JP2000345881A - Exhaust emission control method for internal combustion engine and exhaust emission control device - Google Patents

Exhaust emission control method for internal combustion engine and exhaust emission control device

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JP2000345881A
JP2000345881A JP11156703A JP15670399A JP2000345881A JP 2000345881 A JP2000345881 A JP 2000345881A JP 11156703 A JP11156703 A JP 11156703A JP 15670399 A JP15670399 A JP 15670399A JP 2000345881 A JP2000345881 A JP 2000345881A
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JP
Japan
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fuel ratio
exhaust gas
air
nox
ratio
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JP11156703A
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Japanese (ja)
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Hideaki Muraki
木 秀 昭 村
Kazuhiro Nagashima
島 和 博 長
Ko Cho
耿 張
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Johnson Matthey Japan GK
Original Assignee
Johnson Matthey Japan GK
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To purify NOx by storing nitrogen oxides(NOx) in the case where an air-fuel ratio of exhaust gas in an internal combustion engine makes in a lean condition, treating the stored NOx by a NOx reducing catalyst in the case where the air-fuel ratio makes in a rich condition or in a theoretical air-fuel ratio, and gradually regulating the air-fuel ratio from the lean condition to the rich condition. SOLUTION: For treating NOx stored in a NOx reducing catalyst for storing or reducing the NOx by change of an air-fuel ratio, an air-fuel ratio of exhaust gas is regulated so as to makes from a lean condition to a rich condition gradually. The air-fuel ratio of exhaust gas gradually makes from the rich condition to the rich condition while it is changed by a rate between the rich condition and a theoretical air-fuel ratio. For example, after the air-fuel ratio is changed from the lean condition to the theoretical air-fuel ratio, and it is step-by step changed to the rich condition and the theoretical air-fuel ratio. After it is changed from the lean condition to the theoretical air-fuel ratio, it is continuously or gradually changed to the rich condition and the theoretical air-fuel ratio. Accordingly, it is possible to efficiently reduce the NOx, and it is also improve fuel consumption without holding the air-fuel ratio to the rich condition or the theoretical air-fuel ratio for a long period.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の背景】発明の分野 本発明は、内燃機関の排気ガス浄化方法および浄化装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for purifying exhaust gas of an internal combustion engine.

【０００２】従来技術 今日、内燃機関は、燃費向上等の理由から、空燃比（空
気Ａ／燃料Ｆ）をリーン側（実際の空燃比／理論空燃比
＞１）にして燃焼を行わせるリーンバーンシステムを採
用している。このリーンバーンシステムを採用する内燃
機関では、空燃比をリーン側にして燃焼を行うため、排
気ガスが酸素過剰状態となる。その結果、排気ガス中の
有害成分、特にＮＯｘを還元することが困難となる。こ
のため、現在、ＮＯｘを如何に浄化するかが大きな課題
となっている。2. Description of the Related Art Today, an internal combustion engine has a lean burn system in which the air-fuel ratio (air A / fuel F) is set to a lean side (actual air-fuel ratio / stoichiometric air-fuel ratio> 1) for reasons such as improved fuel efficiency. The system is adopted. In an internal combustion engine employing this lean burn system, the combustion is performed with the air-fuel ratio being lean, so that the exhaust gas is in an oxygen excess state. As a result, it becomes difficult to reduce harmful components in exhaust gas, particularly NOx. For this reason, at present, how to purify NOx is a major issue.

【０００３】これに対して、低い温度で排気ガス中の窒
素酸化物（ＮＯｘ）を浄化することができる触媒が提案
されている（例えば、特開平６−１９０２７６号、特開
平６−１９８１７８号、特開平６−２６２０７９号の各
公報）。また、ディーゼル機関の浄化装置においては、
ＮＯｘ還元触媒と高沸点ＨＣ（炭化水素）を還元剤とし
て用いて排気ガス中のＮＯｘを還元する排気浄化装置が
提案されている（例えば、特公平５−５９２４５号公
報）。On the other hand, catalysts capable of purifying nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas at a low temperature have been proposed (for example, JP-A-6-190276, JP-A-6-198178, JP-A-6-262079). In diesel engine purification equipment,
There has been proposed an exhaust gas purifying apparatus that reduces NOx in exhaust gas using a NOx reduction catalyst and a high-boiling point HC (hydrocarbon) as a reducing agent (for example, Japanese Patent Publication No. 5-59245).

【０００４】さらに、排気ガス中の有害成分を浄化する
方法としては、空燃比がリーンの場合にＮＯｘを吸収し
て、理論空燃比時またはリッチ（実際の空燃比／理論空
燃比≦１）の場合に吸収したＮＯｘを還元浄化する装置
および方法が提案されている。Further, as a method of purifying harmful components in the exhaust gas, NOx is absorbed when the air-fuel ratio is lean, and the air-fuel ratio at the time of stoichiometric air-fuel ratio or rich (actual air-fuel ratio / stoichiometric air-fuel ratio ≦ 1) is absorbed. An apparatus and a method for reducing and purifying NOx absorbed in such a case have been proposed.

【０００５】例えば、リーン混合気を燃焼させるように
した内燃機関において、流入排気ガスの空燃比がリーン
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ＮＯｘ吸収剤を
内燃機関排気通路内に配置し、リーン混合気を燃焼させ
た際に発生するＮＯｘをＮＯｘ吸収剤により吸収し、Ｎ
Ｏｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力が飽和する前にＮＯｘ吸収
剤への流入排気ガスの空燃比を一時的にリッチにしてＮ
Ｏｘ吸収剤からのＮＯｘを放出させる内燃機関用排気浄
化装置が先に提案されている（特許２６００４９２
号）。For example, in an internal combustion engine in which a lean mixture is burned, NOx is absorbed when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, and is released when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases. The absorbent is disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine, and NOx generated when the lean air-fuel mixture is burned is absorbed by the NOx absorbent, and the NOx is absorbed by the NOx absorbent.
Before the NOx absorption capacity of the Ox absorbent is saturated, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx absorbent is temporarily made rich to make the Nx
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine that releases NOx from an Ox absorbent has been previously proposed (Japanese Patent No. 2600492).
issue).

【０００６】[0006]

【発明の概要】本発明者等は、排気ガスの空燃比をリー
ンにした場合にＮＯｘを吸蔵し、排気ガスの空燃比をリ
ッチまたは理論空燃比にした場合に吸蔵したＮＯｘを還
元するＮＯｘ還元触媒によって、内燃機関から排出され
る排気ガスを処理することを試みた。SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have determined that NOx is stored when the air-fuel ratio of exhaust gas is lean, and is reduced when the air-fuel ratio of exhaust gas is rich or stoichiometric. An attempt was made to treat exhaust gas emitted from an internal combustion engine with a catalyst.

【０００７】その結果、本発明者等は、空燃比をリーン
からリッチに一気に変化させた場合（例えば、酸素濃度
１０％（リーン）状態から酸素濃度０．１％（リッチ）
状態に変化させた場合）は、ＮＯｘが完全に還元されな
いまま大気中に排出されることが分かった。さらに、本
発明者等は、一時的に空燃比をリーンから理論空燃比に
した場合、ＮＯｘは前記触媒によって窒素に還元される
が、その一方で、長期間、理論空燃比に保持する必要が
生じ、その結果、内燃機関の燃費が悪化することが分か
った。As a result, the present inventors change the air-fuel ratio from lean to rich at once (for example, from an oxygen concentration of 10% (lean) to an oxygen concentration of 0.1% (rich)).
It was found that NOx was discharged to the atmosphere without being completely reduced. Furthermore, the present inventors have found that when the air-fuel ratio is temporarily changed from lean to the stoichiometric air-fuel ratio, NOx is reduced to nitrogen by the catalyst, but it is necessary to maintain the stoichiometric air-fuel ratio for a long time. As a result, it has been found that the fuel efficiency of the internal combustion engine deteriorates.

【０００８】本発明者等は、今般、ＮＯｘ還元触媒に吸
蔵したＮＯｘを処理するのに際して、排気ガスの空燃比
を調整することによって、ＮＯｘ還元除去と燃費の向上
とを図ることができるとの知見を得た。本発明はこの知
見に基づくものである。The inventors of the present invention have stated that, when treating NOx stored in the NOx reduction catalyst, the air-fuel ratio of exhaust gas can be adjusted to reduce and remove NOx and improve fuel efficiency. Obtained knowledge. The present invention is based on this finding.

【０００９】従って、本発明は、ＮＯｘ還元触媒とＮＯ
ｘを還元するために排気ガスの空燃比を調整することを
含んでなる排気ガス浄化方法および装置の提供を、その
目的とするものである。Therefore, the present invention provides a NOx reduction catalyst and a NOx reduction catalyst.
It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying method and apparatus including adjusting an air-fuel ratio of exhaust gas to reduce x.

【００１０】そして、本発明による内燃機関の排気ガス
浄化方法は、内燃機関から排出される排気ガスを、排気
ガスの空燃比をリーンにした場合にＮＯｘを吸蔵し、排
気ガスの空燃比をリッチまたは理論空燃比にした場合に
吸蔵したＮＯｘを還元するＮＯｘ還元触媒によって処理
し、かつ前記ＮＯｘ還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを処理
するために、排気ガスの空燃比をリーンから徐々にリッ
チとなるように調整することを含んでなるものである。In the exhaust gas purifying method for an internal combustion engine according to the present invention, NOx is stored in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine when the air-fuel ratio of the exhaust gas is made lean and the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich. Alternatively, in order to treat the NOx stored in the NOx reduction catalyst with the NOx reduction catalyst that reduces the NOx stored when the stoichiometric air-fuel ratio is set, and to process the NOx stored in the NOx reduction catalyst, the air-fuel ratio of the exhaust gas gradually increases from lean to rich. Adjustments as described above.

【００１１】さらに、本発明による内燃機関の排気ガス
浄化装置は、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比
をリーンにした場合にＮＯｘを吸蔵し、排気ガスの空燃
比をリッチまたは理論空燃比にした場合に吸蔵したＮＯ
ｘを還元するＮＯｘ還元触媒と、前記ＮＯｘ還元触媒に
吸蔵されたＮＯｘを還元するために、排気ガスの空燃比
をリーンから徐々にリッチとなるように調整する機構
と、を具備してなるものである。Further, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention stores NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is lean, and makes the air-fuel ratio of the exhaust gas rich or stoichiometric. NO when occluded
a NOx reduction catalyst for reducing x, and a mechanism for adjusting the air-fuel ratio of exhaust gas from lean to gradually rich to reduce NOx stored in the NOx reduction catalyst. It is.

【００１２】[0012]

【発明の具体的な説明】本発明による浄化方法は、空燃
比の変化によってＮＯｘを吸蔵または還元するＮＯｘ還
元触媒と、ＮＯｘを還元するために排気ガスの空燃比を
調整することとを含んでなるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A purification method according to the present invention includes a NOx reduction catalyst for storing or reducing NOx by changing an air-fuel ratio, and adjusting an air-fuel ratio of exhaust gas to reduce NOx. It becomes.

【００１３】本発明による浄化方法によれば、排気ガス
中のＮＯｘを十分還元することができ、また内燃機関の
燃費を向上させることができる。本発明によるこのよう
な効果が生じるメカニズムは明らかではないが、ＮＯｘ
還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するために、排気ガ
スの空燃比をリーンから徐々にリッチとなるように調整
することによって、ＮＯｘを効率良く還元することがで
きるのではないかと考えられる。また、排気ガスの空燃
比をリーンから徐々にリッチとなるように調整すること
によって、リッチまたは理論空燃比に長期間保つ必要は
なくなり、その結果、内燃機関の燃費も向上したのでは
ないかと考えられる。According to the purification method of the present invention, NOx in exhaust gas can be sufficiently reduced, and the fuel efficiency of the internal combustion engine can be improved. The mechanism by which this effect is produced by the present invention is not clear, but NOx
It is considered that by reducing the air-fuel ratio of the exhaust gas from lean to rich in order to reduce NOx stored in the reduction catalyst, NOx can be efficiently reduced. Also, by adjusting the exhaust gas air-fuel ratio so that it gradually becomes rich from lean, it is no longer necessary to maintain a rich or stoichiometric air-fuel ratio for a long time, and as a result, the fuel efficiency of the internal combustion engine may have improved. Can be

【００１４】排気ガスの空燃比の調整 本発明による浄化方法は、ＮＯｘ還元触媒に吸蔵された
ＮＯｘを処理するために、排気ガスの空燃比をリーンか
ら徐々にリッチとなるように調整することを含んでなる
ものである。本発明においては、排気ガスの空燃比を
「リーンから徐々にリッチとなるように」調整すること
とは、例えば排気ガスの空燃比をリッチと理論空燃比と
の割合によって変化させながら、リーンから徐々にリッ
チにすることと定義付けることができる。例えば、図１
に示した通りに、排気ガスの空燃比をリーンから理論空
燃比とした後に、さらに排気ガスの空燃比をリッチと理
論空燃比とに段階的に変化させて調整する行為が挙げら
れる。また、図２に示した通りに、排気ガスの空燃比を
リーンから理論空燃比とした後に、さらに排気ガスの空
燃比をリッチと理論空燃比とに連続的または逐次的に変
化させて調整する行為が挙げられる。その一方で、本発
明における排気ガスの燃比の調整は、排気ガスの空燃比
をリーンから急激にリッチにすること、または排気ガス
の空燃比をリーンから理論空燃比の状態に長期間保持す
ること、として定義付けられるものではない。例えば、
図３に示した通りに、排気ガスの空燃比をリーンからリ
ッチに一気に変化させて、その状態を保持するように行
う調整は含まれない。また、図４に示した通りに、排気
ガスの空燃比をリーンから理論空燃比に一気に変化させ
て、その状態を長期間保持するように行う調整は含まれ
ない。よって、本発明においては、用語「徐々に」と
は、上記した内容に該当するすべての状況を意味するも
のであり、例えば「連続的」、「段階的」、「逐次的」
などの意味をも包含するものである。なお、本発明にお
いては、リーンから徐々にリッチとなるように排気ガス
の空燃比を調整することを「第一の空燃比調整」という
ことがある。 Adjustment of Air-Fuel Ratio of Exhaust Gas The purification method according to the present invention adjusts the air-fuel ratio of exhaust gas from lean to gradually rich in order to treat NOx stored in the NOx reduction catalyst. It comprises. In the present invention, adjusting the air-fuel ratio of the exhaust gas `` to be gradually rich from lean '' means, for example, changing the air-fuel ratio of the exhaust gas from lean while changing the air-fuel ratio according to the ratio between rich and stoichiometric air-fuel ratios. It can be defined as gradually becoming rich. For example, FIG.
As shown in (2), after the air-fuel ratio of the exhaust gas is changed from lean to the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio of the exhaust gas is further adjusted stepwise between rich and stoichiometric air-fuel ratios to adjust. Further, as shown in FIG. 2, after the air-fuel ratio of the exhaust gas is changed from lean to the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio of the exhaust gas is further adjusted continuously or sequentially to rich and stoichiometric air-fuel ratio. Action. On the other hand, the adjustment of the fuel ratio of the exhaust gas in the present invention is performed by rapidly increasing the air-fuel ratio of the exhaust gas from lean or maintaining the air-fuel ratio of the exhaust gas from lean to the stoichiometric air-fuel ratio for a long time. , Is not defined as For example,
As shown in FIG. 3, the adjustment does not include changing the air-fuel ratio of the exhaust gas from lean to rich at once and maintaining the state. Further, as shown in FIG. 4, the adjustment does not include changing the air-fuel ratio of the exhaust gas from lean to the stoichiometric air-fuel ratio at once, and maintaining the state for a long time. Therefore, in the present invention, the term “gradually” means all situations corresponding to the above-mentioned contents, for example, “continuous”, “stepwise”, “sequential”
And the like. In the present invention, adjusting the air-fuel ratio of the exhaust gas so as to gradually increase from lean may be referred to as “first air-fuel ratio adjustment”.

【００１５】本発明の好ましい態様によれば、排気ガス
の空燃比の調整を、リッチまたは理論空燃比との割合に
よって行なうのが好ましい。さらに好ましい態様として
は、前記割合が、リッチにした時間と理論空燃比にした
時間との合計時間に対するリッチにした時間との比によ
って行われるのが好ましい。前記比は、好ましくは１：
９〜９：１程度の範囲、より好ましくは２：８〜８：２
程度の範囲であるのが好ましい。According to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the adjustment of the air-fuel ratio of the exhaust gas is performed based on the ratio to the rich or stoichiometric air-fuel ratio. In a further preferred embodiment, the ratio is determined by the ratio of the enriched time to the total time of the enriched time and the stoichiometric air-fuel ratio time. The ratio is preferably 1:
A range of about 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2
It is preferable that the range be within the range.

【００１６】本発明の好ましい別の態様によれば、リー
ンと、理論空燃比およびリッチとの割合によって排気ガ
スの空燃比を調整することをさらに含んでなる浄化方法
が好ましい。本発明の好ましい態様によれば、前記割合
は、リッチにした時間と理論空燃比にした時間との合計
時間に対するリーンにした時間との比によって定めるの
が好ましい。前記比は、好ましくは１：３０以上、より
好ましくは１：６０以上であるのが好ましい。なお、本
発明においては、リーンと、理論空燃比およびリッチと
の割合によって排気ガスの空燃比を調整することを「第
二の空燃比調整」ということがある。本発明によれば、
空燃比の調整（第一の空燃比調整と第二の空燃比調整）
は、主として、内燃機関の駆動状態（例えば、負荷状態
等）に対応して排気ガスを効率よく浄化する為に行うも
のである。According to another preferred embodiment of the present invention, a purification method further comprising adjusting the air-fuel ratio of the exhaust gas according to the ratio of lean, stoichiometric air-fuel ratio and rich ratio is preferable. According to a preferred aspect of the present invention, the ratio is preferably determined by a ratio of a lean time to a total time of a rich time and a stoichiometric air-fuel ratio time. The ratio is preferably at least 1:30, more preferably at least 1:60. In the present invention, adjusting the air-fuel ratio of the exhaust gas based on the ratio of lean to the stoichiometric air-fuel ratio and rich may be referred to as “second air-fuel ratio adjustment”. According to the present invention,
Air-fuel ratio adjustment (first air-fuel ratio adjustment and second air-fuel ratio adjustment)
Is mainly performed to efficiently purify exhaust gas in accordance with the driving state (for example, load state or the like) of the internal combustion engine.

【００１７】本発明による排気ガスの空燃比の調整は、
燃料噴射量、酸素濃度、または排気ガス再循環量の少な
くとも一つを制御することによって行うことが好まし
い。The adjustment of the air-fuel ratio of the exhaust gas according to the present invention is as follows.
It is preferable to perform the control by controlling at least one of the fuel injection amount, the oxygen concentration, and the exhaust gas recirculation amount.

【００１８】燃料噴射量を制御する手段としては、燃料
噴射弁によって行うことが好ましい。燃料噴射弁を制御
することによって空燃比を調整する代表的な具体例とし
ては、内燃機関内の燃焼室内に供給する混合気を理論空
燃比となるように燃料噴射量を予め設定しておき、燃料
噴射弁の開度を大きくすれば空燃比はリッチとなり、小
さくすればリーンとなるようにする調整が挙げられる。As means for controlling the fuel injection amount, it is preferable to use a fuel injection valve. As a typical specific example of adjusting the air-fuel ratio by controlling the fuel injection valve, the fuel injection amount is set in advance so that the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber in the internal combustion engine has the stoichiometric air-fuel ratio, An adjustment is made such that the air-fuel ratio becomes rich when the opening of the fuel injection valve is increased, and lean when the opening is small.

【００１９】酸素濃度を制御する手段としては、機関吸
気通路内に設置されたスロットル弁または機関排気通路
内に設置されたスロットル弁によって行うことが好まし
い。それぞれのスロットル弁を制御することによって空
燃比を調整する代表的な具体例としては、機関吸気通路
内における空燃比または機関排気通路内における排気ガ
スの空燃比が理論空燃比となるように酸素濃度を予め設
定しておき、スロットル弁の開度を大きくすれば空燃比
はリーンとなり、小さくすればリッチとなるようする調
整が挙げられる。The means for controlling the oxygen concentration is preferably controlled by a throttle valve provided in the engine intake passage or a throttle valve provided in the engine exhaust passage. A typical specific example of adjusting the air-fuel ratio by controlling each throttle valve is an oxygen concentration such that the air-fuel ratio in the engine intake passage or the exhaust gas air-fuel ratio in the engine exhaust passage becomes the stoichiometric air-fuel ratio. Is set in advance, and the air-fuel ratio becomes leaner if the opening of the throttle valve is increased, and rich if the opening is smaller.

【００２０】排気ガス再循環量を制御する手段として
は、排気ガス再循環弁によって行うことが好ましい。排
気ガス再循環量を制御することによって空燃比を調整す
る代表的な具体例としては、排気ガスの空燃比がリーン
となるように酸素濃度を予め設定しておき、排気ガス再
循環弁の開度を大きくすればＮＯｘ還元触媒に流入する
排気ガスの空燃比はリッチとなり、小さくすればリーン
となるようする調整が挙げられる。排気ガスを再循環さ
せる方法（ＥＧＲ）は、排気ガスの一部を吸気系に戻す
ことによってＮＯｘを低減することができる方法として
良く知られているものである。そして、ＥＧＲは、空燃
比の希薄化と同様に、ポンプ損失、冷却損失の低減等に
より燃料消費率の低減効果を得ることができる。As means for controlling the amount of exhaust gas recirculation, it is preferable to use an exhaust gas recirculation valve. As a typical specific example of adjusting the air-fuel ratio by controlling the exhaust gas recirculation amount, an oxygen concentration is set in advance so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, and the exhaust gas recirculation valve is opened. An adjustment is made such that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx reduction catalyst becomes rich when the degree is increased, and lean when the degree is reduced. The method of recirculating exhaust gas (EGR) is well known as a method capable of reducing NOx by returning a part of the exhaust gas to an intake system. In addition, the EGR can obtain the effect of reducing the fuel consumption rate by reducing the pump loss and the cooling loss as in the case of the leaning of the air-fuel ratio.

【００２１】本発明の好ましい態様によれば、燃料噴射
量、酸素濃度、または排気ガス再循環量の少なくとも一
つを制御する手段が、機関吸気通路内、燃料燃焼室内、
あるいは機関排気通路内における温度または酸素濃度を
検出して解析することによって行われることが好まし
く、より好ましくは本発明によるＮＯｘ還元触媒が配置
されている機関排気通路内近傍の温度（即ち、ＮＯｘ還
元触媒における）または酸素濃度（即ち、ＮＯｘ還元触
媒における酸素濃度）を検出し解析することによって行
われるのが好ましい。According to a preferred aspect of the present invention, the means for controlling at least one of the fuel injection amount, the oxygen concentration, and the exhaust gas recirculation amount is provided in the engine intake passage, the fuel combustion chamber,
Alternatively, it is preferably performed by detecting and analyzing the temperature or oxygen concentration in the engine exhaust passage, and more preferably the temperature in the vicinity of the engine exhaust passage in which the NOx reduction catalyst according to the present invention is disposed (that is, NOx reduction). It is preferably performed by detecting and analyzing the concentration of oxygen (in the catalyst) or the oxygen concentration (ie, the oxygen concentration in the NOx reduction catalyst).

【００２２】温度を解析する手段としては、検出した温
度からＮＯｘ還元触媒のＮＯｘ吸蔵飽和量を算出するこ
とが好ましい。本発明におけるＮＯｘ還元触媒にあって
は、ＮＯｘ還元触媒の温度とＮＯｘ吸蔵飽和量との関係
は、それぞれの固有値として定められるものである。Ｎ
Ｏｘ還元触媒のＮＯｘ吸蔵飽和温度は、典型的には２０
０℃〜５００℃程度の範囲であり、好ましくは２５０℃
〜４００℃程度の範囲である。本発明においては、温度
を検出して解析する手段の代表的な具体例は、使用する
ＮＯｘ還元触媒の重量、体積、ＮＯｘ吸蔵飽和温度、吸
蔵飽和温度におけるＮＯｘ吸蔵飽和量を予め測定し設定
しておき、検出した温度からＮＯｘ吸蔵飽和量を算出し
てＮＯｘ還元触媒がＮＯｘを吸蔵した状態にあるのか、
還元した状態にあるのかを解析することが挙げられる。
解析した結果に対応して、排気ガスの空燃比を調整す
る。As means for analyzing the temperature, it is preferable to calculate the NOx storage saturation amount of the NOx reduction catalyst from the detected temperature. In the NOx reduction catalyst according to the present invention, the relationship between the temperature of the NOx reduction catalyst and the NOx storage saturation amount is determined as a unique value. N
The NOx storage saturation temperature of the Ox reduction catalyst is typically 20
It is in the range of about 0 ° C. to 500 ° C., preferably 250 ° C.
It is in the range of about 400C. In the present invention, representative specific examples of the means for detecting and analyzing the temperature include measuring and setting in advance the weight and volume of the NOx reduction catalyst to be used, the NOx storage saturation temperature, and the NOx storage saturation amount at the storage saturation temperature. In advance, the NOx storage saturation amount is calculated from the detected temperature to determine whether the NOx reduction catalyst is storing NOx.
Analyzing whether it is in a reduced state can be mentioned.
The air-fuel ratio of the exhaust gas is adjusted according to the result of the analysis.

【００２３】前記酸素濃度を解析する手段としては、検
出した酸素濃度から排気ガスの空燃比を算出することが
好ましい。本発明においては、酸素濃度を検出し解析す
る手段の代表的な具体例は、予め酸素濃度と空燃比との
関係を検定しておいた空燃比センサーを用い、検出した
酸素濃度から排気ガスの空燃比が酸素過剰状態（即ち、
リーン）であるのか、燃料過剰状態（即ち、リッチ）で
あるのかを解析することが挙げられる。解析した結果に
対応して、排気ガスの空燃比を調整する。As means for analyzing the oxygen concentration, it is preferable to calculate the air-fuel ratio of the exhaust gas from the detected oxygen concentration. In the present invention, a typical specific example of the means for detecting and analyzing the oxygen concentration uses an air-fuel ratio sensor which has previously verified the relationship between the oxygen concentration and the air-fuel ratio, and detects the exhaust gas from the detected oxygen concentration. When the air-fuel ratio is in an oxygen excess state (ie,
Or lean (fuel rich) state. The air-fuel ratio of the exhaust gas is adjusted according to the result of the analysis.

【００２４】本発明においては、上記したように機関排
気通路内における温度または酸素濃度を検出して解析す
ることにより、排気ガス中のＮＯｘを効率よく還元する
ことができる。本発明にあっては、温度または酸素濃度
を検出して解析する行為は、温度または酸素濃度の一方
のみならず、好ましくは両者について行うことがより好
ましい。また、温度または酸素濃度を検出して解析する
行為は、内燃機関が駆動している、ある一時点のみなら
ず、一定期間、例えば始期から終期までの期間、におい
て行われることは、当業者であれば容易に理解すること
ができるであろう。In the present invention, NOx in the exhaust gas can be efficiently reduced by detecting and analyzing the temperature or the oxygen concentration in the engine exhaust passage as described above. In the present invention, the act of detecting and analyzing the temperature or the oxygen concentration is preferably performed not only for one of the temperature or the oxygen concentration, but also preferably for both. In addition, the act of detecting and analyzing the temperature or oxygen concentration is performed not only at a certain point in time when the internal combustion engine is driven, but also for a certain period, for example, during the period from the beginning to the end, it is known by those skilled in the art. It would be easy to understand.

【００２５】本発明の好ましい態様によれば、前記した
排気ガスの空燃比の調整を制御する手段または前記した
温度または酸素濃度を検出し解析する手段は、電子制御
によって行うことが好ましい。According to a preferred aspect of the present invention, the means for controlling the adjustment of the air-fuel ratio of the exhaust gas or the means for detecting and analyzing the temperature or the oxygen concentration is preferably performed by electronic control.

【００２６】ＮＯｘ還元触媒 本発明において用いられるＮＯｘ還元触媒は、内燃機関
から排出される排気ガスを、排気ガスの空燃比をリーン
にした場合にＮＯｘを吸蔵し、排気ガスの空燃比をリッ
チまたは理論空燃比にした場合に吸蔵したＮＯｘを還元
する性質を有するものであれば何れのものも用いること
ができる。 NOx Reduction Catalyst The NOx reduction catalyst used in the present invention stores NOx in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine when the air-fuel ratio of the exhaust gas is made lean, and makes the air-fuel ratio of the exhaust gas rich or rich. Any material that has the property of reducing stored NOx when the stoichiometric air-fuel ratio is set can be used.

【００２７】本発明において、好ましいＮＯｘ還元触媒
は、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム
（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、およびその他のアルカリ
金属、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、
バリウム（Ｂａ）、およびその他のアルカリ土類金属、
またはスカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｉ）、ラ
ンタン（Ｌａ）およびその他の希土類元素から選ばれる
少なくとも一種と、そして白金（Ｐｔ）、パラジウム
（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イ
リジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、およびその他
の貴金属の群から選ばれる少なくとも一種とを含んでな
る触媒が好ましい。より好ましくは、アルミナ、チタニ
ア、シリカ、およびジルコニアの群から選ばれる少なく
とも一種をさらに含んでなる触媒が好ましい。In the present invention, preferred NOx reduction catalysts are potassium (K), sodium (Na), lithium (Li), cesium (Cs), and other alkali metals, calcium (Ca), strontium (Sr),
Barium (Ba) and other alkaline earth metals,
Or at least one selected from scandium (Sc), yttrium (I), lanthanum (La), and other rare earth elements, and platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), iridium ( A catalyst comprising at least one selected from the group consisting of Ir), osmium (Os), and other noble metals is preferable. More preferably, a catalyst further comprising at least one selected from the group consisting of alumina, titania, silica, and zirconia is preferable.

【００２８】本発明に用いられるＮＯｘ還元触媒は、下
記のようにして製造することができる。アルミナ、酸化
チタン等の粉末に水性溶媒を加えて混合しスラリーとす
る。このスラリーに市販のコージェライトハニカムに浸
漬した後引き上げ、エアガンで余分なスラリーを取り除
いた後、加熱乾燥する。スラリーが付着したハニカムに
貴金属の水溶液並びにアルカリ金属、アルカリ土類金
属、または希土類金属の群から選ばれる少なくとも一種
の水溶液を浸漬した後、余分な溶液をエアガンで取り除
き加熱乾燥して、さらに焼結して所望のＮＯｘ還元触媒
を得ることができる。The NOx reduction catalyst used in the present invention can be manufactured as follows. An aqueous solvent is added to powders such as alumina and titanium oxide and mixed to form a slurry. The slurry is immersed in a commercially available cordierite honeycomb and then pulled up. After removing excess slurry with an air gun, the slurry is dried by heating. An aqueous solution of a noble metal and at least one aqueous solution selected from the group of alkali metals, alkaline earth metals, or rare earth metals are immersed in the honeycomb to which the slurry has adhered, and the excess solution is removed by an air gun, dried by heating, and further sintered. Thus, a desired NOx reduction catalyst can be obtained.

【００２９】任意の手段 本発明による排気ガスの浄化方法は、基本的には上記し
た手段によってその目的を達成することができるもので
ある。しかしながら、本発明は任意の手段をさらに含ん
でなることによって、排気ガスをより効果的に浄化する
ことができる。 Optional Means The method for purifying exhaust gas according to the present invention can basically achieve its object by the means described above. However, the present invention can purify the exhaust gas more effectively by further including any means.

【００３０】本発明の態様によれば、前記ＮＯｘ還元触
媒に吸蔵されたＮＯｘを処理するのに際して、還元剤を
供給することをさらに含んでなる排気ガス浄化方法が提
供される。還元剤は、燃料自体であってもまたは燃料以
外の物質を用いてもよい。還元剤の代表的な具体例とし
ては、ガソリン、軽油、灯油、または直鎖あるいは分岐
鎖を有する炭素数が３〜８のアルカン（例えば、プロパ
ン、ブタン、メチルプロパン、ペンタン、メチルブタ
ン、ヘキサン、メチルヘキサン、またはオクタン）が挙
げられる。According to an aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purification method which further comprises supplying a reducing agent when treating NOx stored in the NOx reduction catalyst. The reducing agent may be the fuel itself or a substance other than the fuel. Typical specific examples of the reducing agent include gasoline, gas oil, kerosene, or an alkane having 3 to 8 carbon atoms having a linear or branched chain (for example, propane, butane, methylpropane, pentane, methylbutane, hexane, methyl Hexane, or octane).

【００３１】本発明の別の態様によれば、ＳＯｘ吸収剤
によって排気ガス中のＳＯｘを吸収することをさらに含
んでなる排気ガス浄化方法が提供される。本発明の好ま
しい態様によれば、ＳＯｘ吸収剤はＮＯｘ還元触媒の配
置箇所から上流部分に配置することが好ましい。本発明
に用いるＳＯｘ吸収剤は、内燃機関から生じる排気ガス
中のＳＯｘをリーン時には吸収し、理論空燃比またはリ
ッチ時には放出するものが好ましい。好ましいＳＯｘ吸
収剤の具体例は、アルミナ、ゼオライト、その他のもの
を担体として、アルミナ、ゼオライト、活性炭、または
その他のトラップ剤と、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジ
ウム（Ｉｒ）、またはオスミウム（Ｏｓ）等の貴金属の
少なくとも一種と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
希土類属の元素、またはニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃ
ｕ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚ
ｎ）等の卑金属の少なくとも一種からなる活性物質とを
担持してなるものが挙げられる。さらに好ましいＳＯｘ
吸収剤としては、アルミナまたはゼオライトを担体とし
て、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、オス
ミウム（Ｏｓ）等の貴金属の少なくとも一種と、亜鉛
（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、またはカルシュウム（Ｃ
ａ）の少なくとも一種とを担持してなるものが好まし
い。According to another aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purification method further comprising absorbing SOx in exhaust gas with an SOx absorbent. According to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the SOx absorbent be disposed upstream of the position where the NOx reduction catalyst is disposed. The SOx absorbent used in the present invention preferably absorbs SOx in exhaust gas generated from an internal combustion engine when lean, and releases it when the stoichiometric air-fuel ratio or rich. Specific examples of preferred SOx absorbent include alumina, zeolite, activated carbon, or other trapping agents, and platinum (Pt), palladium (P
d) at least one noble metal such as rhodium (Rh), ruthenium (Ru), iridium (Ir), or osmium (Os), and an alkali metal, an alkaline earth metal,
Rare earth elements, or nickel (Ni), copper (C
u), vanadium (V), chromium (Cr), zinc (Z
n) and those carrying an active substance comprising at least one base metal such as base metal. More preferred SOx
As an absorbent, platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (R)
h), at least one noble metal such as ruthenium (Ru), iridium (Ir), osmium (Os), and zinc (Zn), manganese (Mn), or calcium (C)
Those which carry at least one of a) are preferred.

【００３２】本発明の態様によれば、三元触媒、即ち、
排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化する触媒、をさ
らに含んでなる排気ガス浄化方法が提供される。本発明
においては、三元触媒は、内燃機関排気通路内のいずれ
の位置にも配置することができ、好ましくは、機関排気
通路内において、ＮＯｘ還元触媒、ＳＯｘ吸収剤の配置
箇所よりも下流部に配置するのが好ましい。本発明に用
いられる三元触媒の代表的な具体例としては、白金（Ｐ
ｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金
属の少なくとも一種からなる三元触媒；低温ＨＣ浄化向
上を図ったパラジウム（Ｐｄ）系の三元触媒；アルミナ
またはゼオライトを担体として、白金（Ｐｔ）、パラジ
ウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属の少なくと
も一種と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または希
土類元素の少なくとも一種とを担持してなる三元触媒；
が挙げられる。本発明において好ましい三元触媒は、ア
ルミナを担体として、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属の少なくとも一種
と、酸化セリウムまたはセリウム・ジルコニウム複合酸
化物とを担持した触媒が好ましい。According to an embodiment of the present invention, a three-way catalyst, ie,
An exhaust gas purification method is further provided that further includes a catalyst for purifying HC, CO, and NOx in the exhaust gas. In the present invention, the three-way catalyst can be disposed at any position in the exhaust passage of the internal combustion engine. Preferably, the three-way catalyst is located downstream of the arrangement position of the NOx reduction catalyst and the SOx absorbent in the engine exhaust passage. It is preferable to arrange them. A typical example of the three-way catalyst used in the present invention is platinum (P
t), a three-way catalyst comprising at least one of noble metals such as palladium (Pd) and rhodium (Rh); a palladium (Pd) -based three-way catalyst for improving low-temperature HC purification; A three-way catalyst supporting at least one noble metal such as Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh) and at least one alkali metal, alkaline earth metal, or rare earth element;
Is mentioned. In the present invention, a preferable three-way catalyst is platinum (Pt), palladium (P
A catalyst supporting at least one of d) and a noble metal such as rhodium (Rh) and cerium oxide or a cerium-zirconium composite oxide is preferable.

【００３３】内燃機関 本明細書において、内燃機関とは、シリンダ内で空気と
燃料を爆発的に燃焼させてピストンに往復運動を与える
熱機関を意味するものである。内燃機関の代表的な具体
例としては、ピストンの行程、動作により分類される２
サイクル、４サイクルの機関；燃料点火装置により分類
される火花点火機関、圧縮着火機関；または使用燃料に
よって分類されるガソリン機関、ディーゼル機関、石油
機関、アルコール機関が挙げられる。本発明における排
気ガス浄化方法は、内燃機関のなかでも好ましくはガソ
リン機関、ディ−ゼル機関に使用することができる。 Internal combustion engine In the present specification, the internal combustion engine means a heat engine that explosively burns air and fuel in a cylinder to reciprocate a piston. As a typical specific example of the internal combustion engine, a piston is classified according to a stroke and an operation of the piston.
Cycle, four-cycle engines; spark ignition engines, compression ignition engines classified by fuel ignition device; or gasoline engines, diesel engines, petroleum engines, alcohol engines classified by fuel used. The exhaust gas purifying method of the present invention can be preferably used for gasoline engines and diesel engines among internal combustion engines.

【００３４】[0034]

【実施の態様】下記に、本発明の実施態様を詳細に説明
するが、本発明の範囲はその範囲内に限定されるもので
はない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail below, but the scope of the present invention is not limited to the scope.

【００３５】図５は、本発明による排気ガス浄化装置の
一態様を示すものである。ガソリン機関本体１は、ピス
トンと、燃焼室と、点火栓２と、吸気弁と、吸気ポート
３と、排気弁と、排気ポート４を有するものである。点
火栓２は点火駆動機１６によって調整され燃料燃焼室で
圧縮された混合気の燃焼のために点火を行う。燃料噴射
弁５は、燃料噴射弁駆動機１４によってその開度が調整
され、吸気ポート３に向けて燃料を噴射する。吸気ダク
ト内に設けられたスロットル弁７は、スロットル弁駆動
機１３によってその開度が調整され、エアークリーナー
６から取り入れられた空気を、機関本体１の方向に供給
する。機関本体１で混合気が燃焼した後に排出される排
気ガスは、排気ポート４を通過してＮＯｘ還元触媒を内
蔵したケーシング８に排出される。温度センサー１１ま
たは酸素濃度センサー１２はケーシング８上部に設置さ
れている。また、機関本体１で混合気が燃焼した後に排
出される排気ガスの一部は、排気ポート４から排気ガス
再循環管に流入する。排気ガス再循環弁９は、排気ガス
再循環弁駆動機１５によってその開度が調整され、排気
ガスの一部を吸気ポート３から混合気と一緒に機関本体
１に供給する。電子制御回路２０は、入力Ａ／Ｄ変換器
２１、２２と、出力Ｄ／Ａ変換器２３、２４、２５、２
６と、インターフェース部と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および
ＣＰＵを備えた制御回路と、配線とを少なくとも含んで
構成されるものである。FIG. 5 shows an embodiment of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention. The gasoline engine main body 1 has a piston, a combustion chamber, an ignition plug 2, an intake valve, an intake port 3, an exhaust valve, and an exhaust port 4. The ignition plug 2 is ignited for combustion of the air-fuel mixture which is adjusted by the ignition driving device 16 and compressed in the fuel combustion chamber. The opening of the fuel injection valve 5 is adjusted by the fuel injection valve driving device 14, and the fuel is injected toward the intake port 3. The opening of the throttle valve 7 provided in the intake duct is adjusted by a throttle valve driving device 13, and supplies the air taken in from the air cleaner 6 toward the engine body 1. Exhaust gas discharged after combustion of the air-fuel mixture in the engine body 1 passes through the exhaust port 4 and is discharged to the casing 8 containing the NOx reduction catalyst. The temperature sensor 11 or the oxygen concentration sensor 12 is provided on the upper part of the casing 8. A part of the exhaust gas discharged after the air-fuel mixture is burned in the engine body 1 flows from the exhaust port 4 into the exhaust gas recirculation pipe. The opening degree of the exhaust gas recirculation valve 9 is adjusted by an exhaust gas recirculation valve driving device 15, and a part of the exhaust gas is supplied from the intake port 3 to the engine body 1 together with the air-fuel mixture. The electronic control circuit 20 includes input A / D converters 21 and 22 and output D / A converters 23, 24, 25, and 2.
6, an interface unit, a control circuit including a ROM, a RAM, and a CPU, and wiring.

【００３６】本発明による排気ガス浄化装置のメカニズ
ムを、図５によってさらに詳しく説明する。温度センサ
ー１１または酸素濃度センサー１２によって検出された
温度または酸素濃度の情報は、入力Ａ／Ｄ変換器２１ま
たは２２を介してインタフェース部に入力された後、制
御回路に送られる。送られた情報は制御回路で解析され
て排気ガスの空燃比を的確に調整する情報をインタフェ
ース部に送る。送られた情報はインタフェース部から出
力Ｄ／Ａ変換器２３、２４、２５または２６を介して出
力され、スロットル弁駆動機１３、燃料噴射弁駆動機１
４、排気ガス再循環駆動機１５、または点火栓駆動機１
６に送られて、スロットル弁７、燃料噴射弁５、排気ガ
ス再循環弁９、または点火栓２を駆動して、排気ガスの
空燃比や内燃機関のトルクを調整する。The mechanism of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. Information on the temperature or oxygen concentration detected by the temperature sensor 11 or the oxygen concentration sensor 12 is input to the interface unit via the input A / D converter 21 or 22, and then sent to the control circuit. The transmitted information is analyzed by the control circuit, and information for accurately adjusting the air-fuel ratio of the exhaust gas is sent to the interface unit. The transmitted information is output from the interface unit via output D / A converters 23, 24, 25 or 26, and the throttle valve driver 13, the fuel injector driver 1
4. Exhaust gas recirculation drive 15 or spark plug drive 1
The throttle valve 7, the fuel injection valve 5, the exhaust gas recirculation valve 9, or the spark plug 2 is driven to adjust the air-fuel ratio of the exhaust gas and the torque of the internal combustion engine.

【００３７】本発明の好ましい排気ガス浄化装置の態様
は図６〜図８に示される通りである。図６は、ＮＯｘ還
元触媒の上流部に還元剤供給器３１をさらに有する排気
ガス浄化装置を示したものである。図７は、ＮＯｘ還元
触媒の上流部にＳＯｘ吸収剤３２をさらに有する排気ガ
ス浄化装置を示したものである。図８は、ＮＯｘ還元触
媒の下流部に三元触媒３３を有する排気ガス浄化装置を
示したものである。なお、図６〜８中に記載された符号
のうち図５と同様の符号は同一の機器を意味するもので
ある。The preferred embodiment of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is as shown in FIGS. FIG. 6 shows an exhaust gas purification device further including a reducing agent supply device 31 upstream of the NOx reduction catalyst. FIG. 7 shows an exhaust gas purification device further including an SOx absorbent 32 upstream of the NOx reduction catalyst. FIG. 8 shows an exhaust gas purification device having a three-way catalyst 33 downstream of the NOx reduction catalyst. In addition, the code | symbol similar to FIG. 5 among the code | symbols described in FIGS. 6-8 means the same apparatus.

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

【図１】図１は、本発明における排気ガスの空燃比をリ
ーンから理論空燃比とし、そしてリッチへ段階的に変化
させた挙動を示すものである。FIG. 1 shows the behavior of the present invention in which the air-fuel ratio of exhaust gas is changed from lean to stoichiometric, and stepwise changed to rich.

【図２】図２は、本発明における排気ガスの空燃比をリ
ーンから理論空燃比とし、そしてリッチへ連続的に変化
させた挙動を示すものである。FIG. 2 shows the behavior of the present invention in which the air-fuel ratio of the exhaust gas is changed from lean to stoichiometric and continuously changed to rich.

【図３】図３は、排気ガスの空燃比をリーンからリッチ
に一気に変化させ、そしてリッチ状態を保持した挙動を
示すものである。FIG. 3 shows a behavior in which the air-fuel ratio of exhaust gas is changed from lean to rich at once, and a rich state is maintained.

【図４】図４は、排気ガスの空燃比をリーンから理論空
燃比に一気に変化させ、そして理論空燃比状態を長期間
保持した挙動を示すものである。FIG. 4 shows a behavior in which the air-fuel ratio of exhaust gas is changed from lean to a stoichiometric air-fuel ratio at once, and a stoichiometric air-fuel ratio state is maintained for a long time.

【図５】図５は、本発明による排気ガス浄化装置を示す
ものである。FIG. 5 shows an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.

【図６】図６は、還元剤供給器をさらに具備して本発明
による浄化装置を示すものである。FIG. 6 shows a purifying apparatus according to the present invention further provided with a reducing agent supply device.

【図７】図７は、ＳＯｘ吸収剤をさらに具備してなる本
発明による浄化装置を示すものである。FIG. 7 shows a purification device according to the present invention further comprising an SOx absorbent.

【図８】図８は、三元触媒をさらに具備してなる本発明
による浄化装置を示すものである。FIG. 8 shows a purifying device according to the present invention further comprising a three-way catalyst.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 機関本体 ２ 点火栓 ３ 吸気ポート ４ 排気ポート ５ 燃料噴射弁 ６ エアークリーナー ７ スロットル弁 ８ ケーシング ９ 排気ガス再循環弁 １１ 温度センサー １２ 酸素濃度センサー １３ スロットル弁駆動機 １４ 燃料噴射弁駆動機 １５ 排気ガス再循環弁駆動機 １６ 点火駆動機 ２０ 電子制御回路 ２１ ２２ 入力Ａ／Ｄ変換器 ２３ ２４ ２５ ２６ 出力Ｄ／Ａ変換器 ３１ 還元剤供給器 ３２ ＳＯｘ吸収剤 ３３ 三元触媒 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 2 Spark plug 3 Intake port 4 Exhaust port 5 Fuel injection valve 6 Air cleaner 7 Throttle valve 8 Casing 9 Exhaust gas recirculation valve 11 Temperature sensor 12 Oxygen concentration sensor 13 Throttle valve driver 14 Fuel injector driver 15 Exhaust Gas recirculation valve drive 16 Ignition drive 20 Electronic control circuit 21 22 Input A / D converter 23 24 25 26 Output D / A converter 31 Reducing agent feeder 32 SOx absorbent 33 Three-way catalyst

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０１Ｊ 20/02 Ｆ０１Ｎ 3/18 Ｅ ４Ｇ０６６ 20/10 3/20 Ｅ 20/20 3/24 Ｒ Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｓ 3/18 Ｅ 3/20 3/28 ３０１Ｃ 3/24 Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ Ｂ０１Ｄ 53/34 １２３Ａ 53/36 ＺＡＢ 3/28 ３０１ １０１Ｂ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ １０１Ａ １０２Ｂ １０３Ｂ (72)発明者 村 木 秀 昭 栃木県塩谷郡喜連川町喜連川工業団地内 ジョンソン・マッセイ・ジャパン株式会社 喜連川テクニカルセンター内 (72)発明者 長 島 和 博 栃木県塩谷郡喜連川町喜連川工業団地内 ジョンソン・マッセイ・ジャパン株式会社 喜連川テクニカルセンター内 (72)発明者 張 耿 栃木県塩谷郡喜連川町喜連川工業団地内 ジョンソン・マッセイ・ジャパン株式会社 喜連川テクニカルセンター内 Ｆターム(参考） 3G062 BA02 BA04 CA06 GA01 GA05 GA09 GA15 GA17 GA21 3G091 AA11 AA12 AA17 AA18 AA23 AB03 AB06 AB08 BA03 BA14 BA15 BA19 BA33 CA13 CA18 CB02 CB07 DA01 DA02 DA05 DB10 DB13 EA17 EA30 EA34 FB02 FB10 FB11 FB12 FC07 GA06 GA19 GB01W GB01X GB01Y GB02W GB03W GB04W GB05W GB05Y GB06W GB06Y GB07W GB07Y GB09Y GB10W GB10X GB10Y GB16Y GB17X HA08 HA18 HA20 HA36 HB03 HB05 3G301 HA01 HA02 HA13 LA00 LA01 MA01 MA11 NA06 NE13 NE14 PD03Z PD11Z 4D002 AA02 AA12 AC10 BA03 BA04 BA06 CA07 CA20 DA01 DA02 DA03 DA04 DA05 DA11 DA21 DA23 DA24 DA25 DA45 DA46 DA56 EA02 GA01 GA03 GB01 GB02 HA03 4D048 AA06 AA13 AA18 AB01 AB02 AB05 AC02 BA01Y BA14Y BA15Y BA18Y BA19Y BA30Y BA31Y BA32Y BA33Y BA41Y CC38 CC46 CC61 CD01 DA01 DA02 DA06 DA08 DA10 DA20 EA04 4G066 AA05B AA12B AA13B AA16B AA20B AA22B AA23B AA27B AA28B AA61B BA07 CA23 CA28 DA02 GA01 GA06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) B01J 20/02 F01N 3/18 E 4G066 20/10 3/20 E 20/20 3/24 R F01N 3 / 08 S 3/18 E 3/20 3/28 301C 3/24 F02M 25/07 550R B01D 53/34 123A 53/36 ZAB 3/28 301 101B F02M 25/07 550 101A 102B 103B (72) Inventor Muraki Hideaki Aki Inside the Kitsuregawa Industrial Park in Kitsuregawa-cho, Shioya-gun, Tochigi Prefecture Inside the Johnson Matthey Japan Co., Ltd.Kitsuregawa Technical Center (72) Inventor Kazuhiro Nagashima Inside the Kitsuregawa-industrial Park in Kitsuregawa-cho, Shioya-gun, Tochigi Prefecture Johnson Matthey Japan Co., Ltd. Within the Technical Center (72) Inventor Geng Zhang Kiyoshikawa-cho, Shioya-gun, Tochigi Prefecture In the river industrial park Johnson Matthey Japan Co., Ltd. Kitsuregawa Technical Center F-term (reference) 3G062 BA02 BA04 CA06 GA01 GA05 GA09 GA15 GA17 GA21 3G091 AA11 AA12 AA17 AA18 AA23 AB03 AB06 AB08 BA03 BA14 BA15 BA19 BA33 CA13 CA18 CB02 CB07 DA01 DA05 DB10 DB13 EA17 EA30 EA34 FB02 FB10 FB11 FB12 FC07 GA06 GA19 GB01W GB01X GB01Y GB02W GB03W GB04W GB05W GB05Y GB06W GB06Y GB07W GB07Y GB09Y GB10W GB10X GB10Y GB16Y GB17XHA08 HA18 HA20 HA03 HA03 HA03 HA03 HA01 HA03 HA03 HA03 HA03 HA03 4D002 AA02 AA12 AC10 BA03 BA04 BA06 CA07 CA20 DA01 DA02 DA03 DA04 DA05 DA11 DA21 DA23 DA24 DA25 DA45 DA46 DA56 EA02 GA01 GA03 GB01 GB02 HA03 4D048 AA06 AA13 AA18 AB01 AB02 AB05 AC02 BA01Y BA14Y BA15Y BA18 BA31 CCYYYYY DA01 DA02 DA06 DA08 DA10 DA20 EA04 4G066 AA05B AA12B AA13B AA16B AA20B AA22B AA23B AA27B AA28B AA61B BA07 CA23 CA28 DA02 GA01 GA06

Claims (42)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】内燃機関から排出される排気ガスを、排気
ガスの空燃比をリーンにした場合にＮＯｘを吸蔵し、排
気ガスの空燃比をリッチまたは理論空燃比にした場合に
吸蔵したＮＯｘを還元するＮＯｘ還元触媒によって処理
し、かつ前記ＮＯｘ還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを処理
するために、排気ガスの空燃比をリーンから徐々にリッ
チとなるように調整することを含んでなる内燃機関の排
気ガス浄化方法。An exhaust gas discharged from an internal combustion engine stores NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, and stores NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich or stoichiometric. The present invention relates to an internal combustion engine, comprising: adjusting an air-fuel ratio of exhaust gas to gradually increase from lean to rich in order to process with a NOx reduction catalyst to be reduced and to process NOx stored in the NOx reduction catalyst. Exhaust gas purification method. 【請求項２】前記排気ガスの空燃比の調整を、リッチと
理論空燃比との割合によって行う、請求項１に記載の浄
化方法。2. The purification method according to claim 1, wherein the adjustment of the air-fuel ratio of the exhaust gas is performed based on a ratio between a rich air and a stoichiometric air-fuel ratio. 【請求項３】前記割合が、リッチにした時間と理論空燃
比にした時間との合計時間に対するリッチにした時間と
の比である、請求項２に記載の浄化方法。3. The purification method according to claim 2, wherein the ratio is a ratio of the enriched time to the total time of the enriched time and the stoichiometric air-fuel ratio time. 【請求項４】前記比が、１：９〜９：１の範囲である、
請求項３に記載の浄化方法。4. The method according to claim 1, wherein said ratio ranges from 1: 9 to 9: 1.
The purification method according to claim 3. 【請求項５】リーンと、理論空燃比およびリッチとの割
合によって排気ガスの空燃比を調整することをさらに含
んでなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の浄化方
法。5. The purification method according to claim 1, further comprising adjusting the air-fuel ratio of the exhaust gas according to the ratio of lean, stoichiometric air-fuel ratio and rich. 【請求項６】前記割合が、リッチにした時間と理論空燃
比にした時間との合計時間に対するリーンにした時間と
の比である、請求項５に記載の浄化方法。6. The purification method according to claim 5, wherein the ratio is a ratio of a lean time to a total time of a rich time and a stoichiometric air-fuel ratio time. 【請求項７】前記比が、１：３０以上である、請求項６
に記載の浄化方法。7. The method of claim 6, wherein said ratio is greater than 1:30.
Purification method according to 1. 【請求項８】前記排気ガスの空燃比の調整を、燃料噴射
量、酸素濃度、または排気ガス再循環量の少なくとも一
つを制御することによって行う、請求項１〜７のいずれ
か一項に記載の浄化方法。8. The method according to claim 1, wherein the air-fuel ratio of the exhaust gas is adjusted by controlling at least one of a fuel injection amount, an oxygen concentration, and an exhaust gas recirculation amount. Purification method as described. 【請求項９】前記燃料噴射量の制御を、燃料噴射弁によ
って行う、請求項８に記載の浄化方法。9. The purification method according to claim 8, wherein the control of the fuel injection amount is performed by a fuel injection valve. 【請求項１０】前記酸素濃度の制御を、機関吸気通路内
に設置されたスロットル弁または機関排気通路内に設置
されたスロットル弁によって行う、請求項８または９に
記載の浄化方法。10. The purification method according to claim 8, wherein the control of the oxygen concentration is performed by a throttle valve provided in an engine intake passage or a throttle valve provided in an engine exhaust passage. 【請求項１１】前記排気ガス再循環量の制御を、排気ガ
ス再循環弁によって行う、請求項８〜１０のいずれか一
項に記載の浄化方法。11. The purification method according to claim 8, wherein the exhaust gas recirculation amount is controlled by an exhaust gas recirculation valve. 【請求項１２】前記制御を、機関排気通路内における温
度または酸素濃度を検出し解析することによって行う、
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の浄化方法。12. The control is performed by detecting and analyzing temperature or oxygen concentration in an engine exhaust passage.
A purification method according to any one of claims 8 to 11. 【請求項１３】前記検出した温度から前記触媒における
ＮＯｘ吸蔵飽和量を解析する、請求項１２に記載の浄化
方法。13. The purification method according to claim 12, wherein the amount of NOx storage saturation in the catalyst is analyzed from the detected temperature. 【請求項１４】前記検出した酸素濃度から排気ガスの空
燃比を解析する、請求項１２または１３に記載の浄化方
法。14. The purification method according to claim 12, wherein an air-fuel ratio of exhaust gas is analyzed from the detected oxygen concentration. 【請求項１５】前記ＮＯｘ還元触媒がアルカリ金属、ア
ルカリ土類金属、および希土類元素からなる群から選ば
れる少なくとも一種と、 白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、オス
ミウム（Ｏｓ）、およびその他の貴金属からなる群から
選ばれる少なくとも一種と、 を含んでなるものである、請求項１〜１４のいずれか一
項に記載の浄化方法。15. The NOx reduction catalyst is at least one selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, and rare earth elements, and platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (R).
h), at least one member selected from the group consisting of ruthenium (Ru), iridium (Ir), osmium (Os), and other noble metals; and Purification method according to 1. 【請求項１６】前記ＮＯｘ還元触媒が、アルミナ、チタ
ニア、シリカ、およびジルコニアの群から選ばれる少な
くとも一種をさらに含んでなる、請求項１５に記載の浄
化方法。16. The purification method according to claim 15, wherein said NOx reduction catalyst further comprises at least one selected from the group consisting of alumina, titania, silica, and zirconia. 【請求項１７】還元剤を供給しＮＯｘを処理することを
さらに含んでなる、請求項１〜１６のいずれか一項に記
載の浄化方法。17. The purification method according to claim 1, further comprising supplying a reducing agent and treating NOx. 【請求項１８】前記還元剤が、ガソリン、軽油、灯油、
または直鎖あるいは分岐鎖を有する炭素数が３〜８のア
ルカンである、請求項１７に記載の浄化方法。18. The method according to claim 18, wherein the reducing agent is gasoline, light oil, kerosene,
18. The purification method according to claim 17, wherein the purification method is an alkane having 3 to 8 carbon atoms having a straight or branched chain. 【請求項１９】ＳＯｘ吸収剤によって排気ガス中のＳＯ
ｘを吸収することをさらに含んでなる、請求項１〜１８
のいずれか一項に記載の浄化方法。19. SOx in exhaust gas by SOx absorbent
19. The method of claim 1, further comprising absorbing x.
The purification method according to any one of the above. 【請求項２０】三元触媒によって排気ガス中のＣＯ、Ｈ
Ｃ、またはＮＯｘを浄化することをさらに含んでなる、
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の浄化方法。20. CO, H in exhaust gas by a three-way catalyst
Further comprising purifying C, or NOx,
The purification method according to claim 1. 【請求項２１】内燃機関が、ガソリン機関またはディー
ゼル機関である、請求項１〜２０のいずれか一項に記載
の浄化方法。21. The purification method according to claim 1, wherein the internal combustion engine is a gasoline engine or a diesel engine. 【請求項２２】内燃機関から排出される排気ガスの空燃
比をリーンにした場合にＮＯｘを吸蔵し、排気ガスの空
燃比をリッチまたは理論空燃比にした場合に吸蔵したＮ
Ｏｘを還元するＮＯｘ還元触媒と、 前記ＮＯｘ還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するため
に、排気ガスの空燃比をリーンから徐々にリッチとなる
ように調整する機構と、 を具備してなる内燃機関の排気ガス浄化装置。22. When the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is made lean, NOx is stored, and when the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich or the stoichiometric air-fuel ratio, the stored NO is stored.
An internal combustion engine comprising: a NOx reduction catalyst for reducing Ox; and a mechanism for adjusting the air-fuel ratio of exhaust gas from lean to gradually rich to reduce NOx stored in the NOx reduction catalyst. Engine exhaust gas purification equipment. 【請求項２３】前記排気ガスの空燃比の調整を、リッチ
または理論空燃比との割合によって行う、請求項２２に
記載の浄化装置。23. The purification device according to claim 22, wherein the adjustment of the air-fuel ratio of the exhaust gas is performed based on a ratio with a rich or stoichiometric air-fuel ratio. 【請求項２４】前記割合が、リッチにした時間と理論空
燃比にした時間との合計時間に対するリッチにした時間
との比である、請求項２３に記載の浄化装置。24. The purifying apparatus according to claim 23, wherein the ratio is a ratio of the enriched time to the total time of the enriched time and the stoichiometric air-fuel ratio time. 【請求項２５】前記比が、１：９〜９：１の範囲であ
る、請求項２４に記載の浄化装置。25. The purification device according to claim 24, wherein said ratio ranges from 1: 9 to 9: 1. 【請求項２６】リーンと、理論空燃比およびリッチとの
割合によって排気ガスの空燃比を調整する機構をさらに
含んでなる、請求項２２〜２５のいずれか一項に記載の
浄化装置。26. The purifying apparatus according to claim 22, further comprising a mechanism for adjusting the air-fuel ratio of the exhaust gas based on the ratio of lean, stoichiometric air-fuel ratio and rich. 【請求項２７】前記割合が、リッチにした時間と理論空
燃比にした時間との合計時間に対するリーンにした時間
との比である、請求項２６に記載の浄化装置。27. The purifying apparatus according to claim 26, wherein the ratio is a ratio of a lean time to a total time of the rich time and the stoichiometric air-fuel ratio time. 【請求項２８】前記比が、１：３０以上の範囲である、
請求項２７に記載の浄化装置。28. The ratio is in the range of 1:30 or more;
A purification device according to claim 27. 【請求項２９】前記排気ガスの空燃比を調整する機構
が、燃料噴射量、酸素濃度、または排気ガス再循環量の
少なくとも一つを制御する手段である、請求項２２〜２
８のいずれか一項に記載の浄化装置。29. A mechanism according to claim 22, wherein said mechanism for adjusting the air-fuel ratio of the exhaust gas is means for controlling at least one of a fuel injection amount, an oxygen concentration, and an exhaust gas recirculation amount.
The purification device according to any one of claims 8 to 13. 【請求項３０】前記燃料噴射量を制御する手段が、燃料
噴射弁である、請求項２９に記載の浄化装置。30. The purifying apparatus according to claim 29, wherein the means for controlling the fuel injection amount is a fuel injection valve. 【請求項３１】前記酸素濃度を制御する手段が、機関吸
気通路内に設置されたスロットル弁または機関排気通路
内に設置されたスロットル弁である、請求項２９または
３０に記載の浄化装置。31. The purifying apparatus according to claim 29, wherein the means for controlling the oxygen concentration is a throttle valve installed in an engine intake passage or a throttle valve installed in an engine exhaust passage. 【請求項３２】前記排気ガス再循環量を制御する手段
が、排気ガス再循環弁である、請求項２９〜３１のいず
れか一項に記載の浄化装置。32. The purifying apparatus according to claim 29, wherein the means for controlling the amount of exhaust gas recirculation is an exhaust gas recirculation valve. 【請求項３３】前記制御する手段を、機関排気通路内に
おける温度または酸素濃度を検出し解析する手段によっ
て制御する、請求項２９〜３２のいずれか一項に記載の
浄化装置。33. A purifying apparatus according to claim 29, wherein said controlling means is controlled by means for detecting and analyzing a temperature or an oxygen concentration in an engine exhaust passage. 【請求項３４】前記検出した温度から前記触媒における
ＮＯｘ吸蔵飽和量を解析する、請求項３３に記載の浄化
装置。34. The purifying apparatus according to claim 33, wherein an amount of NOx storage saturation in the catalyst is analyzed from the detected temperature. 【請求項３５】前記検出した酸素濃度から排気ガスの空
燃比を解析する、請求項３３または３４に記載の浄化装
置。35. The purifying apparatus according to claim 33, wherein an air-fuel ratio of exhaust gas is analyzed from the detected oxygen concentration. 【請求項３６】前記ＮＯｘ還元触媒がアルカリ金属、ア
ルカリ土類金属、および希土類元素からなる群から選ば
れる少なくとも一種と、 白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、オス
ミウム（Ｏｓ）、およびその他の貴金属からなる群から
選ばれる少なくとも一種と、 を含んでなるものである、請求項２２〜３５に記載の浄
化装置。36. The NOx reduction catalyst comprises at least one selected from the group consisting of an alkali metal, an alkaline earth metal, and a rare earth element, and platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (R).
36. The purification device according to claim 22, comprising: h) at least one selected from the group consisting of ruthenium (Ru), iridium (Ir), osmium (Os), and other noble metals. . 【請求項３７】前記ＮＯｘ還元触媒が、アルミナ、チタ
ニア、シリカ、およびジルコニアの群から選ばれる少な
くとも一種をさらに含んでなる、請求項３６に記載の浄
化装置。37. The purification device according to claim 36, wherein said NOx reduction catalyst further comprises at least one selected from the group consisting of alumina, titania, silica, and zirconia. 【請求項３８】還元剤を供給する機構をさらに具備して
なる、請求項２２〜３７のいずれか一項に記載の浄化装
置。38. The purifying apparatus according to claim 22, further comprising a mechanism for supplying a reducing agent. 【請求項３９】前記還元剤が、ガソリン、軽油、灯油、
または直鎖あるいは分岐鎖を有する炭素数が３〜８のア
ルカンである、請求項３８に記載の浄化装置。39. The reducing agent is gasoline, light oil, kerosene,
39. The purification device according to claim 38, wherein the purification device is an alkane having 3 to 8 carbon atoms having a straight or branched chain. 【請求項４０】ＳＯｘ吸収剤をさらに具備してなる、請
求項２２〜３９のいずれか一項に記載の浄化装置。40. The purifying apparatus according to claim 22, further comprising an SOx absorbent. 【請求項４１】三元触媒をさらに具備してなる、請求項
２２〜４０のいずれか一項に記載の浄化装置。41. The purifying apparatus according to claim 22, further comprising a three-way catalyst. 【請求項４２】内燃機関がガソリン機関またはディーゼ
ル機関である、請求項２２〜４１のいずれか一項に記載
の浄化装置。42. The purifying apparatus according to claim 22, wherein the internal combustion engine is a gasoline engine or a diesel engine.
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JP2016014340A (en) * 2014-07-01 2016-01-28 本田技研工業株式会社 Internal combustion engine control unit

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