JP2001303936A - 排気浄化装置 - Google Patents
排気浄化装置Info
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- exhaust
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- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
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- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/23—Layout, e.g. schematics
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 希薄燃焼により大幅な燃費の向上を図りつつ
NOx吸蔵還元触媒を良好に再生し得るようにした実用
性の高い排気浄化装置を提供する。 【解決手段】 排気ガス12中の酸素濃度が高い時にN
Oxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し且つ排気
ガス12中の酸素濃度が低い時に還元剤の介在によりN
Oxを分解放出して還元浄化するNOx吸蔵還元触媒15
を排気通路に備えた排気浄化装置に関し、エンジン10
の各気筒をリーン燃焼気筒1〜5とリッチ燃焼気筒6の
二種類にグループ分けし、リーン燃焼気筒1〜5から排
出された排気ガス12をNOx吸蔵還元触媒15に導入
してNOxの除去を図り且つ該NOx吸蔵還元触媒15に
対しリッチ燃焼気筒6から排出された排気ガス12を間
欠的に導入して前記NOx吸蔵還元触媒15の再生を図
り得るように構成する。
NOx吸蔵還元触媒を良好に再生し得るようにした実用
性の高い排気浄化装置を提供する。 【解決手段】 排気ガス12中の酸素濃度が高い時にN
Oxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し且つ排気
ガス12中の酸素濃度が低い時に還元剤の介在によりN
Oxを分解放出して還元浄化するNOx吸蔵還元触媒15
を排気通路に備えた排気浄化装置に関し、エンジン10
の各気筒をリーン燃焼気筒1〜5とリッチ燃焼気筒6の
二種類にグループ分けし、リーン燃焼気筒1〜5から排
出された排気ガス12をNOx吸蔵還元触媒15に導入
してNOxの除去を図り且つ該NOx吸蔵還元触媒15に
対しリッチ燃焼気筒6から排出された排気ガス12を間
欠的に導入して前記NOx吸蔵還元触媒15の再生を図
り得るように構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンなどの内燃機関に用いる排気浄化装置に関するもので
ある。
ンなどの内燃機関に用いる排気浄化装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来より、ディーゼルエンジンにおいて
は、排気ガスが流通する排気管の途中にNOx還元触媒
を装備し、該NOx還元触媒の上流側に必要量の還元剤
を添加して該還元剤をNOx還元触媒上で排気ガス中の
NOx(窒素酸化物)と還元反応させることによりNOx
の排出濃度を低減し得るようにしたものがある。
は、排気ガスが流通する排気管の途中にNOx還元触媒
を装備し、該NOx還元触媒の上流側に必要量の還元剤
を添加して該還元剤をNOx還元触媒上で排気ガス中の
NOx(窒素酸化物)と還元反応させることによりNOx
の排出濃度を低減し得るようにしたものがある。
【0003】他方、理論空燃比より大きい空燃比で希薄
燃焼(リーンバーン)を行わせることにより大幅な燃費
の向上を図り得ることが広く知られているが、このよう
な希薄燃焼運転を行うことを想定したディーゼルエンジ
ンに関してもNOxの排出濃度を低減することは重要な
課題となっている。
燃焼(リーンバーン)を行わせることにより大幅な燃費
の向上を図り得ることが広く知られているが、このよう
な希薄燃焼運転を行うことを想定したディーゼルエンジ
ンに関してもNOxの排出濃度を低減することは重要な
課題となっている。
【0004】しかしながら、一般的に、希薄燃焼運転時
における酸素過剰存在下では、NOx還元触媒上におい
て、還元剤がNOxと反応するよりも先に酸素と反応し
てしまうので、希薄燃焼運転時における実用化レベルの
高いNOx低減効果を得ることが難しかった。
における酸素過剰存在下では、NOx還元触媒上におい
て、還元剤がNOxと反応するよりも先に酸素と反応し
てしまうので、希薄燃焼運転時における実用化レベルの
高いNOx低減効果を得ることが難しかった。
【0005】そこで、希薄燃焼運転時においてもNOx
を低減し得る触媒として、排気ガス中の酸素濃度が高い
希薄燃焼運転時にNOxを酸化して硝酸塩の状態で一時
的に吸蔵し且つ排気ガス中の酸素濃度が低い理論空燃比
運転時に還元剤の介在によりNOxを分解放出して還元
浄化する性質を備えたNOx吸蔵還元触媒の実用化が現
在検討されている。
を低減し得る触媒として、排気ガス中の酸素濃度が高い
希薄燃焼運転時にNOxを酸化して硝酸塩の状態で一時
的に吸蔵し且つ排気ガス中の酸素濃度が低い理論空燃比
運転時に還元剤の介在によりNOxを分解放出して還元
浄化する性質を備えたNOx吸蔵還元触媒の実用化が現
在検討されている。
【0006】尚、この種のNOx吸蔵還元触媒として
は、白金・バリウム・アルミナ触媒や、イリジウム・白
金・バリウム・アルミナ触媒などが前述した如き性質を
有するものとして既に知られている。
は、白金・バリウム・アルミナ触媒や、イリジウム・白
金・バリウム・アルミナ触媒などが前述した如き性質を
有するものとして既に知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、NOx
吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを放出させて該NOx吸
蔵還元触媒の再生を図るのに際し、いちいち運転状態を
希薄燃焼運転から理論空燃比運転に切り替えていたので
は、せっかくの希薄燃焼運転による燃費向上のメリット
が損なわれてしまうという不具合がある。
吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを放出させて該NOx吸
蔵還元触媒の再生を図るのに際し、いちいち運転状態を
希薄燃焼運転から理論空燃比運転に切り替えていたので
は、せっかくの希薄燃焼運転による燃費向上のメリット
が損なわれてしまうという不具合がある。
【0008】このため、希薄燃焼運転としたままでNO
x吸蔵還元触媒の良好な再生を図り得るようにすること
が望まれているが、希薄燃焼運転時における酸素過剰存
在下では、排気ガス中の酸素濃度が高いために、前述し
たNOx還元触媒の場合と同様に、HCなどの還元剤が
NOxと反応するよりも先に酸素と反応して消費されて
しまい、これによって、還元剤とNOxの反応選択性が
低下してNOx吸蔵還元触媒の良好な再生を図ることが
できないという問題があった。
x吸蔵還元触媒の良好な再生を図り得るようにすること
が望まれているが、希薄燃焼運転時における酸素過剰存
在下では、排気ガス中の酸素濃度が高いために、前述し
たNOx還元触媒の場合と同様に、HCなどの還元剤が
NOxと反応するよりも先に酸素と反応して消費されて
しまい、これによって、還元剤とNOxの反応選択性が
低下してNOx吸蔵還元触媒の良好な再生を図ることが
できないという問題があった。
【0009】本発明は、上述の実情に鑑みてなされたも
のであり、希薄燃焼により大幅な燃費の向上を図りつつ
NOx吸蔵還元触媒を良好に再生し得るようにした実用
性の高い排気浄化装置を提供することを目的としてい
る。
のであり、希薄燃焼により大幅な燃費の向上を図りつつ
NOx吸蔵還元触媒を良好に再生し得るようにした実用
性の高い排気浄化装置を提供することを目的としてい
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、排気ガス中の
酸素濃度が高い時にNOxを酸化して硝酸塩の状態で一
時的に吸蔵し且つ排気ガス中の酸素濃度が低い時に還元
剤の介在によりNOxを分解放出して還元浄化するNOx
吸蔵還元触媒を排気通路に備えた排気浄化装置であっ
て、エンジンの各気筒をリーン燃焼気筒とリッチ燃焼気
筒の二種類にグループ分けし、リーン燃焼気筒から排出
された排気ガスをNOx吸蔵還元触媒に導入してNOxの
除去を図り且つ該NOx吸蔵還元触媒に対しリッチ燃焼
気筒から排出された排気ガスを間欠的に導入して前記N
Ox吸蔵還元触媒の再生を図り得るように構成したこと
を特徴とするものである。
酸素濃度が高い時にNOxを酸化して硝酸塩の状態で一
時的に吸蔵し且つ排気ガス中の酸素濃度が低い時に還元
剤の介在によりNOxを分解放出して還元浄化するNOx
吸蔵還元触媒を排気通路に備えた排気浄化装置であっ
て、エンジンの各気筒をリーン燃焼気筒とリッチ燃焼気
筒の二種類にグループ分けし、リーン燃焼気筒から排出
された排気ガスをNOx吸蔵還元触媒に導入してNOxの
除去を図り且つ該NOx吸蔵還元触媒に対しリッチ燃焼
気筒から排出された排気ガスを間欠的に導入して前記N
Ox吸蔵還元触媒の再生を図り得るように構成したこと
を特徴とするものである。
【0011】従って、このような排気浄化装置によれ
ば、理論空燃比より大きい空燃比で希薄燃焼が行われる
リーン燃焼気筒から酸素濃度の高い排気ガスが排出さ
れ、この排気ガスがNOx吸蔵還元触媒に導入されて該
NOx吸蔵還元触媒に排気ガス中のNOxが硝酸塩の状態
で吸蔵され、これにより排気ガス中からのNOxの除去
が図られる。
ば、理論空燃比より大きい空燃比で希薄燃焼が行われる
リーン燃焼気筒から酸素濃度の高い排気ガスが排出さ
れ、この排気ガスがNOx吸蔵還元触媒に導入されて該
NOx吸蔵還元触媒に排気ガス中のNOxが硝酸塩の状態
で吸蔵され、これにより排気ガス中からのNOxの除去
が図られる。
【0012】一方、理論空燃比より小さい空燃比でリッ
チ燃焼が行われるリッチ燃焼気筒からは、酸素濃度が低
く且つ未燃のCHやCO、H2などの還元剤として機能
する物質を多く含む排気ガスが排出されるので、このよ
うな排気ガスをNOx吸蔵還元触媒に対し間欠的に導入
すると、該NOx吸蔵還元触媒が酸素濃度の低い還元性
雰囲気となり、前述した還元剤として機能する物質とN
Oxとの反応選択性が著しく向上されてNOx吸蔵還元触
媒からNOxが分解放出され、これによりNOx吸蔵還元
触媒の良好な再生が図られると共に、その放出したNO
xがNOx吸蔵還元触媒上で前述した還元剤として機能す
る物質と反応して還元浄化されることになる。
チ燃焼が行われるリッチ燃焼気筒からは、酸素濃度が低
く且つ未燃のCHやCO、H2などの還元剤として機能
する物質を多く含む排気ガスが排出されるので、このよ
うな排気ガスをNOx吸蔵還元触媒に対し間欠的に導入
すると、該NOx吸蔵還元触媒が酸素濃度の低い還元性
雰囲気となり、前述した還元剤として機能する物質とN
Oxとの反応選択性が著しく向上されてNOx吸蔵還元触
媒からNOxが分解放出され、これによりNOx吸蔵還元
触媒の良好な再生が図られると共に、その放出したNO
xがNOx吸蔵還元触媒上で前述した還元剤として機能す
る物質と反応して還元浄化されることになる。
【0013】尚、リッチ燃焼気筒にて理論空燃比より小
さい空燃比でリッチ燃焼を行わせるのに際しては、例え
ば、リッチ燃焼気筒から排出された排気ガスの一部をリ
ッチ燃焼気筒の吸気側へ再循環し得るようにEGRパイ
プが備えられていることが好ましい。
さい空燃比でリッチ燃焼を行わせるのに際しては、例え
ば、リッチ燃焼気筒から排出された排気ガスの一部をリ
ッチ燃焼気筒の吸気側へ再循環し得るようにEGRパイ
プが備えられていることが好ましい。
【0014】このようにすれば、EGRパイプを通し排
気ガスの一部をリッチ燃焼気筒の吸気側へ再循環するこ
とにより容易にリッチ燃焼を行わせることが可能であ
り、しかも、EGRパイプを適宜に閉塞することにより
リッチ燃焼気筒でリーン燃焼気筒と同様の希薄燃焼を行
わせるように切り替えることも可能となる。
気ガスの一部をリッチ燃焼気筒の吸気側へ再循環するこ
とにより容易にリッチ燃焼を行わせることが可能であ
り、しかも、EGRパイプを適宜に閉塞することにより
リッチ燃焼気筒でリーン燃焼気筒と同様の希薄燃焼を行
わせるように切り替えることも可能となる。
【0015】更に、本発明においては、リーン燃焼気筒
及びリッチ燃焼気筒から排出された排気ガスを気筒別に
独立した排気管を介してNOx吸蔵還元触媒に導き得る
ように排気通路が構成されていることが好ましい。
及びリッチ燃焼気筒から排出された排気ガスを気筒別に
独立した排気管を介してNOx吸蔵還元触媒に導き得る
ように排気通路が構成されていることが好ましい。
【0016】このようにすれば、各気筒毎に自身の排気
タイミングに応じて排気ガスがパルス状に排出されてN
Ox吸蔵還元触媒に対し個別に導入されることになり、
リーン燃焼気筒からの排気ガスのパルスの合間に、リッ
チ燃焼気筒からの排気ガスのパルスがNOx吸蔵還元触
媒に導入されるので、該NOx吸蔵還元触媒が確実に還
元性雰囲気に切り替えられて再生効率が一層向上される
ことになる。
タイミングに応じて排気ガスがパルス状に排出されてN
Ox吸蔵還元触媒に対し個別に導入されることになり、
リーン燃焼気筒からの排気ガスのパルスの合間に、リッ
チ燃焼気筒からの排気ガスのパルスがNOx吸蔵還元触
媒に導入されるので、該NOx吸蔵還元触媒が確実に還
元性雰囲気に切り替えられて再生効率が一層向上される
ことになる。
【0017】また、リッチ燃焼気筒から気筒別に排気ガ
スを導く排気管がNOx吸蔵還元触媒の入口部における
中心位置に接続され且つリーン燃焼気筒から気筒別に排
気ガスを導く排気管が前記入口部の中心位置を取り囲む
ように接続されていると良く、このようにすれば、リッ
チ燃焼気筒からの排気ガスを効率良くNOx吸蔵還元触
媒に導入し得て該NOx吸蔵還元触媒の一層良好な再生
を図ることが可能となる。
スを導く排気管がNOx吸蔵還元触媒の入口部における
中心位置に接続され且つリーン燃焼気筒から気筒別に排
気ガスを導く排気管が前記入口部の中心位置を取り囲む
ように接続されていると良く、このようにすれば、リッ
チ燃焼気筒からの排気ガスを効率良くNOx吸蔵還元触
媒に導入し得て該NOx吸蔵還元触媒の一層良好な再生
を図ることが可能となる。
【0018】また、NOx吸蔵還元触媒を並列に対で設
け、両NOx吸蔵還元触媒に対しリーン燃焼気筒からの
排気ガスとリッチ燃焼気筒からの排気ガスとを交互に流
路を切り替えて導入し得るように排気通路が構成されて
いても良い。
け、両NOx吸蔵還元触媒に対しリーン燃焼気筒からの
排気ガスとリッチ燃焼気筒からの排気ガスとを交互に流
路を切り替えて導入し得るように排気通路が構成されて
いても良い。
【0019】このようにすれば、並列に対で設けたNO
x吸蔵還元触媒をバッチ処理により交互に再生すること
が可能となり、再生する側のNOx吸蔵還元触媒を完全
に還元性雰囲気に切り替えた状態とし且つ十分な反応時
間をかけて確実に再生することが可能となる。
x吸蔵還元触媒をバッチ処理により交互に再生すること
が可能となり、再生する側のNOx吸蔵還元触媒を完全
に還元性雰囲気に切り替えた状態とし且つ十分な反応時
間をかけて確実に再生することが可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。
参照しつつ説明する。
【0021】図1及び図2は本発明の第一の形態例を示
すもので、図1中10はディーゼル機関であるエンジン
を示し、ここに図示しているエンジン10では、第一気
筒[#1]〜第六気筒[#6]を有する直列6気筒の場
合を例示しており、第一気筒[#1]〜第五気筒[#
5]までを、理論空燃比より大きい空燃比で希薄燃焼が
行われるリーン燃焼気筒1〜5とし、第六気筒[#6]
のみを、理論空燃比より小さい空燃比で燃焼が行われる
リッチ燃焼気筒6としてグループ分けするようにしてあ
る。
すもので、図1中10はディーゼル機関であるエンジン
を示し、ここに図示しているエンジン10では、第一気
筒[#1]〜第六気筒[#6]を有する直列6気筒の場
合を例示しており、第一気筒[#1]〜第五気筒[#
5]までを、理論空燃比より大きい空燃比で希薄燃焼が
行われるリーン燃焼気筒1〜5とし、第六気筒[#6]
のみを、理論空燃比より小さい空燃比で燃焼が行われる
リッチ燃焼気筒6としてグループ分けするようにしてあ
る。
【0022】そして、エアクリーナ7から空気8を導く
吸気管9が二股状に分岐されており、その一方の分岐端
がリーン燃焼気筒1〜5に対しインテークマニホールド
11を介して接続され、前記吸気管9の他方の分岐端が
リッチ燃焼気筒6に対し接続されている。
吸気管9が二股状に分岐されており、その一方の分岐端
がリーン燃焼気筒1〜5に対しインテークマニホールド
11を介して接続され、前記吸気管9の他方の分岐端が
リッチ燃焼気筒6に対し接続されている。
【0023】更に、前記リーン燃焼気筒1〜5から排出
された排気ガス12がエキゾーストマニホールド13を
介して排気管14へ排出されるようになっており、該排
気管14の途中には、排気ガス12中の酸素濃度が高い
時にNOxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し且
つ排気ガス12中の酸素濃度が低い時に後述する還元剤
として機能する物質の介在によりNOxを分解放出して
還元浄化するNOx吸蔵還元触媒15が装備されてい
る。
された排気ガス12がエキゾーストマニホールド13を
介して排気管14へ排出されるようになっており、該排
気管14の途中には、排気ガス12中の酸素濃度が高い
時にNOxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し且
つ排気ガス12中の酸素濃度が低い時に後述する還元剤
として機能する物質の介在によりNOxを分解放出して
還元浄化するNOx吸蔵還元触媒15が装備されてい
る。
【0024】また、前記排気管14は、NOx吸蔵還元
触媒15の入側で分岐して前記リッチ燃焼気筒6にも接
続されるようになっており、該リッチ燃焼気筒6から排
気ガス12をNOx吸蔵還元触媒15に導き得るように
してある。
触媒15の入側で分岐して前記リッチ燃焼気筒6にも接
続されるようになっており、該リッチ燃焼気筒6から排
気ガス12をNOx吸蔵還元触媒15に導き得るように
してある。
【0025】そして、リッチ燃焼気筒6の入側の吸気管
9と、リッチ燃焼気筒6の出側の排気管14との間が、
水冷式のEGRクーラ16及びEGRバルブ17を装備
したEGRパイプ18により接続されており、リッチ燃
焼気筒6から排出された排気ガス12の一部をリッチ燃
焼気筒6の吸気側へ再循環し得るようにしてある。
9と、リッチ燃焼気筒6の出側の排気管14との間が、
水冷式のEGRクーラ16及びEGRバルブ17を装備
したEGRパイプ18により接続されており、リッチ燃
焼気筒6から排出された排気ガス12の一部をリッチ燃
焼気筒6の吸気側へ再循環し得るようにしてある。
【0026】ここで、リッチ燃焼気筒6の出側の排気管
14に対するEGRパイプ18の分岐箇所には、EGR
バルブ17と協働してリッチ燃焼気筒6への排気ガス1
2の再循環量を調節するための排気バルブ19が設けら
れており、また、リッチ燃焼気筒6の入側の吸気管9に
対するEGRパイプ18の合流箇所には、リッチ燃焼気
筒6へ供給される空気8の流量を制限するための吸気バ
ルブ20が設けられている。
14に対するEGRパイプ18の分岐箇所には、EGR
バルブ17と協働してリッチ燃焼気筒6への排気ガス1
2の再循環量を調節するための排気バルブ19が設けら
れており、また、リッチ燃焼気筒6の入側の吸気管9に
対するEGRパイプ18の合流箇所には、リッチ燃焼気
筒6へ供給される空気8の流量を制限するための吸気バ
ルブ20が設けられている。
【0027】また、前記エンジン10の適宜位置に、エ
ンジン回転数を検出する回転センサ21が装着され、前
記NOx吸蔵還元触媒15には、触媒温度を検出する温
度センサ22が装着されており、図2に模式的に示す如
く、これら回転センサ21と温度センサ22とから出力
される検出信号21a,22aが、アクセルペダルなど
に備えられてエンジン負荷を検出する負荷センサ23か
らの検出信号23aと共に制御装置24へ導かれるよう
になっている。
ンジン回転数を検出する回転センサ21が装着され、前
記NOx吸蔵還元触媒15には、触媒温度を検出する温
度センサ22が装着されており、図2に模式的に示す如
く、これら回転センサ21と温度センサ22とから出力
される検出信号21a,22aが、アクセルペダルなど
に備えられてエンジン負荷を検出する負荷センサ23か
らの検出信号23aと共に制御装置24へ導かれるよう
になっている。
【0028】そして、前記制御装置24においては、N
Ox吸蔵還元触媒15の温度がNOxの分解放出及び還元
浄化に関し活性温度域にあることを温度センサ22から
の検出信号22aにより確認した上、回転センサ21及
び負荷センサ23からの検出信号21a,23aに基づ
いて、EGRバルブ17と排気バルブ19と吸気バルブ
20の夫々の操作用アクチュエータ25,26,27に
向け開度指令25a,26a,27aを出力するように
なっている。
Ox吸蔵還元触媒15の温度がNOxの分解放出及び還元
浄化に関し活性温度域にあることを温度センサ22から
の検出信号22aにより確認した上、回転センサ21及
び負荷センサ23からの検出信号21a,23aに基づ
いて、EGRバルブ17と排気バルブ19と吸気バルブ
20の夫々の操作用アクチュエータ25,26,27に
向け開度指令25a,26a,27aを出力するように
なっている。
【0029】即ち、前記制御装置24には、EGRバル
ブ17と排気バルブ19と吸気バルブ20の夫々の開度
をエンジン回転数とエンジン負荷とにより一義的に決定
する開度マップが備えられており、この開度マップに
は、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じてリッチ燃
焼気筒6に対し所定のEGR率を実現するのに必要な開
度が設定されている。
ブ17と排気バルブ19と吸気バルブ20の夫々の開度
をエンジン回転数とエンジン負荷とにより一義的に決定
する開度マップが備えられており、この開度マップに
は、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じてリッチ燃
焼気筒6に対し所定のEGR率を実現するのに必要な開
度が設定されている。
【0030】尚、図1中における28は排気管14のN
Ox吸蔵還元触媒15より下流側に備えたマフラを示し
ている。
Ox吸蔵還元触媒15より下流側に備えたマフラを示し
ている。
【0031】而して、リーン燃焼気筒1〜5にて理論空
燃比より大きい空燃比で希薄燃焼を行わせると共に、リ
ッチ燃焼気筒6に対してはEGRパイプ18を通し排気
ガス12の一部を再循環して理論空燃比より小さい空燃
比でリッチ燃焼を行わせるようにすると、リーン燃焼気
筒1〜5から酸素濃度の高い排気ガス12が排出され、
この排気ガス12がNOx吸蔵還元触媒15に導入され
て該NOx吸蔵還元触媒15に排気ガス12中のNOxが
硝酸塩の状態で吸蔵され、これにより排気ガス12中か
らのNOxの除去が図られる。
燃比より大きい空燃比で希薄燃焼を行わせると共に、リ
ッチ燃焼気筒6に対してはEGRパイプ18を通し排気
ガス12の一部を再循環して理論空燃比より小さい空燃
比でリッチ燃焼を行わせるようにすると、リーン燃焼気
筒1〜5から酸素濃度の高い排気ガス12が排出され、
この排気ガス12がNOx吸蔵還元触媒15に導入され
て該NOx吸蔵還元触媒15に排気ガス12中のNOxが
硝酸塩の状態で吸蔵され、これにより排気ガス12中か
らのNOxの除去が図られる。
【0032】一方、リッチ燃焼気筒6からは、酸素濃度
が低く且つ未燃のCHやCO、H2などの還元剤として
機能する物質を多く含む排気ガス12が、自身の排気サ
イクルに応じて図1中に二点鎖線で示すようにパルス状
に排出されるので、この排気ガス12がNOx吸蔵還元
触媒15に対し間欠的に導入されることになる。
が低く且つ未燃のCHやCO、H2などの還元剤として
機能する物質を多く含む排気ガス12が、自身の排気サ
イクルに応じて図1中に二点鎖線で示すようにパルス状
に排出されるので、この排気ガス12がNOx吸蔵還元
触媒15に対し間欠的に導入されることになる。
【0033】このようにリッチ燃焼気筒6からの排気ガ
ス12がNOx吸蔵還元触媒15に間欠的に導入される
と、該NOx吸蔵還元触媒15はリッチ燃焼気筒6から
の排気ガス12の導入時に酸素濃度の低い還元性雰囲気
となり、前述した還元剤として機能する物質とNOxと
の反応選択性が著しく向上されてNOx吸蔵還元触媒1
5からNOxが分解放出され、これによりNOx吸蔵還元
触媒15の良好な再生が図られると共に、その放出した
NOxがNOx吸蔵還元触媒15上で前述した還元剤とし
て機能する物質と反応して還元浄化される。
ス12がNOx吸蔵還元触媒15に間欠的に導入される
と、該NOx吸蔵還元触媒15はリッチ燃焼気筒6から
の排気ガス12の導入時に酸素濃度の低い還元性雰囲気
となり、前述した還元剤として機能する物質とNOxと
の反応選択性が著しく向上されてNOx吸蔵還元触媒1
5からNOxが分解放出され、これによりNOx吸蔵還元
触媒15の良好な再生が図られると共に、その放出した
NOxがNOx吸蔵還元触媒15上で前述した還元剤とし
て機能する物質と反応して還元浄化される。
【0034】尚、NOx吸蔵還元触媒15の温度がNOx
の分解放出及び還元浄化に関し活性温度域から大きく逸
脱していることが温度センサ22からの検出信号22a
により制御装置24で確認されている場合には、EGR
バルブ17を全閉にし且つ排気バルブ19及び吸気バル
ブ20の流量制限を解除してリッチ燃焼気筒6にてリー
ン燃焼気筒1〜5と同様の希薄燃焼を行わせるようにし
ても良い。
の分解放出及び還元浄化に関し活性温度域から大きく逸
脱していることが温度センサ22からの検出信号22a
により制御装置24で確認されている場合には、EGR
バルブ17を全閉にし且つ排気バルブ19及び吸気バル
ブ20の流量制限を解除してリッチ燃焼気筒6にてリー
ン燃焼気筒1〜5と同様の希薄燃焼を行わせるようにし
ても良い。
【0035】従って、本形態例によれば、6気筒のうち
の大半を占めるリーン燃焼気筒1〜5にて希薄燃焼を行
わせて大幅な燃費の向上を図りつつ、一部のリッチ燃焼
気筒6から排出される排気ガス12を利用してNOx吸
蔵還元触媒15を良好に再生することができるので、N
Ox吸蔵還元触媒15を使用した排気浄化装置の実用性
を従来より大幅に向上することができる。
の大半を占めるリーン燃焼気筒1〜5にて希薄燃焼を行
わせて大幅な燃費の向上を図りつつ、一部のリッチ燃焼
気筒6から排出される排気ガス12を利用してNOx吸
蔵還元触媒15を良好に再生することができるので、N
Ox吸蔵還元触媒15を使用した排気浄化装置の実用性
を従来より大幅に向上することができる。
【0036】また、リッチ燃焼気筒6からの排気ガス1
2を極めて短い間隔で間欠的にNOx吸蔵還元触媒15
に導入させることができるので、NOx吸蔵還元触媒1
5のNOx吸蔵と再生が極めて短いサイクル(本形態例
ではエンジンの1サイクルで一回の再生)で切り替えら
れ、NOx吸蔵還元触媒15に多量のNOxが吸蔵されて
NOx低減効果が低下してしまう前にNOx吸蔵還元触媒
15を速やかに再生し得てNOx低減効果を高く維持す
ることができる結果、NOx吸蔵還元触媒15によるN
Ox低減性能の向上と触媒容量の低減化を図ることがで
きる。
2を極めて短い間隔で間欠的にNOx吸蔵還元触媒15
に導入させることができるので、NOx吸蔵還元触媒1
5のNOx吸蔵と再生が極めて短いサイクル(本形態例
ではエンジンの1サイクルで一回の再生)で切り替えら
れ、NOx吸蔵還元触媒15に多量のNOxが吸蔵されて
NOx低減効果が低下してしまう前にNOx吸蔵還元触媒
15を速やかに再生し得てNOx低減効果を高く維持す
ることができる結果、NOx吸蔵還元触媒15によるN
Ox低減性能の向上と触媒容量の低減化を図ることがで
きる。
【0037】更に、特に本形態例においては、EGRパ
イプ18を通しリッチ燃焼気筒6から排出された排気ガ
ス12の一部をリッチ燃焼気筒6の吸気側へ再循環する
ことにより容易に理論空燃比より小さい空燃比でリッチ
燃焼を行わせることができ、しかも、適宜にEGRパイ
プ18をEGRバルブ17で閉塞することによりリッチ
燃焼気筒6でリーン燃焼気筒1〜5と同様の希薄燃焼を
行わせるように切り替えることもできる。
イプ18を通しリッチ燃焼気筒6から排出された排気ガ
ス12の一部をリッチ燃焼気筒6の吸気側へ再循環する
ことにより容易に理論空燃比より小さい空燃比でリッチ
燃焼を行わせることができ、しかも、適宜にEGRパイ
プ18をEGRバルブ17で閉塞することによりリッチ
燃焼気筒6でリーン燃焼気筒1〜5と同様の希薄燃焼を
行わせるように切り替えることもできる。
【0038】図3は本発明の第二の形態例を示すもの
で、本形態例においては、前述した図1におけるリーン
燃焼気筒1〜5及びリッチ燃焼気筒6から排出された排
気ガス12を気筒別に独立した排気管14A〜14Fを
介してNOx吸蔵還元触媒15に導き得るように排気通
路を構成したものである。
で、本形態例においては、前述した図1におけるリーン
燃焼気筒1〜5及びリッチ燃焼気筒6から排出された排
気ガス12を気筒別に独立した排気管14A〜14Fを
介してNOx吸蔵還元触媒15に導き得るように排気通
路を構成したものである。
【0039】しかも、特に本形態例においては、リッチ
燃焼気筒6から気筒別に排気ガス12を導く排気管14
FがNOx吸蔵還元触媒15の入口部における中心位置
に接続され且つリーン燃焼気筒1〜5から気筒別に排気
ガス12を導く排気管14A〜14Eが前記入口部の中
心位置を取り囲むように円周方向複数箇所に接続されて
いる。
燃焼気筒6から気筒別に排気ガス12を導く排気管14
FがNOx吸蔵還元触媒15の入口部における中心位置
に接続され且つリーン燃焼気筒1〜5から気筒別に排気
ガス12を導く排気管14A〜14Eが前記入口部の中
心位置を取り囲むように円周方向複数箇所に接続されて
いる。
【0040】このようにすれば、図3中に二点鎖線で示
すように、各気筒毎に自身の排気タイミングに応じて排
気ガス12がパルス状に排出されてNOx吸蔵還元触媒
15に対し個別に導入されることになり、リーン燃焼気
筒1〜5からの排気ガス12のパルスの合間に、リッチ
燃焼気筒6からの排気ガス12のパルスをNOx吸蔵還
元触媒15に導入して該NOx吸蔵還元触媒15を確実
に還元性雰囲気に切り替えることができるので、NOx
吸蔵還元触媒15の再生効率を一層向上することができ
る。
すように、各気筒毎に自身の排気タイミングに応じて排
気ガス12がパルス状に排出されてNOx吸蔵還元触媒
15に対し個別に導入されることになり、リーン燃焼気
筒1〜5からの排気ガス12のパルスの合間に、リッチ
燃焼気筒6からの排気ガス12のパルスをNOx吸蔵還
元触媒15に導入して該NOx吸蔵還元触媒15を確実
に還元性雰囲気に切り替えることができるので、NOx
吸蔵還元触媒15の再生効率を一層向上することができ
る。
【0041】また、リッチ燃焼気筒6から気筒別に排気
ガス12を導く排気管14FをNOx吸蔵還元触媒15
の入口部における中心位置に接続し、リーン燃焼気筒1
〜5から気筒別に排気ガス12を導く排気管14A〜1
4Eを前記入口部の中心位置を取り囲むように円周方向
複数箇所に接続しているので、リッチ燃焼気筒6からの
排気ガス12を効率良くNOx吸蔵還元触媒15に導入
し得て該NOx吸蔵還元触媒15の一層良好な再生を図
ることができる。
ガス12を導く排気管14FをNOx吸蔵還元触媒15
の入口部における中心位置に接続し、リーン燃焼気筒1
〜5から気筒別に排気ガス12を導く排気管14A〜1
4Eを前記入口部の中心位置を取り囲むように円周方向
複数箇所に接続しているので、リッチ燃焼気筒6からの
排気ガス12を効率良くNOx吸蔵還元触媒15に導入
し得て該NOx吸蔵還元触媒15の一層良好な再生を図
ることができる。
【0042】また、図4は本発明の第三の形態例を示す
もので、本形態例においては、ターボチャージャ29を
装備したエンジン10に適用した場合を例示しており、
ここに図示するエンジン10では、エアクリーナ7から
導いた空気8が前記ターボチャージャ29のコンプレッ
サ29aへと送られ、該コンプレッサ29aで加圧され
た空気8が更にインタクーラ30へと送られ、該インタ
クーラ30にて冷却された空気8が、前述した図1の場
合と同様に二股状に分岐した吸気管9を介しエンジン1
0の各リーン燃焼気筒1〜5及びリッチ燃焼気筒6に夫
々導入されるようにしてあり、各リーン燃焼気筒1〜5
からエキゾーストマニホールド13を介して排出された
排気ガス12とリッチ燃焼気筒6からの排気ガス12と
が排気管14を介し前記ターボチャージャ29のタービ
ン29bへと送られ、該タービン29bを駆動した排気
ガス12がNOx吸蔵還元触媒15へと導かれるように
してある。
もので、本形態例においては、ターボチャージャ29を
装備したエンジン10に適用した場合を例示しており、
ここに図示するエンジン10では、エアクリーナ7から
導いた空気8が前記ターボチャージャ29のコンプレッ
サ29aへと送られ、該コンプレッサ29aで加圧され
た空気8が更にインタクーラ30へと送られ、該インタ
クーラ30にて冷却された空気8が、前述した図1の場
合と同様に二股状に分岐した吸気管9を介しエンジン1
0の各リーン燃焼気筒1〜5及びリッチ燃焼気筒6に夫
々導入されるようにしてあり、各リーン燃焼気筒1〜5
からエキゾーストマニホールド13を介して排出された
排気ガス12とリッチ燃焼気筒6からの排気ガス12と
が排気管14を介し前記ターボチャージャ29のタービ
ン29bへと送られ、該タービン29bを駆動した排気
ガス12がNOx吸蔵還元触媒15へと導かれるように
してある。
【0043】ただし、このようにした場合には、触媒再
生に用いるべきリッチ燃焼気筒6からの排気ガス12
が、各リーン燃焼気筒1〜5からの希薄燃焼による酸素
濃度の高い排気ガス12とターボチャージャ29のター
ビン29bで混ざり易くなってNOx吸蔵還元触媒15
の再生効率が低下する懸念があるので、図5に第四の形
態例として示すように、排気管14におけるタービン2
9bより下流側にリッチ燃焼気筒6からの排気ガス12
を導くように構成することが好ましい。
生に用いるべきリッチ燃焼気筒6からの排気ガス12
が、各リーン燃焼気筒1〜5からの希薄燃焼による酸素
濃度の高い排気ガス12とターボチャージャ29のター
ビン29bで混ざり易くなってNOx吸蔵還元触媒15
の再生効率が低下する懸念があるので、図5に第四の形
態例として示すように、排気管14におけるタービン2
9bより下流側にリッチ燃焼気筒6からの排気ガス12
を導くように構成することが好ましい。
【0044】尚、以上に説明した第一〜第四の形態例で
は、何れもリッチ燃焼気筒6を第六気筒[#6]のみで
構成した例となっているが、リッチ燃焼気筒6を2気筒
以上で構成することも勿論可能であり、そのようにする
場合には、排気タイミングが連続する気筒同士をリッチ
燃焼気筒としてエキゾーストマニホールドを介し同じ吸
気管でNOx吸蔵還元触媒15に導くようにしたり、或
いは、エンジン10の1サイクルを略等分するような間
隔で排気タイミングとなる気筒同士をリッチ燃焼気筒と
して気筒別に独立した排気管によりNOx吸蔵還元触媒
15に導くようにしたりすると良い。
は、何れもリッチ燃焼気筒6を第六気筒[#6]のみで
構成した例となっているが、リッチ燃焼気筒6を2気筒
以上で構成することも勿論可能であり、そのようにする
場合には、排気タイミングが連続する気筒同士をリッチ
燃焼気筒としてエキゾーストマニホールドを介し同じ吸
気管でNOx吸蔵還元触媒15に導くようにしたり、或
いは、エンジン10の1サイクルを略等分するような間
隔で排気タイミングとなる気筒同士をリッチ燃焼気筒と
して気筒別に独立した排気管によりNOx吸蔵還元触媒
15に導くようにしたりすると良い。
【0045】また、図6は本発明の第五の形態例を示す
もので、本形態例においては、第一気筒[#1]〜第三
気筒[#3]までを、理論空燃比より大きい空燃比で希
薄燃焼が行われるリーン燃焼気筒31〜33とし、残り
の第四気筒[#4]〜第六気筒[#6]までを、理論空
燃比より小さい空燃比で希薄燃焼が行われるリッチ燃焼
気筒34〜36としてグループ分けしており、しかも、
NOx吸蔵還元触媒15を並列に対で設け、両NOx吸蔵
還元触媒15に対しリーン燃焼気筒31〜33からの排
気ガス12とリッチ燃焼気筒34〜36からの排気ガス
12とを交互に流路を切り替えて導入し得るように排気
通路を構成している。
もので、本形態例においては、第一気筒[#1]〜第三
気筒[#3]までを、理論空燃比より大きい空燃比で希
薄燃焼が行われるリーン燃焼気筒31〜33とし、残り
の第四気筒[#4]〜第六気筒[#6]までを、理論空
燃比より小さい空燃比で希薄燃焼が行われるリッチ燃焼
気筒34〜36としてグループ分けしており、しかも、
NOx吸蔵還元触媒15を並列に対で設け、両NOx吸蔵
還元触媒15に対しリーン燃焼気筒31〜33からの排
気ガス12とリッチ燃焼気筒34〜36からの排気ガス
12とを交互に流路を切り替えて導入し得るように排気
通路を構成している。
【0046】即ち、図示するように、前記リーン燃焼気
筒31〜33と一方のNOx吸蔵還元触媒15とがエキ
ゾーストマニホールド13及び排気管14を介し接続さ
れ、前記リッチ燃焼気筒34〜36と他方のNOx吸蔵
還元触媒15とがエキゾーストマニホールド13’及び
排気管14’を介して接続されていると共に、前記各排
気管14,14’の相互が各々のNOx吸蔵還元触媒1
5より上流側となる位置で枝管14x,14yを介し連
絡されており、流路切替バルブ37,38,39,40
の夫々を開閉操作することにより流路を切り替えて排気
管14,14’の排気ガス12を何れのNOx吸蔵還元
触媒15に対しても導入し得るようにしてある。
筒31〜33と一方のNOx吸蔵還元触媒15とがエキ
ゾーストマニホールド13及び排気管14を介し接続さ
れ、前記リッチ燃焼気筒34〜36と他方のNOx吸蔵
還元触媒15とがエキゾーストマニホールド13’及び
排気管14’を介して接続されていると共に、前記各排
気管14,14’の相互が各々のNOx吸蔵還元触媒1
5より上流側となる位置で枝管14x,14yを介し連
絡されており、流路切替バルブ37,38,39,40
の夫々を開閉操作することにより流路を切り替えて排気
管14,14’の排気ガス12を何れのNOx吸蔵還元
触媒15に対しても導入し得るようにしてある。
【0047】そして、各排気管14,14’は、各々の
NOx吸蔵還元触媒15より下流側となる位置で一つの
排気管14”となってマフラ28に接続されるようにな
っている。
NOx吸蔵還元触媒15より下流側となる位置で一つの
排気管14”となってマフラ28に接続されるようにな
っている。
【0048】尚、エアクリーナ7から空気8を導く吸気
管9は、前述した図1の場合と同様に二股状に分岐され
ており、その一方の分岐端がリーン燃焼気筒31〜33
に対しインテークマニホールド11を介して接続され、
前記吸気管9の他方の分岐端がインテークマニホールド
11’を介してリッチ燃焼気筒34〜36に対し接続さ
れていると共に、リッチ燃焼気筒34〜36の入側の吸
気管9と、リッチ燃焼気筒34〜36の出側の排気管1
4’との間が、水冷式のEGRクーラ16及びEGRバ
ルブ17を装備したEGRパイプ18により接続されて
いる。
管9は、前述した図1の場合と同様に二股状に分岐され
ており、その一方の分岐端がリーン燃焼気筒31〜33
に対しインテークマニホールド11を介して接続され、
前記吸気管9の他方の分岐端がインテークマニホールド
11’を介してリッチ燃焼気筒34〜36に対し接続さ
れていると共に、リッチ燃焼気筒34〜36の入側の吸
気管9と、リッチ燃焼気筒34〜36の出側の排気管1
4’との間が、水冷式のEGRクーラ16及びEGRバ
ルブ17を装備したEGRパイプ18により接続されて
いる。
【0049】このように構成した排気浄化装置によれ
ば、例えば、流路切替バルブ37,39を閉じ且つ流路
切替バルブ38,40を開けて、リーン燃焼気筒31〜
33からの排気ガス12を図中左側の一方のNOx吸蔵
還元触媒15に導入し、リッチ燃焼気筒34〜36から
の排気ガス12を図中右側の他方のNOx吸蔵還元触媒
15に導入すると、一方のNOx吸蔵還元触媒15にて
リーン燃焼気筒31〜33からの排気ガス12に対しN
Oxの除去を行っている間に、他方のNOx吸蔵還元触媒
15をリッチ燃焼気筒34〜36からの排気ガス12に
より再生させることが可能となる。
ば、例えば、流路切替バルブ37,39を閉じ且つ流路
切替バルブ38,40を開けて、リーン燃焼気筒31〜
33からの排気ガス12を図中左側の一方のNOx吸蔵
還元触媒15に導入し、リッチ燃焼気筒34〜36から
の排気ガス12を図中右側の他方のNOx吸蔵還元触媒
15に導入すると、一方のNOx吸蔵還元触媒15にて
リーン燃焼気筒31〜33からの排気ガス12に対しN
Oxの除去を行っている間に、他方のNOx吸蔵還元触媒
15をリッチ燃焼気筒34〜36からの排気ガス12に
より再生させることが可能となる。
【0050】また、他方のNOx吸蔵還元触媒15を完
全に再生し終えた後に、流路切替バルブ38,40を閉
じ且つ流路切替バルブ37,39を開けて、リーン燃焼
気筒31〜33からの排気ガス12を枝管14xを通し
図中右側の他方のNOx吸蔵還元触媒15に導入し、リ
ッチ燃焼気筒34〜36からの排気ガス12を枝管14
yを通し図中左側の一方のNOx吸蔵還元触媒15に導
入すると、他方のNOx吸蔵還元触媒15にてリーン燃
焼気筒31〜33からの排気ガス12に対しNOxの除
去を行っている間に、一方のNOx吸蔵還元触媒15を
リッチ燃焼気筒34〜36からの排気ガス12により再
生させることが可能となる。
全に再生し終えた後に、流路切替バルブ38,40を閉
じ且つ流路切替バルブ37,39を開けて、リーン燃焼
気筒31〜33からの排気ガス12を枝管14xを通し
図中右側の他方のNOx吸蔵還元触媒15に導入し、リ
ッチ燃焼気筒34〜36からの排気ガス12を枝管14
yを通し図中左側の一方のNOx吸蔵還元触媒15に導
入すると、他方のNOx吸蔵還元触媒15にてリーン燃
焼気筒31〜33からの排気ガス12に対しNOxの除
去を行っている間に、一方のNOx吸蔵還元触媒15を
リッチ燃焼気筒34〜36からの排気ガス12により再
生させることが可能となる。
【0051】従って、この第五の形態例では、並列に対
で設けたNOx吸蔵還元触媒15をバッチ処理により交
互に再生することができるので、再生する側のNOx吸
蔵還元触媒15を完全に還元性雰囲気に切り替えた状態
とし且つ十分な反応時間をかけて確実に再生することが
できる。
で設けたNOx吸蔵還元触媒15をバッチ処理により交
互に再生することができるので、再生する側のNOx吸
蔵還元触媒15を完全に還元性雰囲気に切り替えた状態
とし且つ十分な反応時間をかけて確実に再生することが
できる。
【0052】ここで、本形態例に関し補足説明しておく
と、並列に対で設けたNOx吸蔵還元触媒15をバッチ
処理により交互に再生する方式では、気筒を半分ずつに
グループ分けしてバランスの良いバッチ処理が行えるよ
うに考慮する必要があるが、バッチ処理による再生の場
合には十分な反応時間を確保することができるので、リ
ッチ燃焼気筒34〜36におけるリッチ燃焼の空燃比の
設定は、理論空燃比より僅かに小さいという程度のリッ
チ度合の浅い空燃比で済み、リーン燃焼気筒31〜33
側で得た希薄燃焼による燃費の向上分をリッチ燃焼気筒
34〜36側のリッチ燃焼で相殺してしまうような不具
合を回避することができる。
と、並列に対で設けたNOx吸蔵還元触媒15をバッチ
処理により交互に再生する方式では、気筒を半分ずつに
グループ分けしてバランスの良いバッチ処理が行えるよ
うに考慮する必要があるが、バッチ処理による再生の場
合には十分な反応時間を確保することができるので、リ
ッチ燃焼気筒34〜36におけるリッチ燃焼の空燃比の
設定は、理論空燃比より僅かに小さいという程度のリッ
チ度合の浅い空燃比で済み、リーン燃焼気筒31〜33
側で得た希薄燃焼による燃費の向上分をリッチ燃焼気筒
34〜36側のリッチ燃焼で相殺してしまうような不具
合を回避することができる。
【0053】尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態
例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
【0054】
【発明の効果】上記した本発明の排気浄化装置によれ
ば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
ば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【0055】(I)本発明の請求項1に記載の発明によ
れば、リーン燃焼気筒にて希薄燃焼を行わせて大幅な燃
費の向上を図りつつ、一部のリッチ燃焼気筒から排出さ
れる排気ガスを利用してNOx吸蔵還元触媒を良好に再
生することができるので、NOx吸蔵還元触媒を使用し
た排気浄化装置の実用性を従来より大幅に向上すること
ができる。
れば、リーン燃焼気筒にて希薄燃焼を行わせて大幅な燃
費の向上を図りつつ、一部のリッチ燃焼気筒から排出さ
れる排気ガスを利用してNOx吸蔵還元触媒を良好に再
生することができるので、NOx吸蔵還元触媒を使用し
た排気浄化装置の実用性を従来より大幅に向上すること
ができる。
【0056】(II)本発明の請求項1に記載の発明に
よれば、リッチ燃焼気筒からの排気ガスを極めて短い間
隔で間欠的にNOx吸蔵還元触媒に導入させることがで
きるので、NOx吸蔵還元触媒のNOx吸蔵と再生とを極
めて短いサイクルで切り替えることができ、NOx吸蔵
還元触媒に多量のNOxが吸蔵されてNOx低減効果が低
下してしまう前にNOx吸蔵還元触媒を速やかに再生し
得てNOx低減効果を高く維持することができる結果、
NOx吸蔵還元触媒によるNOx低減性能の向上と触媒容
量の低減化を図ることができる。
よれば、リッチ燃焼気筒からの排気ガスを極めて短い間
隔で間欠的にNOx吸蔵還元触媒に導入させることがで
きるので、NOx吸蔵還元触媒のNOx吸蔵と再生とを極
めて短いサイクルで切り替えることができ、NOx吸蔵
還元触媒に多量のNOxが吸蔵されてNOx低減効果が低
下してしまう前にNOx吸蔵還元触媒を速やかに再生し
得てNOx低減効果を高く維持することができる結果、
NOx吸蔵還元触媒によるNOx低減性能の向上と触媒容
量の低減化を図ることができる。
【0057】(III)本発明の請求項2に記載の発明
によれば、EGRパイプを通し排気ガスの一部をリッチ
燃焼気筒の吸気側へ再循環することにより容易にリッチ
燃焼を行わせることができ、しかも、EGRパイプを適
宜に閉塞することによりリッチ燃焼気筒でリーン燃焼気
筒と同様の希薄燃焼を行わせるように切り替えることも
できる。
によれば、EGRパイプを通し排気ガスの一部をリッチ
燃焼気筒の吸気側へ再循環することにより容易にリッチ
燃焼を行わせることができ、しかも、EGRパイプを適
宜に閉塞することによりリッチ燃焼気筒でリーン燃焼気
筒と同様の希薄燃焼を行わせるように切り替えることも
できる。
【0058】(IV)本発明の請求項3に記載の発明に
よれば、各気筒毎に自身の排気タイミングに応じてパル
ス状に排出される排気ガスをNOx吸蔵還元触媒に対し
個別に導入することができ、リーン燃焼気筒からの排気
ガスのパルスの合間に、リッチ燃焼気筒からの排気ガス
のパルスをNOx吸蔵還元触媒に導入して該NOx吸蔵還
元触媒を確実に還元性雰囲気に切り替えることができる
ので、NOx吸蔵還元触媒の再生効率を一層向上するこ
とができる。
よれば、各気筒毎に自身の排気タイミングに応じてパル
ス状に排出される排気ガスをNOx吸蔵還元触媒に対し
個別に導入することができ、リーン燃焼気筒からの排気
ガスのパルスの合間に、リッチ燃焼気筒からの排気ガス
のパルスをNOx吸蔵還元触媒に導入して該NOx吸蔵還
元触媒を確実に還元性雰囲気に切り替えることができる
ので、NOx吸蔵還元触媒の再生効率を一層向上するこ
とができる。
【0059】(V)本発明の請求項4に記載の発明によ
れば、リッチ燃焼気筒からの排気ガスを効率良くNOx
吸蔵還元触媒に導入し得て該NOx吸蔵還元触媒の一層
良好な再生を図ることができる。
れば、リッチ燃焼気筒からの排気ガスを効率良くNOx
吸蔵還元触媒に導入し得て該NOx吸蔵還元触媒の一層
良好な再生を図ることができる。
【0060】(VI)本発明の請求項5に記載の発明に
よれば、並列に対で設けたNOx吸蔵還元触媒をバッチ
処理により交互に再生することができるので、再生する
側のNOx吸蔵還元触媒を完全に還元性雰囲気に切り替
えた状態とし且つ十分な反応時間をかけて確実に再生す
ることができる。
よれば、並列に対で設けたNOx吸蔵還元触媒をバッチ
処理により交互に再生することができるので、再生する
側のNOx吸蔵還元触媒を完全に還元性雰囲気に切り替
えた状態とし且つ十分な反応時間をかけて確実に再生す
ることができる。
【図1】本発明の第一の形態例を示す概略図である。
【図2】第一の形態例に関するバルブ操作の制御系の一
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図3】本発明の第二の形態例を示す概略図である。
【図4】本発明の第三の形態例を示す概略図である。
【図5】本発明の第四の形態例を示す概略図である。
【図6】本発明の第五の形態例を示す概略図である。
1 リーン燃焼気筒 2 リーン燃焼気筒 3 リーン燃焼気筒 4 リーン燃焼気筒 5 リーン燃焼気筒 6 リッチ燃焼気筒 10 エンジン 12 排気ガス 13 エキゾーストマニホールド(排気通路) 13’ エキゾーストマニホールド(排気通路) 14 排気管(排気通路) 14’ 排気管(排気通路) 14” 排気管(排気通路) 14A 排気管(排気通路) 14B 排気管(排気通路) 14C 排気管(排気通路) 14D 排気管(排気通路) 14E 排気管(排気通路) 14F 排気管(排気通路) 14x 枝管(排気通路) 14y 枝管(排気通路) 15 NOx吸蔵還元触媒 18 EGRパイプ 31 リーン燃焼気筒 32 リーン燃焼気筒 33 リーン燃焼気筒 34 リッチ燃焼気筒 35 リッチ燃焼気筒 36 リッチ燃焼気筒
───────────────────────────────────────────────────── 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) F02B 75/18 F02B 75/18 G F02D 41/02 301 F02D 41/02 301H F02M 25/07 550 F02M 25/07 550B 550R 580 580A 580B (72)発明者 細谷 満 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日野 自動車株式会社内 (72)発明者 横田 治之 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日野 自動車株式会社内 (72)発明者 内田 登 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日野 自動車株式会社内 (72)発明者 平林 浩 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日野 自動車株式会社内 Fターム(参考) 3G062 AA03 AA05 AA06 BA02 BA04 BA06 CA06 ED08 GA04 GA05 GA06 GA21 3G091 AA10 AA11 AA12 AA13 AA18 AA28 AB06 AB09 BA07 BA14 BA33 BA36 CA13 CB02 CB06 CB07 DA01 DA02 DA04 DB10 EA01 EA03 EA07 EA18 FB10 FB12 FC02 HA11 HA18 HA39 HB02 HB03 HB05 3G301 HA02 HA11 HA13 HA15 HA18 HA19 JA02 LA07 MA01 NC02 NE13 NE15 PA17Z PD12Z PE01Z PF03Z
Claims (5)
- 【請求項1】 排気ガス中の酸素濃度が高い時にNOx
を酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し且つ排気ガス
中の酸素濃度が低い時に還元剤の介在によりNOxを分
解放出して還元浄化するNOx吸蔵還元触媒を排気通路
に備えた排気浄化装置であって、エンジンの各気筒をリ
ーン燃焼気筒とリッチ燃焼気筒の二種類にグループ分け
し、リーン燃焼気筒から排出された排気ガスをNOx吸
蔵還元触媒に導入してNOxの除去を図り且つ該NOx吸
蔵還元触媒に対しリッチ燃焼気筒から排出された排気ガ
スを間欠的に導入して前記NOx吸蔵還元触媒の再生を
図り得るように構成したことを特徴とする排気浄化装
置。 - 【請求項2】 リッチ燃焼気筒から排出された排気ガス
の一部をリッチ燃焼気筒の吸気側へ再循環し得るように
EGRパイプが備えられていることを特徴とする請求項
1に記載の排気浄化装置。 - 【請求項3】 リーン燃焼気筒及びリッチ燃焼気筒から
排出された排気ガスを気筒別に独立した排気管を介して
NOx吸蔵還元触媒に導き得るように排気通路が構成さ
れていることを特徴とする請求項1又は2に記載の排気
浄化装置。 - 【請求項4】 リッチ燃焼気筒から気筒別に排気ガスを
導く排気管がNOx吸蔵還元触媒の入口部における中心
位置に接続され且つリーン燃焼気筒から気筒別に排気ガ
スを導く排気管が前記入口部の中心位置を取り囲むよう
に接続されていることを特徴とする請求項3に記載の排
気浄化装置。 - 【請求項5】 NOx吸蔵還元触媒を並列に対で設け、
両NOx吸蔵還元触媒に対しリーン燃焼気筒からの排気
ガスとリッチ燃焼気筒からの排気ガスとを交互に流路を
切り替えて導入し得るように排気通路が構成されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の排気浄化装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000118104A JP3462445B2 (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | 排気浄化装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000118104A JP3462445B2 (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | 排気浄化装置 |
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JP3462445B2 JP3462445B2 (ja) | 2003-11-05 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
2000
- 2000-04-19 JP JP2000118104A patent/JP3462445B2/ja not_active Expired - Fee Related
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