNO3 -が生成される。
As long as the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is high, NO 2 is generated on the surface of the platinum Pt,
As long as the absorption capacity is not saturated, NO 2 is absorbed in the NOx catalyst 17 and nitrate ions NO 3 are generated.

【0033】これに対して、流入排気ガス中の酸素濃度
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、NOx触媒17内の硝酸イオ
ンNO 3 -がNO2の形でNOx触媒17から放出される。
即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると、NOx
触媒17からNOxが放出されることになる。図3に示
されるように、流入排気ガスのリーンの度合いが低くな
れば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、したがって流
入排気ガスのリーンの度合いを低くすればNOx触媒1
7からNOxが放出されることとなる。
On the other hand, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas
Decreases and NOTwoThe reaction goes in the reverse direction when the amount of
(NOThree -→ NOTwo), And nitrate ion in the NOx catalyst 17
NO Three -Is NOTwoFrom the NOx catalyst 17.
That is, when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases, NOx
NOx is released from the catalyst 17. Shown in FIG.
The leanness of the incoming exhaust gas
This reduces the oxygen concentration in the incoming exhaust gas,
The NOx catalyst 1
7, NOx is released.

【0034】一方、このとき、燃焼室3内に供給される
混合気がストイキまたはリッチにされて排気空燃比がス
トイキまたはリッチになると、図3に示されるように機
関からは多量の未燃HC,COが排出され、これら未燃
HC,COは、白金Pt上の酸素O2 -又はO2-と反応し
て酸化せしめられる。
On the other hand, at this time, when the mixture supplied to the combustion chamber 3 is made stoichiometric or rich and the exhaust air-fuel ratio becomes stoichiometric or rich, as shown in FIG. , CO are discharged, and the unburned HC, CO reacts with oxygen O 2 - or O 2- on platinum Pt to be oxidized.

【0035】また、排気空燃比がストイキまたはリッチ
になると流入排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するた
めにNOx触媒17からNO2が放出され、このNO
2は、図4(B)に示されるように未燃HC、COと反
応して還元せしめられてN2となる。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、NOx触媒
17から次から次へとNO2が放出され、さらにN2に還
元せしめられる。したがって、排気空燃比をストイキま
たはリッチにすると短時間の内にNOx触媒17からN
Oxが放出されることになる。
When the exhaust air-fuel ratio becomes stoichiometric or rich, the concentration of oxygen in the inflowing exhaust gas is extremely reduced, so that NO 2 is released from the NOx catalyst 17, and this NO
2 is reduced by reacting with unburned HC and CO as shown in FIG. 4 (B) to become N 2 . When NO 2 is no longer present on the surface of the platinum Pt, NO 2 is released from the NOx catalyst 17 one after another, and is further reduced to N 2 . Therefore, when the exhaust air-fuel ratio is set to stoichiometric or rich, the NOx catalyst 17
Ox will be released.

【0036】このように、排気空燃比がリーンになると
NOxがNOx触媒17に吸収され、排気空燃比をストイ
キあるいはリッチにするとNOxがNOx触媒17から短
時間のうちに放出され、N2に還元される。
[0036] Thus, NOx when the exhaust air-fuel ratio becomes lean is absorbed in the NOx catalyst 17, NOx when the exhaust air-fuel ratio to the stoichiometric or rich is released in a short time from the NOx catalyst 17, reduced to N 2 Is done.

【0037】ところで、この実施の形態では前述したよ
うに、全負荷運転時には燃焼室3内に供給される混合気
がリッチとされ、また高負荷運転時には混合気が理論空
燃比とされ、低中負荷運転時には混合気がリーンとされ
るので、低中負荷運転時に排気ガス中のNOxがNOx触
媒17に吸収され、全負荷運転時及び高負荷運転時にN
Ox触媒17からNOxが放出され還元されることにな
る。しかしながら、全負荷運転あるいは高負荷運転の頻
度が少なく、低中負荷運転の頻度が多くその運転時間が
長ければ、NOxの放出・還元が間に合わなくなり、N
Ox触媒17のNOxの吸収能力が飽和してNOxを吸収
できなくなってしまう。そこで、この実施の形態では、
リーン混合気の燃焼が行われている場合、即ち中低負荷
運転を行っているときには、比較的に短い周期でストイ
キまたはリッチ混合気の燃焼が行われるように混合気の
空燃比を制御し、短周期的にNOxの放出・還元を行っ
ている。このようにNOxの吸放出のために、排気空燃
比(この実施の形態では混合気の空燃比)が比較的に短
い周期で「リーン」と「ストイキまたはリッチ」に交互
に繰り返されるように制御することを、以下の説明では
リーン・リッチスパイク制御と称す。
In this embodiment, as described above, the mixture supplied to the combustion chamber 3 is made rich at the time of full load operation, and the mixture is made the stoichiometric air-fuel ratio at the time of high load operation. Since the air-fuel mixture is lean during the load operation, NOx in the exhaust gas is absorbed by the NOx catalyst 17 during the low-to-medium-load operation, and N
NOx is released from the Ox catalyst 17 and reduced. However, if the frequency of full-load operation or high-load operation is low, and the frequency of low-medium load operation is high and the operation time is long, the release and reduction of NOx cannot be made in time, and N
The NOx absorption capacity of the Ox catalyst 17 is saturated, and the NOx cannot be absorbed. Therefore, in this embodiment,
When the lean air-fuel mixture is being burned, that is, when the medium-low load operation is being performed, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is controlled so that the stoichiometric or rich air-fuel mixture is burned in a relatively short cycle, NOx is released and reduced in a short cycle. In this way, control is performed such that the exhaust air-fuel ratio (in this embodiment, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture) is alternately and repeatedly repeated in a relatively short cycle between "lean" and "stoichiometric or rich" in order to absorb and release NOx. This is referred to as lean-rich spike control in the following description.

【0038】一方、燃料には硫黄(S)が含まれてお
り、燃料中の硫黄が燃焼するとSO2やSO3などの硫黄
酸化物(SOx)が発生し、NOx触媒17は排気ガス中
のこれらSOxも吸収する。つまり、NOx触媒17はS
Ox吸収剤としても機能するのである。NOx触媒17の
SOx吸収メカニズムはNOx吸収メカニズムと同じであ
ると考えられる。即ち、NOxの吸収メカニズムを説明
したときと同様に担体上に白金PtおよびバリウムBa
を坦持させた場合を例にとって説明すると、前述したよ
うに、排気空燃比がリーンのときには、酸素O2がO2 -
又はO2-の形でNOx触媒17の白金Ptの表面に付着
しており、流入排気ガス中のSOx(例えばSO2)は白
金Ptの表面上で酸化されてSO3となる。
On the other hand, the fuel contains sulfur (S), and when the sulfur in the fuel burns, sulfur oxides (SOx) such as SO 2 and SO 3 are generated, and the NOx catalyst 17 These SOx also absorb. That is, the NOx catalyst 17
It also functions as an Ox absorbent. It is considered that the SOx absorption mechanism of the NOx catalyst 17 is the same as the NOx absorption mechanism. That is, platinum Pt and barium Ba are deposited on the carrier in the same manner as when the NOx absorption mechanism is described.
As described above, when the exhaust air-fuel ratio is lean, the oxygen O 2 becomes O 2
Alternatively, SOx (eg, SO 2 ) in the inflowing exhaust gas is oxidized to Pt 3 in the form of O 2− on the surface of platinum Pt of the NOx catalyst 17.

【0039】その後、生成されたSO3は、白金Ptの
表面で更に酸化されながらNOx触媒17内に吸収され
て酸化バリウムBaOと結合し、硫酸イオンSO4 2-
形でNOx触媒17内に拡散し硫酸塩BaSO4を形成す
る。NOx触媒17中のBaSO4の生成量が増大すると
NOx触媒17の吸収に関与できるBaOの量が減少し
てNOxの吸収能力が低下してしまう。これが即ちSOx
被毒である。したがって、NOx触媒17のNOx吸収能
力を高く維持するためには、適宜のタイミングでNOx
触媒17に吸収されたSOxを放出させる必要がある。
NOx触媒17からSOxを放出させるには、NOxを放
出させる場合と同様に排気ガスの酸素濃度を低下させれ
ばよいことが分かっており、また、NOx触媒17の温
度が高いほど放出し易いことが分かっている。
Thereafter, the generated SO 3 is further oxidized on the surface of the platinum Pt, is absorbed in the NOx catalyst 17 and combines with the barium oxide BaO, and enters the NOx catalyst 17 in the form of sulfate ion SO 4 2−. diffused to form the sulfate BaSO 4. When the amount of BaSO 4 generated in the NOx catalyst 17 increases, the amount of BaO that can participate in the absorption of the NOx catalyst 17 decreases, and the NOx absorption capacity decreases. This is SOx
Poisoning. Therefore, in order to maintain the NOx absorption capacity of the NOx catalyst 17 high, the NOx
It is necessary to release the SOx absorbed by the catalyst 17.
It is known that SOx can be released from the NOx catalyst 17 by lowering the oxygen concentration of the exhaust gas as in the case of releasing NOx, and that the higher the temperature of the NOx catalyst 17, the easier it is to release. I know.

【0040】しかしながら、NOxの吸放出処理のため
に排気空燃比のリーン・リッチスパイク制御を実行して
酸素濃度の低い排気ガスをNOx触媒17に流した場
合、NOx触媒17からNOxは放出されるが、SOxは
殆ど放出されることがない。これは、BaSO4は結晶
が粗大化し易く、比較的安定し易いため、一旦生成され
ると分解放出されにくいことによるものと考えられてい
る。このようにNOx触媒17内に安定した形で吸収さ
れているSOxを放出させるには、酸素濃度の低い排気
ガスを長時間連続的に流す必要がある。
However, when lean / rich spike control of the exhaust air-fuel ratio is performed for the NOx absorption / release processing to flow exhaust gas having a low oxygen concentration to the NOx catalyst 17, NOx is released from the NOx catalyst 17. However, SOx is hardly released. This is considered to be due to the fact that the crystal of BaSO 4 tends to be coarse and relatively stable, so that once generated, it is difficult to be decomposed and released. As described above, in order to release the SOx absorbed in the NOx catalyst 17 in a stable manner, it is necessary to continuously flow exhaust gas having a low oxygen concentration for a long time.

【0041】そこで、この実施の形態では、NOx触媒
17に所定量のSOxが吸収された時にSOx放出処理を
実行することとし、そのSOx放出処理は、排気空燃比
をストイキに保持した排気ガスを長時間NOx触媒17
に流すことにより行うこととした。ただし、車両を停止
させている時や極低速走行させている時に車両からSO
xが排出されると、車両の後部付近がSOx濃度の高い雰
囲気となり、この車両の付近にいる歩行者や後続車両の
乗員に不快感を与える虞れがあるので、これを防止する
ために、当該車両を停止あるいは極低速走行させている
時にはSOx放出処理の実行を停止してSOxの放出を行
わないようにし、車両が所定速度以上で走行し始めたと
きにSOx放出処理を開始あるいは再開するようにして
いる。
Therefore, in this embodiment, when a predetermined amount of SOx is absorbed by the NOx catalyst 17, the SOx releasing process is executed. In the SOx releasing process, the exhaust gas whose exhaust air-fuel ratio is maintained at the stoichiometric ratio is used. Long-time NOx catalyst 17
To be carried out. However, when the vehicle is stopped or running at extremely low speed, SO
When x is discharged, the vicinity of the rear of the vehicle becomes an atmosphere having a high SOx concentration, and there is a possibility that pedestrians near the vehicle and occupants of following vehicles may be uncomfortable, so in order to prevent this, When the vehicle is stopped or running at a very low speed, the execution of the SOx release process is stopped so that the SOx is not released, and the SOx release process is started or restarted when the vehicle starts running at a predetermined speed or more. Like that.

【0042】次に、図5を参照して、この実施の形態に
おけるSOx放出処理実行ルーチンを説明する。このル
ーチンを構成する各ステップからなるフローチャートは
ECU30のROM32に記憶してあり、フローチャー
トの各ステップにおける処理は総てECU30のCPU
34によって実行される。
Next, referring to FIG. 5, a description will be given of a routine for executing the SOx releasing process in this embodiment. A flowchart including the steps constituting this routine is stored in the ROM 32 of the ECU 30, and the processing in each step of the flowchart is entirely performed by the CPU of the ECU 30.
34.

【0043】<ステップ101>まず、ECU30は、
ステップ101において、前回のSOx放出処理完了後
から現時点までの当該車両の走行距離を積算する。
<Step 101> First, the ECU 30
In step 101, the travel distance of the vehicle from the completion of the previous SOx release process to the current time is integrated.

【0044】<ステップ102>次に、ECU30は、
ステップ102に進んで、ステップ101で求めた走行
距離積算値Dが判定値D0を越えたか否かを判定する。
機関本体1から排出される排気ガス中に含まれるSOx
は、燃料中の硫黄(S)分が燃焼して生じたものであ
り、また、NOx触媒17に吸収されているSOx量は、
機関本体1での燃焼で消費された燃料量と相関がある。
したがって、燃料消費量の積算値に基づいてNOx触媒
17に吸収されているSOx量を算出することができ、
燃料消費量積算値が所定量のSOx吸収量に相当する値
に達したときをSOx放出時期であるとすることも可能
であるが、燃料消費量と走行距離との間にも相関がある
ことから、この実施の形態では燃料消費量の積算に代え
て走行距離を積算することとし、その走行距離の積算値
が所定量のSOx吸収量に相当する値(判定値D0)を越
えたときにSOxを放出すべき時期であると判定し、越
えていないときにはSOxを放出すべき時期ではないと
判定することとした。尚、この実施の形態において前記
判定値D0は、NOx触媒17のSOx吸収飽和量の50
%に相当する走行距離とした。
<Step 102> Next, the ECU 30
Proceeds to step 102, the travel distance accumulated value D calculated in step 101 determines whether exceeds the judgment value D 0.
SOx contained in exhaust gas discharged from the engine body 1
Is generated by burning the sulfur (S) component in the fuel, and the SOx amount absorbed by the NOx catalyst 17 is:
There is a correlation with the amount of fuel consumed by combustion in the engine body 1.
Therefore, the amount of SOx absorbed by the NOx catalyst 17 can be calculated based on the integrated value of the fuel consumption,
When the integrated value of the fuel consumption reaches a value corresponding to the predetermined amount of SOx absorption, it is possible to determine the SOx release timing, but there is also a correlation between the fuel consumption and the mileage. Accordingly, in this embodiment, the travel distance is integrated instead of the fuel consumption amount, and when the integrated value of the travel distance exceeds a value (determination value D 0 ) corresponding to a predetermined amount of SOx absorption. It is determined that it is time to release SOx, and if not, it is determined that it is not time to release SOx. In this embodiment, the determination value D 0 is 50% of the SOx absorption saturation amount of the NOx catalyst 17.
%.

【0045】ECU30による一連の信号処理のうちス
テップ102を実行する部分は、NOx触媒(NOx吸収
剤)からSOxを放出すべき時期か否かを判定するSOx
放出時期判定手段ということができる。ステップ102
で肯定判定した場合にはステップ103に進み、否定判
定した場合にはステップ108に進む。
The part of executing a step 102 in the series of signal processing by the ECU 30 is a step of determining whether it is time to release SOx from the NOx catalyst (NOx absorbent).
This can be referred to as a release timing determination unit. Step 102
When the determination is affirmative, the routine proceeds to step 103, and when the determination is negative, the routine proceeds to step 108.

【0046】<ステップ103>ECU30は、ステッ
プ103において、NOx触媒17に対してSOx放出処
理を実行する。SOx放出処理は、燃焼室3に供給され
る混合気の空燃比をストイキに制御することにより排気
空燃比をストイキに制御し、且つ、NOx触媒17の温
度を硫酸塩の分解温度以上でNOx触媒17が高温劣化
しにくい所定温度(例えば600〜750゜C)に制御
することにより行う。尚、この実施の形態では、NOx
触媒17の温度制御は排気ガスの温度制御によって行っ
ている。以下、排気空燃比をストイキに制御するととも
に排気ガス温度を前記所定温度に制御することを、高温
ストイキ制御と称し、この高温ストイキ制御を実行して
いるときにSOx放出処理が実行されることとなる。
<Step 103> In step 103, the ECU 30 executes an SOx releasing process on the NOx catalyst 17. The SOx release process controls the exhaust air-fuel ratio to stoichiometric by controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 3 to stoichiometric. 17 is performed by controlling to a predetermined temperature (for example, 600 to 750 ° C.) at which high temperature deterioration is difficult. In this embodiment, NOx
The temperature of the catalyst 17 is controlled by controlling the temperature of the exhaust gas. Hereinafter, controlling the exhaust air-fuel ratio to stoichiometric and controlling the exhaust gas temperature to the predetermined temperature is referred to as high-temperature stoichiometric control, and the SOx release processing is performed when the high-temperature stoichiometric control is performed. Become.

【0047】ECU30による一連の信号処理のうちス
テップ103において空燃比をストイキに制御する部分
は、NOx触媒(SOx吸収剤)に吸収されたSOxを放
出させるために排気ガスの空燃比をストイキ(またはリ
ッチ)に制御する空燃比制御手段ということができ、ま
た、NOx触媒(SOx吸収剤)に吸収されたSOxを放
出させるために排気ガスの酸素濃度を低減するSOx放
出手段ということができる。
The part of the series of signal processing by the ECU 30 in which the air-fuel ratio is stoichiometrically controlled in step 103 is the stoichiometric (or air-fuel ratio) of the exhaust gas in order to release the SOx absorbed by the NOx catalyst (SOx absorbent). It can be said that the air-fuel ratio control means performs rich control, and the SOx releasing means reduces the oxygen concentration of the exhaust gas in order to release the SOx absorbed by the NOx catalyst (SOx absorbent).

【0048】排気ガス温度の制御については、ECU3
0は、温度センサ25からの入力信号からNOx触媒1
7の出ガス温度を検出し、この出ガス温度が前記所定温
度以下の場合には、機関負荷を一定に保持したまま、排
気ガス温度の上昇および炭化水素(HC)や一酸化炭素
(CO)などの還元剤の排出量の増量を行い、排気ガス
温度が前記所定温度に保持されるように制御する。
The ECU 3 controls the exhaust gas temperature.
0 is the NOx catalyst 1 based on the input signal from the temperature sensor 25.
7 is detected, and when the output gas temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, the exhaust gas temperature is increased and the hydrocarbon (HC) or carbon monoxide (CO) is increased while the engine load is kept constant. The amount of the reducing agent discharged is increased, and the exhaust gas temperature is controlled so as to be maintained at the predetermined temperature.

【0049】ここで、排気ガス温度を上昇させる手段と
しては、この実施の形態では例えば点火時期を遅らせる
ことが考えられる。また、この実施の形態のガソリンエ
ンジンには装備していないが、排気ガス再循環装置(い
わゆるEGR装置)を備えるエンジンであれば、排気ガ
ス再循環量(EGR量)を増大させることにより排気ガ
ス温度を上昇させることも考えられる。さらに、この実
施の形態における内燃機関はガソリンエンジンである
が、内燃機関がディーゼルエンジンの場合であれば、予
混合を増やしたり、あるいは、吸気行程または膨張行程
または排気行程で燃料を噴射する副噴射を実行すること
によって排気ガス温度を上昇させることも考えられる。
Here, as means for increasing the exhaust gas temperature, for example, in this embodiment, it is conceivable to delay the ignition timing. Although not provided in the gasoline engine of this embodiment, if the engine includes an exhaust gas recirculation device (so-called EGR device), the exhaust gas recirculation amount (EGR amount) is increased to increase the exhaust gas recirculation amount. It is also conceivable to raise the temperature. Furthermore, although the internal combustion engine in this embodiment is a gasoline engine, if the internal combustion engine is a diesel engine, the pre-mixing is increased, or a sub-injection for injecting fuel in an intake stroke, an expansion stroke, or an exhaust stroke is performed. It is also conceivable to increase the exhaust gas temperature by performing the following.

【0050】高温ストイキ制御の実行により、高温且つ
酸素濃度の低い排気ガスがNOx触媒17に連続して流
れ、これにより、NOx触媒17に吸収されていた硫酸
塩が分解してSO3となり、さらにこのSO3が排気ガス
中の未燃HC、COによって還元せしめられ、SO2
なって放出される。
By executing the high-temperature stoichiometric control, the exhaust gas having a high temperature and a low oxygen concentration flows continuously to the NOx catalyst 17, whereby the sulfate absorbed by the NOx catalyst 17 is decomposed into SO 3 , This SO 3 is reduced by unburned HC and CO in the exhaust gas, and is released as SO 2 .

【0051】<ステップ104>そして、ECU30
は、ステップ104に進んで、車速センサ27で検出し
た車速が予め設定した所定速度(例えば、5km/h)
以下か否かを判定する。以下、この所定速度を下限速度
という。ECU30による一連の信号処理のうちステッ
プ104を実行する部分は、車両の走行速度が所定速度
以下か否かを判定する車速判定手段ということができ
る。
<Step 104> The ECU 30
Proceeds to step 104, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 27 is set at a predetermined speed (for example, 5 km / h).
It is determined whether or not: Hereinafter, this predetermined speed is referred to as a lower limit speed. The part that executes step 104 in the series of signal processing by the ECU 30 can be referred to as vehicle speed determining means for determining whether the running speed of the vehicle is equal to or lower than a predetermined speed.

【0052】<ステップ105>ECU30は、ステッ
プ104で肯定判定した場合にはステップ105に進
み、高温ストイキ制御を停止して、リーン・リッチスパ
イク制御を実行する。高温ストイキ制御を停止してリー
ン・リッチスパイク制御を実行するということは、換言
すればSOx放出処理の実行を停止し、NOx触媒17に
NOxの吸放出作用を行わしめることになる。つまり、
高温ストイキ制御を停止することによりNOx触媒17
からSOxが放出されなくなり、リーン・リッチスパイ
ク制御の実行によりリーン時には排気ガス中のNOxが
NOx触媒17に吸収され、ストイキまたはリッチ時に
NOx触媒17に吸収されたNOxが放出され、N2に還
元浄化される。また、NOx触媒17のSOx吸収能力が
飽和していない限り、リーン時に排気ガス中のSOxは
NOx触媒17に吸収される。ECU30による一連の
信号処理のうちステップ105を実行する部分は、NO
x触媒(SOx吸収剤)からSOxの放出を低減せしめる
SOx放出低減手段ということができる。
<Step 105> When the affirmative determination is made in step 104, the ECU 30 proceeds to step 105, stops the high-temperature stoichiometric control, and executes the lean / rich spike control. Stopping the high-temperature stoichiometric control and executing the lean-rich spike control means stopping the execution of the SOx release process and causing the NOx catalyst 17 to perform the NOx absorption / release action. That is,
By stopping the high-temperature stoichiometric control, the NOx catalyst 17
SOx is not released from the lean time by executing the lean-rich spike control is absorbed NOx in the exhaust gas in the NOx catalyst 17, NOx absorbed in the NOx catalyst 17 during the stoichiometric or rich is released, reduced to N 2 Be purified. Unless the SOx absorption capacity of the NOx catalyst 17 is saturated, SOx in the exhaust gas is absorbed by the NOx catalyst 17 during lean operation. The part that executes step 105 in the series of signal processing by the ECU 30 is NO
It can be said to be SOx emission reduction means for reducing the emission of SOx from the x catalyst (SOx absorbent).

【0053】<ステップ106>次に、ECU30は、
ステップ105からステップ106に進んで、車速セン
サ27で検出した車速が前記下限速度以下か否かを判定
する。ステップ106で肯定判定した場合にはステップ
105に進んでリーン・リッチスパイク制御を続行す
る。一方、ステップ106で否定判定した場合にはステ
ップ103に進んでリーン・リッチスパイク制御を停止
し、高温ストイキ制御を再開してSOx放出処理の実行
を再開する。
<Step 106> Next, the ECU 30
Proceeding from step 105 to step 106, it is determined whether the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 27 is equal to or lower than the lower limit speed. If an affirmative determination is made in step 106, the routine proceeds to step 105, where the lean / rich spike control is continued. On the other hand, if a negative determination is made in step 106, the routine proceeds to step 103, in which the lean / rich spike control is stopped, the high-temperature stoichiometric control is restarted, and the execution of the SOx release process is restarted.

【0054】つまり、ステップ103からステップ10
6を実行することにより、高温ストイキ制御の実行を開
始するに際して車両が停止あるいは前記下限速度以下の
極低速走行をしている時には、高温ストイキ制御の実行
を見送ってリーンリッチスパイク制御を継続し、車速が
前記下限速度より大きくなったら高温ストイキ制御の実
行を開始するようになり、また、高温ストイキ制御の実
行中に車両が停止あるいは前記下限速度以下の極低速走
行状態になった時には、車速が前記下限速度より大きく
なるまで高温ストイキ制御の実行を一時中断してリーン
・リッチスパイク制御の実行に切り替え、車速が前記下
限速度より大きくなったら再び高温ストイキ制御の実行
に切り替わることになる。
That is, from step 103 to step 10
By executing step 6, when the vehicle is stopped or running at extremely low speed below the lower limit speed when starting the execution of the high-temperature stoichiometric control, the execution of the high-temperature stoichiometric control is not performed, and the lean-rich spike control is continued, When the vehicle speed becomes higher than the lower limit speed, the execution of the high-temperature stoichiometric control is started. The execution of the high-temperature stoichiometric control is temporarily interrupted until the speed becomes higher than the lower limit speed, and the execution is switched to the execution of the lean / rich spike control. When the vehicle speed becomes higher than the lower limit speed, the execution is switched again to the high-temperature stoichiometric control.

【0055】これによって、車両が停止あるいは極低速
走行している間はSOx放出処理が実行されず、したが
って車両からSOxが放出されなくなるので、この車両
の後部付近がSOx濃度の高い雰囲気になるのを阻止す
ることができる。その結果、当該車両の近くにいる歩行
者や後続車両の乗員に、当該車両からのSOx放出に起
因する不快感を与えることがない。
As a result, while the vehicle is stopped or running at a very low speed, the SOx releasing process is not executed, and therefore, the SOx is not released from the vehicle. Can be prevented. As a result, the pedestrian near the vehicle or the occupant of the following vehicle does not feel uncomfortable due to the release of SOx from the vehicle.

【0056】<ステップ107>そして、ECU30
は、ステップ104で否定判定した場合、即ち、車両が
前記下限速度よりも速く走行していると判定した場合に
は、ステップ107に進んで、NOx触媒17からのS
Ox放出が完了したか否かを判定する。SOx放出が完了
したか否かの判定は、高温ストイキ制御によるエンジン
作動の履歴から判定し、さらに具体的には、高温ストイ
キ制御によるエンジンの作動時間が所定の時間だけ連続
して行われたか否かで判定する。ここで、高温ストイキ
制御によるエンジンの作動時間は、途中でエンジンを停
止させた場合やアイドリング時のように車両停止中や車
両が前記下限速度以下の極低速走行している場合には、
これらの時間を除いて高温ストイキ制御を実行した時間
を積算したものとする。
<Step 107> The ECU 30
If a negative determination is made in step 104, that is, if it is determined that the vehicle is traveling faster than the lower limit speed, the process proceeds to step 107, where the NOx catalyst 17
It is determined whether or not the Ox release has been completed. The determination as to whether or not the SOx release has been completed is made based on the history of the engine operation under the high-temperature stoichiometric control, and more specifically, whether the operating time of the engine under the high-temperature stoichiometric control has been continuously performed for a predetermined time. Is determined by Here, the operating time of the engine by the high-temperature stoichiometric control is, when the engine is stopped halfway, when the vehicle is stopped such as during idling, or when the vehicle is traveling at an extremely low speed below the lower limit speed,
It is assumed that the time during which the high-temperature stoichiometric control is executed excluding these times is integrated.

【0057】また、SOx放出時期か否かを判定すると
きの判定値である前記「所定の時間」は、ステップ10
2におけるSOx放出時期の判定値D0の大小によって、
あるいは高温ストイキ制御の実行における目標温度の大
小によって異なるので一概には言えないが、数分から数
時間、あるいは数日のオーダーであり、少なくとも、ス
テップ105,108におけるリーン・リッチスパイク
制御での1回のストイキまたはリッチ保持時間の100
倍以上である。
The "predetermined time", which is a determination value for determining whether or not it is the time to release SOx,
2 according to the magnitude of the determination value D 0 of the SOx release timing,
Alternatively, since it differs depending on the magnitude of the target temperature in the execution of the high-temperature stoichiometric control, it cannot be said unconditionally, but it is on the order of several minutes to several hours or several days. Stoichiometric or rich retention time of 100
More than double.

【0058】そして、高温ストイキ制御によるエンジン
の作動時間が所定時間に達するまでは、ステップ107
で否定判定され、ステップ103の高温ストイキ制御の
実行を継続する。
Until the operating time of the engine under the high-temperature stoichiometric control reaches a predetermined time, step 107 is executed.
Is negative, and the execution of the high-temperature stoichiometric control in step 103 is continued.

【0059】高温ストイキ制御によるエンジンの作動時
間が所定時間を超えたときには、NOx触媒17に吸収
されていたSOxがほぼ完全に放出されたものとみなし
て、ECU30は、ステップ107で肯定判定(SOx
放出完了の判定)し、ステップ108に進む。
When the operating time of the engine under the high-temperature stoichiometric control exceeds a predetermined time, it is regarded that SOx absorbed by the NOx catalyst 17 has been almost completely released, and the ECU 30 makes an affirmative determination (SOx
Then, the process proceeds to step 108.

【0060】<ステップ108>ECU30は、ステッ
プ108において、リーン・リッチスパイク制御を実行
する。リーン・リッチスパイク制御の実行中は、リーン
時には排気ガス中のNOxおよびSOxがNOx触媒17
に吸収され、ストイキまたはリッチ時にNOx触媒17
に吸収されたNOxが放出され、N2に還元浄化される。
このリーン・リッチスパイク制御の実行中におけるスト
イキまたはリッチ時には、ストイキまたはリッチの保持
時間が短いのでNOx触媒17に吸収されたSOxは殆ど
放出されない。
<Step 108> In step 108, the ECU 30 executes lean / rich spike control. During execution of the lean / rich spike control, NOx and SOx in the exhaust gas are reduced by the NOx catalyst 17 during lean operation.
NOx catalyst 17 during stoichiometric or rich
It absorbed NOx is released and reduced and purified to N 2 in.
During stoichiometric or rich operation during the execution of the lean-rich spike control, SOx absorbed by the NOx catalyst 17 is hardly released because the stoichiometric or rich holding time is short.

【0061】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、NOx触媒17に対するSOx放出処理が最適なタ
イミングで実行され、しかも、NOx触媒17からSOx
をほぼ完全に放出させることができるので、NOx触媒
17のNOx浄化率を常に高い状態に維持することがで
きる。
As described above, according to this embodiment, the SOx releasing process for the NOx catalyst 17 is executed at the optimal timing.
Can be released almost completely, so that the NOx purification rate of the NOx catalyst 17 can always be kept high.

【0062】さらに、この実施の形態によれば、車両が
停止あるいは極低速走行しているときにはSOx放出処
理が実行されず、車両からSOxが放出されないので、
当該車両の後部付近がSOx濃度の高い雰囲気になるの
を阻止することができる。したがって、当該車両の近く
にいる歩行者や後続車両の乗員がSOxに起因して不快
感を感じることはない。
Further, according to this embodiment, when the vehicle is stopped or running at an extremely low speed, the SOx releasing process is not executed, and SOx is not released from the vehicle.
The vicinity of the rear portion of the vehicle can be prevented from becoming an atmosphere having a high SOx concentration. Therefore, the pedestrian near the vehicle or the occupant of the following vehicle does not feel discomfort due to SOx.

【0063】尚、ステップ103における高温ストイキ
制御実行中、あるいは、ステップ108におけるリーン
・リッチスパイク制御実行中において、エンジンに高負
荷運転が要求された場合には混合気のストイキ制御が優
先して割り込まれ、全負荷運転が要求された場合には混
合気のリッチ制御が優先して割り込まれるようになって
いる。
During the execution of the high-temperature stoichiometric control in step 103 or the execution of the lean / rich spike control in step 108, if a high load operation is required for the engine, the stoichiometric control of the air-fuel mixture is interrupted with priority. Thus, when full load operation is requested, the rich control of the air-fuel mixture is interrupted with priority.

【0064】図6は、この第1の実施の形態における空
燃比制御の一実施例を示したものである。この実施例で
は、リーン・リッチスパイク制御においては、例えば6
0km/hでの定速走行でリーン運転保持時間を40
秒、ストイキ運転保持時間を2秒程度としてこれを交互
に繰り返す。一方、高温ストイキ制御での連続運転時間
は約1時間とし、その間に高温ストイキ制御を一度中断
した例である。
FIG. 6 shows an example of the air-fuel ratio control in the first embodiment. In this embodiment, in the lean-rich spike control, for example, 6
Lean operation holding time of 40 at constant speed running at 0 km / h
This is alternately repeated with the stoichiometric operation holding time of about 2 seconds. On the other hand, the continuous operation time in the high-temperature stoichiometric control is about 1 hour, during which the high-temperature stoichiometric control is interrupted once.

【0065】〔第2の実施の形態〕図7は、本発明に係
る内燃機関の排気浄化装置の第2の実施の形態における
SOx放出処理実行ルーチンを示す図である。
[Second Embodiment] FIG. 7 is a view showing an SOx release processing execution routine in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.

【0066】図7のフローチャートにおいて第2の実施
の形態が第1の実施の形態と相違する点はステップ10
5だけであり、その他の点については第1の実施の形態
と全く同じである。
The difference between the second embodiment and the first embodiment in the flowchart of FIG.
5 is the same as the first embodiment in other respects.

【0067】第2の実施の形態では、ステップ104で
車速が下限速度以下であると判定してステップ105に
進むと、ECU30は、ステップ105において、排気
空燃比をストイキに制御しつつ、NOx触媒17の温度
をNOx触媒17からSOxが放出されにくい所定温度
(以下の説明においては、この温度をSOx放出低減温
度と称す)以下に制御することによって、NOx触媒1
7からのSOxの放出を低減させ、SOx放出処理の実行
を一時中断するようにしている。この第2の実施の形態
においても、NOx触媒17の温度制御は排気ガスの温
度制御により行う。以下、排気空燃比をストイキに制御
しつつ排気ガス温度をSOx放出低減温度以下の低温に
制御することを低温ストイキ制御と称す。尚、SOx放
出低減温度は例えば、約400゜Cである。
In the second embodiment, when it is determined in step 104 that the vehicle speed is equal to or lower than the lower limit speed and the routine proceeds to step 105, the ECU 30 controls the NOx catalyst while controlling the exhaust air-fuel ratio to stoichiometric in step 105. By controlling the temperature of the NOx catalyst 17 to a predetermined temperature at which SOx is not easily released from the NOx catalyst 17 (this temperature is referred to as a SOx release reduction temperature in the following description), the NOx catalyst 1
7, the release of SOx is reduced, and the execution of the SOx release process is temporarily suspended. Also in the second embodiment, the temperature control of the NOx catalyst 17 is performed by controlling the temperature of the exhaust gas. Hereinafter, controlling the exhaust gas temperature to a low temperature equal to or lower than the SOx emission reduction temperature while controlling the exhaust air-fuel ratio to stoichiometric is referred to as low-temperature stoichiometric control. The SOx emission reduction temperature is, for example, about 400 ° C.

【0068】排気ガス温度を低下させるには、例えば、
NOx触媒17を収容するケーシング18の周囲に、あ
るいはケーシング18よりも上流の排気管16の周囲
に、水冷式のクーラユニットを設け、このクーラユニッ
トを作動させることにより排気ガス温度を低下させるこ
とが考えられる。また、EGR装置を備えるエンジンで
あれば、EGR量を低減することにより排気ガス温度を
低下させることが考えられる。
To lower the exhaust gas temperature, for example,
A water-cooled cooler unit may be provided around the casing 18 containing the NOx catalyst 17 or around the exhaust pipe 16 upstream of the casing 18, and operating this cooler unit may lower the exhaust gas temperature. Conceivable. In the case of an engine equipped with an EGR device, it is conceivable that the exhaust gas temperature is reduced by reducing the EGR amount.

【0069】そして、ステップ105において低温スト
イキ制御を実行する部分は、NOx触媒17(SOx吸収
剤)からSOxの放出を低減せしめるSOx放出低減手段
ということができる。
The part where the low-temperature stoichiometric control is executed in step 105 can be regarded as SOx emission reduction means for reducing the release of SOx from the NOx catalyst 17 (SOx absorbent).

【0070】NOx触媒17の温度が前記SOx放出低減
温度よりも低温では、排気空燃比をストイキに保持して
いてもNOx触媒17からSOxは放出されにくくなる。
しかしながら、このような低温状態でストイキの排気ガ
スをNOx触媒17に流していると、SOx被毒の進行を
止めることができ、堆積しているSOx被毒成分(即
ち、硫酸塩)も徐々に分解され易い形に変化すると考え
られる。したがって、ステップ105において排気空燃
比の低温ストイキ制御を実行していると、この後でNO
x触媒17が所定温度以上に昇温した時(即ち、ステッ
プ103の高温ストイキ制御が再開された時)には、極
めて効率よくSOxの放出・還元が行われることにな
る。
When the temperature of the NOx catalyst 17 is lower than the SOx emission reduction temperature, SOx is hardly released from the NOx catalyst 17 even if the exhaust air-fuel ratio is maintained at stoichiometric.
However, when the stoichiometric exhaust gas is passed through the NOx catalyst 17 in such a low temperature state, the progress of SOx poisoning can be stopped, and the deposited SOx poisoning component (that is, sulfate) gradually decreases. It is thought to change to a form that is easily decomposed. Therefore, if the low-temperature stoichiometric control of the exhaust air-fuel ratio is executed in step 105, NO
When the temperature of the x catalyst 17 rises to a predetermined temperature or higher (that is, when the high-temperature stoichiometric control in step 103 is restarted), SOx is released and reduced very efficiently.

【0071】ECU30は、ステップ105からステッ
プ106に進み、車速が下限速度以下か否かを判定し、
肯定判定の場合にはステップ105による低温ストイキ
制御を継続し、否定判定された場合にはステップ103
に進んで高温ストイキ制御を再開する。
The ECU 30 proceeds from step 105 to step 106 and determines whether or not the vehicle speed is equal to or lower than the lower limit speed.
If the determination is affirmative, the low-temperature stoichiometric control in step 105 is continued, and if the determination is negative, step 103 is performed.
And restart the high-temperature stoichiometric control.

【0072】〔その他の実施の形態〕本発明は、第1の
実施の形態におけるステップ105において、リーン・
リッチスパイク制御の代わりに、間欠的なリッチ空燃比
を行わずに連続的にリーン空燃比を維持するように制御
する連続リーン制御としても、成立する。吸入空気量を
増大させて排気空燃比をリーンに制御すると、排気ガス
温度も低下させることができ、NOx触媒17からのS
Oxの放出が低減する。
[Other Embodiments] According to the present invention, in step 105 in the first embodiment, a lean
Instead of the rich spike control, a continuous lean control that performs control so as to continuously maintain a lean air-fuel ratio without performing an intermittent rich air-fuel ratio is also established. If the exhaust air-fuel ratio is controlled to be lean by increasing the intake air amount, the exhaust gas temperature can also be reduced, and the Sx from the NOx catalyst 17 can be reduced.
Ox emissions are reduced.

【0073】尚、前述した実施の形態では本発明をガソ
リンエンジンに適用した例で説明したが、本発明をディ
ーゼルエンジンに適用することができることは勿論であ
る。ディーゼルエンジンの場合は、燃焼室での燃焼がス
トイキよりもはるかにリーン域で行われるので、通常の
機関運転状態ではNOx触媒17に流入する排気ガスの
空燃比は非常にリーンであり、NOx及びSOxの吸収は
行われるものの、NOx及びSOxの放出が行われること
は殆どない。
In the above embodiment, the present invention is applied to a gasoline engine. However, it goes without saying that the present invention can be applied to a diesel engine. In the case of a diesel engine, the combustion in the combustion chamber is performed in a much leaner region than the stoichiometric region, so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 17 is very lean under a normal engine operating condition, and NOx and Although SOx is absorbed, NOx and SOx are hardly released.

【0074】また、ガソリンエンジンの場合には、前述
したように燃焼室3に供給する混合気をストイキあるい
はリッチにすることにより排気空燃比をストイキあるい
はリッチにし、排気ガス中の酸素濃度を低下させて、N
Ox触媒17に吸収されているNOxやSOxを放出させ
ることができるが、ディーゼルエンジンの場合には、燃
焼室に供給する混合気をストイキあるいはリッチにする
と燃焼の際に煤が発生するなどの問題があり採用するこ
とはできない。
In the case of a gasoline engine, as described above, the air-fuel ratio of the exhaust gas is made stoichiometric or rich by making the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 3 stoichiometric or rich, thereby reducing the oxygen concentration in the exhaust gas. And N
Although NOx and SOx absorbed in the Ox catalyst 17 can be released, in the case of a diesel engine, if the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is made stoichiometric or rich, soot is generated during combustion. And cannot be adopted.

【0075】したがって、本発明をディーゼルエンジン
に適用する場合、排気空燃比をストイキあるいはリッチ
にするためには、機関出力を得るために燃料を燃焼する
のとは別に、還元剤(例えば燃料である軽油)を排気ガ
ス中に供給する必要がある。排気ガスへの還元剤の供給
は、吸気行程や膨張行程や排気行程において気筒内に燃
料を副噴射することによっても可能であるし、あるい
は、NOx触媒17の上流の排気通路内に還元剤を供給
することによっても可能である。
Therefore, when the present invention is applied to a diesel engine, in order to make the exhaust air-fuel ratio stoichiometric or rich, a reducing agent (for example, fuel) is used separately from burning fuel to obtain engine output. (Light oil) must be supplied to the exhaust gas. The supply of the reducing agent to the exhaust gas can be performed by sub-injecting the fuel into the cylinder during the intake stroke, the expansion stroke, or the exhaust stroke, or the reducing agent can be supplied into the exhaust passage upstream of the NOx catalyst 17. It is also possible by supplying.

【0076】尚、ディーゼルエンジンであっても排気再
循環装置(所謂、EGR装置)を備えている場合には、
排気再循環ガスを多量に燃焼室に導入することによっ
て、排気空燃比をストイキまたはリッチにすることが可
能である。
If a diesel engine is provided with an exhaust gas recirculation device (so-called EGR device),
By introducing a large amount of exhaust gas recirculation gas into the combustion chamber, the exhaust air-fuel ratio can be made stoichiometric or rich.

【0077】[0077]

【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置に
よれば、希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に配置され
流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにSOxを吸
収し流入する排気ガスの酸素濃度が低いときに吸収した
SOxを放出するSOx吸収剤と、前記SOx吸収剤に吸
収されたSOxを放出させるためにSOx吸収剤に流入す
る排気ガスの酸素濃度を低減するSOx放出手段と、前
記内燃機関を搭載した車両の走行速度が所定速度以下で
あるか否かを判定する車速判定手段と、前記SOx放出
手段により排気ガスの酸素濃度を低下させてSOx吸収
剤からSOxを放出するSOx放出処理の実行中、前記車
速判定手段により車両の走行速度が前記所定速度以下で
あると判定されたときに、SOx吸収剤からのSOxの放
出を低減せしめるSOx放出低減手段と、を備えること
により、車両停止時あるいは低速走行時にはSOx吸収
剤からのSOxの放出を低減させることができ、車両周
囲を良い環境に保持することができるという優れた効果
が奏される。
According to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the exhaust gas which is arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine capable of lean combustion absorbs SOx and flows in when the air-fuel ratio of the flowing exhaust gas is lean. SOx absorbent for releasing SOx absorbed when the oxygen concentration of the gas is low, and SOx releasing means for reducing the oxygen concentration of exhaust gas flowing into the SOx absorbent to release SOx absorbed by the SOx absorbent A vehicle speed determining means for determining whether or not a running speed of a vehicle equipped with the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined speed; and reducing the oxygen concentration of exhaust gas by the SOx releasing means to release SOx from the SOx absorbent. During the execution of the SOx release process, when the vehicle speed determination unit determines that the traveling speed of the vehicle is equal to or lower than the predetermined speed, the SOx release that reduces the release of SOx from the SOx absorbent is performed. By providing the reduction means, it is possible to reduce the release of SOx from the SOx absorbent at the time of stopping the vehicle or running at a low speed, and to provide an excellent effect that the environment around the vehicle can be maintained in a good environment. .

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

【図1】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第1
の実施の形態の概略構成図である。
FIG. 1 shows a first embodiment of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
It is a schematic structure figure of an embodiment.

【図2】 基本燃料噴射時間のマップの一例を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a map of a basic fuel injection time.

【図3】 機関から排出される排気ガス中の未燃HC,
COおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。
FIG. 3 Unburned HC in exhaust gas discharged from the engine,
FIG. 3 is a diagram schematically showing the concentrations of CO and oxygen.

【図4】 吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸放出作用を説
明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the NOx absorbing / releasing action of a NOx storage reduction catalyst.

【図5】 前記第1の実施の形態のSOx放出処理実行
ルーチンである。
FIG. 5 is an SOx release processing execution routine of the first embodiment.

【図6】 前記第1の実施の形態における空燃比制御の
一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of air-fuel ratio control in the first embodiment.

【図7】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第2
の実施の形態のSOx放出処理実行ルーチンである。
FIG. 7 shows a second embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
9 is a SOx release processing execution routine according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン本体(内燃機関) 3 燃焼室 4 点火栓 11 燃料噴射弁 16 排気管(排気通路) 17 吸蔵還元型NOx触媒(SOx吸収剤) 18 ケーシング 19 排気管(排気通路) 27 車速センサ(車速判定手段) 30 ECU DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body (internal combustion engine) 3 Combustion chamber 4 Spark plug 11 Fuel injection valve 16 Exhaust pipe (exhaust passage) 17 Storage reduction type NOx catalyst (SOx absorbent) 18 Casing 19 Exhaust pipe (exhaust passage) 27 Vehicle speed sensor (vehicle speed judgment) Means) 30 ECU

フロントページの続き Fターム(参考) 3G091 AA02 AA11 AA12 AA17 AA18 AA23 AA24 AB06 BA11 BA14 BA20 BA33 BA36 CA08 CA18 CB02 CB03 DA01 DA02 DA04 DB06 DB10 DB13 EA01 EA05 EA07 EA17 EA30 EA39 FA06 FA12 FA13 FA18 FB10 FB11 FB12 FC02 GB01X GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB10X GB16X HA37 HB05 3G301 HA01 HA02 HA04 HA06 HA13 HA15 JA15 JA25 JA33 JB09 KA21 KA28 LB02 LB11 MA01 MA11 MA18 NA08 NB12 NE13 NE14 NE15 PA01A PA01Z PA11A PA11Z PD11A PD11Z PE01A PE01Z PE08A PE08Z PF01A PF01Z Continued on the front page F-term (reference) 3G091 AA02 AA11 AA12 AA17 AA18 AA23 AA24 AB06 BA11 BA14 BA20 BA33 BA36 CA08 CA18 CB02 CB03 DA01 DA02 DA04 DB06 DB10 DB13 EA01 EA05 EA07 EA17 EA30 EA39 FA06 GB10 FB10 GB04W GB05W GB06W GB10X GB16X HA37 HB05 3G301 HA01 HA02 HA04 HA06 HA13 HA15 JA15 JA25 JA33 JB09 KA21 KA28 LB02 LB11 MA01 MA11 MA18 NA08 NB12 NE13 NE14 NE15 PA01A PA01Z PA11A PA11Z PD11A PD11Z PE01A08Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に配
置され流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにSO
xを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度が低いときに吸
収したSOxを放出するSOx吸収剤と、 前記SOx吸収剤に吸収されたSOxを放出させるために
SOx吸収剤に流入する排気ガスの酸素濃度を低減する
SOx放出手段と、 前記内燃機関を搭載した車両の走行速度が所定速度以下
であるか否かを判定する車速判定手段と、 前記SOx放出手段により排気ガスの酸素濃度を低下さ
せてSOx吸収剤からSOxを放出するSOx放出処理の
実行中、前記車速判定手段により車両の走行速度が前記
所定速度以下であると判定されたときに、SOx吸収剤
からのSOxの放出を低減せしめるSOx放出低減手段
と、 を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
1. An exhaust gas system which is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine capable of lean combustion and has a lean air-fuel ratio.
an SOx absorbent that absorbs x and releases SOx absorbed when the oxygen concentration of the exhaust gas flowing in is low; and an oxygen of exhaust gas that flows into the SOx absorbent to release the SOx absorbed by the SOx absorbent. SOx releasing means for reducing the concentration, vehicle speed determining means for determining whether or not the running speed of a vehicle equipped with the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined speed; and reducing the oxygen concentration of the exhaust gas by the SOx releasing means. During the execution of the SOx releasing process for releasing SOx from the SOx absorbent, when the vehicle speed determining means determines that the traveling speed of the vehicle is equal to or lower than the predetermined speed, the SOx reducing the SOx release from the SOx absorbent. An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising: emission reduction means.
【請求項2】 前記SOx放出低減手段は、内燃機関の
排気ガスの空燃比をリーンに制御する空燃比制御手段か
らなることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排
気浄化装置。
2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said SOx emission reducing means comprises air-fuel ratio control means for controlling an air-fuel ratio of exhaust gas of the internal combustion engine lean.
【請求項3】 前記SOx放出低減手段は、SOx吸収剤
の温度を所定温度以下に制御する温度制御手段からなる
ことを特徴とする請求項1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 1, wherein said SOx emission reducing means comprises temperature control means for controlling the temperature of the SOx absorbent to a predetermined temperature or lower.
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JP2003322010A (en) * 2002-05-01 2003-11-14 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device for internal combustion engine
US6901750B2 (en) 2002-08-30 2005-06-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust emission control apparatus and method for internal combustion engine
US6922988B2 (en) 2002-12-20 2005-08-02 Toyota Jidosha Kabushikia Kaisha Exhaust emission control apparatus and method for internal combustion engine
JP2010112198A (en) * 2008-11-04 2010-05-20 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine

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