JP2001303936A - 排気浄化装置 - Google Patents

排気浄化装置

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JP2001303936A JP2000118104A JP2000118104A JP2001303936A JP 2001303936 A JP2001303936 A JP 2001303936A JP 2000118104 A JP2000118104 A JP 2000118104A JP 2000118104 A JP2000118104 A JP 2000118104A JP 2001303936 A JP2001303936 A JP 2001303936A
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Noboru Uchida
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【符号の説明】
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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
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