JP2003027928A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JP2003027928A
JP2003027928A JP2001216813A JP2001216813A JP2003027928A JP 2003027928 A JP2003027928 A JP 2003027928A JP 2001216813 A JP2001216813 A JP 2001216813A JP 2001216813 A JP2001216813 A JP 2001216813A JP 2003027928 A JP2003027928 A JP 2003027928A
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JP
Japan
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catalyst
passage
introduction region
air
exhaust
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Application number
JP2001216813A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokuaki Ono
徳昭 小野
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine capable of high-efficiently and reliably regenerating an occlusion type NOx catalyst as the size of a device is reduced by using a combustion heater, and, also capable of enabling improvement of catalyst durability performance. SOLUTION: The occlusion type NOx catalyst (24) is rotated by a catalyst rotating means (34), a space situated upper stream of the occlusion type NOx catalyst is partitioned centering around the central axis of the occlusion type NOx catalyst to form a first introduction region (27) and a second introduction region (28). High temperature combustion gas is supplied to the first introduction region from a combustion type heater (40) through a first passage (43), and low temperature combustion gas is supplied to the second introduction region through a second passage (42).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に係り、詳しくは、吸蔵型NOx触媒の効率化を
図る技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust purification system for an internal combustion engine, and more particularly to a technique for improving the efficiency of a storage type NOx catalyst.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】バス、トラック等に搭載されるデ
ィーゼルエンジンから排出される排ガスには、HC、C
O、パティキュレートマター(PMと略す)の他、窒素
酸化物たるNOxが含まれている。そこで、ディーゼル
エンジンを搭載した車両においても、NOx触媒を搭載
することが考えられている。
[Related Background Art] Exhaust gas emitted from diesel engines mounted on buses, trucks, etc., contains HC and C
In addition to O and particulate matter (abbreviated as PM), NOx which is a nitrogen oxide is contained. Therefore, it is considered to mount the NOx catalyst even in the vehicle equipped with the diesel engine.

【0003】NOx触媒には、選択還元型NOx触媒と吸
蔵型NOx触媒とが知られており、最近では、ディーゼ
ルエンジンを搭載した車両においても、リーン雰囲気と
なる通常運転中にNOxを吸蔵し、その後一定期間排気
通路内に未燃物を供給する等して触媒近傍にリッチ雰囲
気を生成し、吸蔵されたNOxを還元剤たる未燃物で還
元除去して触媒を再生(NOxパージ)する構成の吸蔵
型NOx触媒が多用されつつある。
As NOx catalysts, selective reduction type NOx catalysts and occlusion type NOx catalysts are known. Recently, even vehicles equipped with a diesel engine store NOx during normal operation in a lean atmosphere, After that, a rich atmosphere is generated in the vicinity of the catalyst by supplying unburned matter into the exhaust passage for a certain period of time, and the stored NOx is reduced and removed by the unburned matter as a reducing agent to regenerate the catalyst (NOx purge). These storage-type NOx catalysts are being widely used.

【0004】例えば、特開2000−186531号公
報等には、吸蔵型NOx触媒にNOxを吸蔵させた後、燃
焼式ヒータから排出される燃焼ガス中のHC、CO等を
還元剤として使用して吸蔵型NOx触媒を再生する構成
の装置が開示されている。
For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-186531, after NOx is stored in a storage type NOx catalyst, HC, CO, etc. in a combustion gas discharged from a combustion type heater are used as a reducing agent. An apparatus configured to regenerate an occlusion type NOx catalyst is disclosed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
開示される燃焼式ヒータは、本来車室内の暖房用として
使用されるものである。従って、当該燃焼式ヒータで
は、暖房用の媒体(水等)と熱交換された後の燃焼ガス
が吸蔵型NOx触媒に供給されることになり、吸蔵型N
Ox触媒の再生に際してそれほど高温の燃焼ガスを供給
できず(370℃程度)、NOx浄化効率を安定して高
く維持することができないという問題がある。
By the way, the combustion type heater disclosed in the above publication is originally used for heating the interior of a vehicle. Therefore, in the combustion type heater, the combustion gas that has undergone heat exchange with the heating medium (water or the like) is supplied to the occlusion type NOx catalyst, and the occlusion type Nx catalyst.
When regenerating the Ox catalyst, it is not possible to supply combustion gas at such a high temperature (about 370 ° C.), and there is a problem that the NOx purification efficiency cannot be stably maintained high.

【0006】また、吸蔵型NOx触媒では、NOxととも
にSOxも吸蔵されることが知られており(S被毒)、
このSOxは高温雰囲気でなければ還元除去できず、燃
焼式ヒータから排出される燃焼ガスの温度が低いと、S
Oxを十分に除去できず、NOx浄化効率の低下を招くと
いう問題もある。この場合、燃焼式ヒータの発熱量を増
加させるよう燃焼を制御すればよいが、発熱量を増加さ
せるためには燃焼式ヒータを大型化し燃料消費量を増加
せざるを得ず、好ましいことではない。
Further, it is known that SOx is stored together with NOx in the storage type NOx catalyst (S poisoning),
This SOx cannot be reduced and removed unless it is in a high temperature atmosphere, and if the temperature of the combustion gas discharged from the combustion heater is low, S
There is also a problem that Ox cannot be removed sufficiently and the NOx purification efficiency is lowered. In this case, the combustion may be controlled so as to increase the heat generation amount of the combustion type heater, but in order to increase the heat generation amount, the combustion type heater must be increased in size and the fuel consumption amount must be increased, which is not preferable. .

【0007】そこで、高温の燃焼ガスを熱交換なく取り
出し可能に構成した燃焼式ヒータが特開2000−26
5826号公報等に開示されている。しかしながら、当
該公報に開示の燃焼式ヒータでは、高温の燃焼ガスをエ
ンジンからの排ガスに混入させるようにしており、排気
温度如何では吸蔵型NOx触媒に供給される燃焼ガスを
高温に維持することができない。この際、排気温度に応
じて燃焼式ヒータの燃焼ガス温度を制御しようとして
も、燃焼式ヒータの応答性が悪く制御は困難といわざる
を得ない。
Therefore, a combustion-type heater constructed so that high-temperature combustion gas can be taken out without heat exchange is disclosed in JP-A-2000-26.
No. 5826 is disclosed. However, in the combustion heater disclosed in the publication, a high temperature combustion gas is mixed with the exhaust gas from the engine, and the combustion gas supplied to the storage type NOx catalyst can be maintained at a high temperature depending on the exhaust temperature. Can not. At this time, even if an attempt is made to control the combustion gas temperature of the combustion heater according to the exhaust gas temperature, the response of the combustion heater is poor and control is difficult.

【0008】また、ディーゼルエンジンでは吸入空気量
が多く、もともとNOxを生成し易い上に、バス、トラ
ック等に搭載されるディーゼルエンジンは大型であるこ
とから、NOxを十分に処理するためには大型の吸蔵型
NOx触媒が必要であり、このような大型の吸蔵型NOx
触媒を再生しようとした場合には、触媒雰囲気をリッチ
雰囲気とするために大量の還元剤を必要とする。従っ
て、上記公報に開示されるように、このような大量の還
元剤を一度に生成する場合には、上記燃焼式ヒータをや
はり大型化せざるを得ず、コストアップ、車両の大型化
に繋がり好ましいものではない。
[0008] Further, since a diesel engine has a large intake air amount and is easy to generate NOx originally, and a diesel engine mounted on a bus, a truck, etc. is large in size, it is large in order to sufficiently process NOx. This type of large-scale storage NOx catalyst is required.
When trying to regenerate the catalyst, a large amount of reducing agent is required to make the catalyst atmosphere a rich atmosphere. Therefore, as disclosed in the above publication, when such a large amount of reducing agent is generated at one time, the combustion heater is inevitably increased in size, leading to cost increase and vehicle size increase. Not preferred.

【0009】また、吸蔵型NOx触媒の再生時、吸蔵さ
れていたNOxは一旦放出されてから還元反応すること
が確認されており、出願人の実験によれば、吸蔵型NO
x触媒の再生時には、さらに、図9に示すように、吸蔵
されていたNOxは再生開始直後の短時間に急激に放出
され、その後再生が完了するまではそれほど多く放出さ
れないという特性を示すことが確認されている。従っ
て、吸蔵型NOx触媒の再生時には、再生開始直後の短
時間に多量の還元剤を供給することが要求される。しか
しながら、燃焼式ヒータは着火に時間がかかるために上
述の如く応答性が悪く、吸蔵型NOx触媒の再生開始と
ともに安定して還元剤を供給することが困難という問題
がある。また、燃焼式ヒータを触媒再生前に予め作動さ
せておくことはエネルギ効率の低下に繋がり好ましいこ
とではない。
Further, it has been confirmed that when the storage type NOx catalyst is regenerated, the stored NOx is once released and then undergoes a reduction reaction.
Further, during regeneration of the x catalyst, as shown in FIG. 9, there is a characteristic that the stored NOx is rapidly released in a short time immediately after the start of regeneration and is not released so much until the regeneration is completed. It has been confirmed. Therefore, when regenerating the storage type NOx catalyst, it is required to supply a large amount of reducing agent in a short time immediately after the regeneration is started. However, since the combustion heater takes a long time to ignite, the responsiveness is poor as described above, and there is a problem that it is difficult to stably supply the reducing agent when the regeneration of the occlusion type NOx catalyst is started. Further, it is not preferable to operate the combustion heater in advance before regenerating the catalyst because it leads to a reduction in energy efficiency.

【0010】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、燃焼式ヒ
ータを用い、装置の小型化を図りながら吸蔵型NOx触
媒を効率よく確実に再生でき、触媒耐久性能の向上を図
ることの可能な内燃機関の排気浄化装置を提供すること
にある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to use a combustion heater to efficiently and surely store an occlusion type NOx catalyst while downsizing the apparatus. An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can be regenerated and can improve catalyst durability performance.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項1の発明では、内燃機関の排気通路に介
装され、排ガスの流通する貫通孔が排気通路の軸線に沿
い複数形成された吸蔵型NOx触媒と、前記吸蔵型NOx
触媒を前記排気通路の軸線に平行な中心軸線回りに回転
させる触媒回転手段と、前記吸蔵型NOx触媒の導入領
域である上流空間を前記吸蔵型NOx触媒の中心軸線を
中心として放射状に仕切り、第1導入領域及び第2導入
領域を前記排気通路を流れる排ガスの主導入領域とは別
に独立に形成する導入領域仕切手段と、空気を導入して
燃料と混合し、該混合気を燃焼して還元剤を含む高温燃
焼ガスと低温燃焼ガスとを排出する燃焼式ヒータと、前
記燃焼式ヒータから排出された高温燃焼ガスを前記第1
導入領域に導く第1通路と、前記燃焼式ヒータから排出
され、前記高温燃焼ガスよりも低温の低温燃焼ガスを前
記第2導入領域に導く第2通路とを備えたことを特徴と
している。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the invention of claim 1, a plurality of through holes, which are interposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and through which exhaust gas flows, are formed along the axis of the exhaust passage. Storage type NOx catalyst and the storage type NOx
A catalyst rotating means for rotating the catalyst around a central axis parallel to the axis of the exhaust passage, and an upstream space, which is an introduction region of the occlusion type NOx catalyst, is radially partitioned around the central axis of the occlusion type NOx catalyst, Introduction area partition means for forming the first introduction area and the second introduction area independently of the main introduction area of the exhaust gas flowing through the exhaust passage, and air is introduced to mix with the fuel, and the mixture is burned and reduced. A combustion type heater for discharging a high temperature combustion gas containing a chemical and a low temperature combustion gas; and a high temperature combustion gas discharged from the combustion type heater for the first
It is characterized in that it is provided with a first passage leading to the introduction region and a second passage leading to the second introduction region the low temperature combustion gas discharged from the combustion heater and having a temperature lower than the high temperature combustion gas.

【0012】これにより、排気通路を流れる排ガスは、
主導入領域(第1及び第2導入領域以外の導入領域)か
ら吸蔵型NOx触媒に導入されて貫通孔を通り、排ガス
中のNOxが吸蔵型NOx触媒に吸蔵されるが、吸蔵型N
Ox触媒が回転して第1導入領域から燃焼式ヒータによ
り生成された還元剤を含む高温(例えば、700℃)の
燃焼ガスが導入されると、吸蔵型NOx触媒に吸蔵され
たNOxとともにSOxが良好に還元除去される。そし
て、吸蔵型NOx触媒がさらに回転すると、第2導入領
域から還元剤を含む低温(例えば、370℃)の燃焼ガ
スが導入され、NOxの還元除去が継続的に実施され
る。
As a result, the exhaust gas flowing through the exhaust passage is
Although the NOx in the exhaust gas is introduced from the main introduction region (the introduction region other than the first and second introduction regions) into the occlusion type NOx catalyst and passes through the through-holes, the occlusion type NOx catalyst absorbs NOx.
When the Ox catalyst rotates and a high-temperature (for example, 700 ° C.) combustion gas containing a reducing agent generated by the combustion heater is introduced from the first introduction region, SOx is generated together with NOx stored in the storage-type NOx catalyst. It is reduced and removed well. Then, when the storage type NOx catalyst further rotates, low-temperature (for example, 370 ° C.) combustion gas containing a reducing agent is introduced from the second introduction region, and NOx reduction and removal is continuously performed.

【0013】即ち、当該請求項1の発明によれば、吸蔵
型NOx触媒を回転させ、第1導入領域から還元剤を含
む高温燃焼ガスを導入し、第2導入領域から還元剤を含
む低温燃焼ガスを導入することになるので、部分的に見
れば一定の周期で連続的に、全体として見れば常時NO
xの吸蔵と還元除去及びSOxの還元除去を同時に並行し
て実施し、つまり少しずつ小刻みにNOxの吸蔵と還元
除去及びSOxの還元除去を繰り返すようにして吸蔵型
NOx触媒自体の小型化を図りながら、また、燃焼ガス
を常時連続して供給するものの一回の再生で放出される
NOx量やSOx量は少なく、故に全体として燃焼ガスの
量を少なく抑えて燃焼式ヒータの小型化をも図りなが
ら、簡単な構成にして還元剤を含む低温燃焼ガスととも
に還元剤を含む高温燃焼ガスをそれぞれ一定期間直接吸
蔵型NOx触媒に供給し、複雑な空燃比制御を実施する
こともなく、効率よく確実にNOx及びSOxを還元除去
して吸蔵型NOx触媒の再生を図り、触媒耐久性能の向
上を図ることが可能とされる。
That is, according to the invention of claim 1, the occlusion type NOx catalyst is rotated, the high temperature combustion gas containing the reducing agent is introduced from the first introduction region, and the low temperature combustion containing the reducing agent is introduced from the second introduction region. Since gas is introduced, it is continuously NO at a fixed cycle when viewed partially, and always NO when viewed as a whole.
The NOx storage and reduction / removal and SOx reduction / removal are simultaneously performed in parallel, that is, the NOx storage / reduction / removal and SOx reduction / removal are repeated little by little to miniaturize the storage-type NOx catalyst itself. However, the amount of NOx and SOx released during one regeneration of the combustion gas that is always supplied continuously is small. Therefore, the amount of the combustion gas is suppressed to be small as a whole, and the combustion heater is downsized. However, with a simple structure, the low-temperature combustion gas containing the reducing agent and the high-temperature combustion gas containing the reducing agent are directly supplied to the NOx catalyst for a certain period of time directly, without performing complicated air-fuel ratio control and efficiently and reliably. Thus, NOx and SOx can be reduced and removed to regenerate the occlusion type NOx catalyst to improve the catalyst durability performance.

【0014】また、請求項2の発明では、前記導入領域
仕切手段は、前記第1導入領域を前記第2導入領域より
も前記吸蔵型NOx触媒の回転方向上流側に該第2導入
領域に隣接して形成するとともに、前記第2導入領域を
前記第1導入領域よりも広範囲とすることを特徴として
いる。これにより、吸蔵型NOx触媒が回転して第1導
入領域から燃焼式ヒータにより生成された還元剤を含む
高温燃焼ガスが導入されると、吸蔵型NOx触媒に吸蔵
されたNOxとともにSOxが良好に還元除去される。N
Oxに関していえば、図9に示したように、吸蔵型NOx
触媒に吸蔵されていたNOxが急激に放出されるもの
の、還元剤を含む高温燃焼ガスによって良好に還元除去
される。そして、吸蔵型NOx触媒がさらに回転する
と、引き続き第2導入領域から還元剤を含む低温燃焼ガ
スが吸蔵型NOx触媒に導入され、第2導入領域の範囲
は第1導入領域よりも広範囲であるので、この間、還元
されずに残ったNOxが十分に還元除去される。
Further, in the invention of claim 2, the introduction area partition means adjoins the first introduction area to the second introduction area on the upstream side in the rotation direction of the storage type NOx catalyst with respect to the second introduction area. And the second introduction region is wider than the first introduction region. As a result, when the storage-type NOx catalyst rotates and the high-temperature combustion gas containing the reducing agent generated by the combustion heater is introduced from the first introduction region, SOx is improved together with the NOx stored in the storage-type NOx catalyst. It is reduced and removed. N
As for Ox, as shown in FIG. 9, storage type NOx
Although the NOx stored in the catalyst is rapidly released, it is well reduced and removed by the high temperature combustion gas containing the reducing agent. Then, when the storage-type NOx catalyst further rotates, the low-temperature combustion gas containing the reducing agent is continuously introduced into the storage-type NOx catalyst from the second introduction region, and the range of the second introduction region is wider than that of the first introduction region. During this period, NOx remaining without being reduced is sufficiently reduced and removed.

【0015】即ち、当該請求項2の発明によれば、吸蔵
型NOx触媒自体の小型化と燃焼式ヒータの小型化を図
りながら、簡単な構成にして還元剤を含む高温燃焼ガス
と低温燃焼ガスとを適切なタイミングで供給し、複雑な
空燃比制御を実施することもなく、効率よく確実にNO
x及びSOxを還元除去して吸蔵型NOx触媒の再生を図
り、触媒耐久性能の向上を図ることが可能とされる。
That is, according to the second aspect of the present invention, while reducing the size of the occlusion type NOx catalyst itself and the size of the combustion heater, the high temperature combustion gas and the low temperature combustion gas containing the reducing agent are made simple in structure. And NO are supplied at appropriate timing, and NO is efficiently and surely performed without performing complicated air-fuel ratio control.
By reducing and removing x and SOx, the occlusion type NOx catalyst can be regenerated and the catalyst durability performance can be improved.

【0016】また、請求項3の発明では、前記燃焼式ヒ
ータは、内燃機関の吸気系から空気を導入し、燃料量一
定のもとに該内燃機関の吸気系からの空気導入量を制御
して前記還元剤を含む燃焼ガスを生成することを特徴と
している。これにより、吸蔵型NOx触媒の再生に必要
なCO、HC等の還元剤を容易にして効率的に供給可能
であるとともに、燃焼式ヒータで使用する空気を内燃機
関の吸気系から導くことで、エアフィルタ等の付帯装置
を共用化して装置の簡略化が図られる。
Further, in the invention of claim 3, the combustion heater introduces air from the intake system of the internal combustion engine and controls the amount of air introduced from the intake system of the internal combustion engine under a constant fuel amount. And a combustion gas containing the reducing agent is generated. This makes it possible to easily and efficiently supply the reducing agents such as CO and HC necessary for the regeneration of the storage type NOx catalyst, and at the same time, to introduce the air used by the combustion heater from the intake system of the internal combustion engine, The auxiliary device such as an air filter can be commonly used to simplify the device.

【0017】また、請求項4の発明では、第2通路に空
気を導入する空気供給通路と、該空気供給通路に設けら
れた開閉弁と、該開閉弁を制御する開閉弁制御手段とを
備え、該開閉弁制御手段は、前記第2導入領域に導入さ
れる燃焼ガスの空燃比が理論空燃比近傍となるよう前記
開閉弁を制御し空気導入量を調節することを特徴として
いる。
Further, according to the invention of claim 4, there is provided an air supply passage for introducing air into the second passage, an opening / closing valve provided in the air supply passage, and an opening / closing valve control means for controlling the opening / closing valve. The on-off valve control means controls the on-off valve so that the air-fuel ratio of the combustion gas introduced into the second introduction region becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio, and adjusts the air introduction amount.

【0018】これにより、図9に示したようにNOxが
急激に放出された後はNOxの放出量が低下するのであ
るが、これに合わせて第2導入領域から吸蔵型NOx触
媒に導入される還元剤が空気により希釈されて低温燃焼
ガスの空燃比が理論空燃比近傍に制御されることにな
り、NOxの放出量に対してCO、HC等の還元剤が必
要十分な適度な量とされ、即ち低温燃焼ガス中のCO、
HC等が略完全に還元反応に寄与することになり、余剰
となって大気中に排出されるCO、HC等の量が最小限
に抑えられる。
As a result, as shown in FIG. 9, after the NOx is rapidly released, the amount of NOx released is reduced, and in accordance with this, the NOx is introduced into the storage type NOx catalyst from the second introduction region. The reducing agent is diluted with air, and the air-fuel ratio of the low temperature combustion gas is controlled to be close to the stoichiometric air-fuel ratio, and the reducing agents such as CO and HC are required and adequate amounts with respect to the NOx emission amount. , That is, CO in the low temperature combustion gas,
Since HC and the like almost completely contribute to the reduction reaction, the amount of CO, HC and the like that are surplus and discharged into the atmosphere can be minimized.

【0019】また、請求項5の発明では、前記空気供給
通路は、前記排気通路から分岐する分岐通路であり、前
記開閉弁制御手段は、前記開閉弁を制御することにより
前記排気通路からの排気導入量を調節することを特徴と
している。これにより、第2導入領域から吸蔵型NOx
触媒に導入される還元剤を排ガス中の空気により希釈し
て低温燃焼ガスの空燃比を理論空燃比近傍に制御するこ
とにより、別途空気供給通路を設けた場合に必要となる
ファン、エアフィルタ等の付帯装置が不要となる。
Further, in the invention of claim 5, the air supply passage is a branch passage branched from the exhaust passage, and the on-off valve control means controls the on-off valve to exhaust the exhaust air from the exhaust passage. It is characterized by adjusting the amount introduced. As a result, the storage type NOx from the second introduction region
By diluting the reducing agent introduced into the catalyst with the air in the exhaust gas and controlling the air-fuel ratio of the low-temperature combustion gas to near the stoichiometric air-fuel ratio, a fan, air filter, etc. required when an additional air supply passage is provided No additional device is required.

【0020】また、請求項6の発明では、前記空気供給
通路との接続部の下流の前記第2通路には酸素センサが
設けられており、前記開閉弁制御手段は、該酸素センサ
からの情報に基づき前記開閉弁を制御することを特徴と
している。これにより、第2導入領域から吸蔵型NOx
触媒に導入される低温燃焼ガスの空燃比が適正に理論空
燃比近傍に制御されることになり、余剰となって大気中
に排出されるCO、HC等の量が常に最小限に抑えられ
る。
Further, according to the invention of claim 6, an oxygen sensor is provided in the second passage downstream of the connection portion with the air supply passage, and the on-off valve control means is provided with the information from the oxygen sensor. The on-off valve is controlled based on the above. As a result, the storage type NOx from the second introduction region
The air-fuel ratio of the low-temperature combustion gas introduced into the catalyst is properly controlled to be close to the stoichiometric air-fuel ratio, and the amount of surplus CO, HC, etc. discharged into the atmosphere is always minimized.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1は、排気浄化装置が装備され
たエンジン1の構成を概略的に示している。エンジン1
は例えばディーゼルエンジンからなり、このエンジン1
は直列4気筒型のシリンダレイアウトを有している。エ
ンジン1の吸気通路3にはターボチャージャ2が装備さ
れており、ここで過給された吸気はインタークーラ4を
介して吸気マニホールド6に流れ込む。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 schematically shows the structure of an engine 1 equipped with an exhaust gas purification device. Engine 1
Is a diesel engine, for example
Has an in-line 4-cylinder type cylinder layout. The intake passage 3 of the engine 1 is equipped with a turbocharger 2, and the supercharged intake air flows into the intake manifold 6 via the intercooler 4.

【0022】エンジン1の燃料供給系は例えばコモンレ
ールシステムからなり、このシステムにはコモンレール
8および気筒毎のインジェクタ10が含まれている。な
お、コモンレールシステムは公知であり、該コモンレー
ルシステムの構成の詳細についてはここでは説明を省略
する。エンジン1の各気筒の排気ポートは、排気マニホ
ールド16を介して1つに集合した排気管18に接続さ
れている。そして、排気マニホールド16にはEGR通
路13が接続されており、排ガスの一部はEGR通路1
3を通じて吸気系に還流される。EGR通路13にはE
GRクーラ15が介挿されており、またEGR通路13
にはEGRバルブ17が介装されている。
The fuel supply system of the engine 1 comprises, for example, a common rail system, and this system includes a common rail 8 and an injector 10 for each cylinder. The common rail system is publicly known, and the detailed description of the configuration of the common rail system is omitted here. The exhaust port of each cylinder of the engine 1 is connected to an exhaust pipe 18 which is integrated into one via an exhaust manifold 16. Then, the EGR passage 13 is connected to the exhaust manifold 16, and a part of the exhaust gas is removed from the EGR passage 1
It is returned to the intake system through 3. E in the EGR passage 13
The GR cooler 15 is inserted, and the EGR passage 13
An EGR valve 17 is installed in the.

【0023】排気管18には触媒ユニット20が接続さ
れており、この触媒ユニット20はケーシング22の内
部にNOx吸蔵型の触媒(吸蔵型NOx触媒)24が収
容されて構成されている。触媒24はシリンダ状に成型
された担体からなり、その内部には多数の排ガス流通路
(貫通孔)が形成されている。排ガス流通路は触媒24
の両端にて開口し、その導入口から出口までの間で軸線
方向に排ガスを流通させることができる。触媒24は担
体に触媒層を担持しており、個々の排ガス流通路の内面
に当該触媒層が露出して形成されている。担体として
は、例えば正方形セルや正六角形セルからなるモノリス
担体が使用される。
A catalyst unit 20 is connected to the exhaust pipe 18, and the catalyst unit 20 is constructed by housing a NOx storage type catalyst (storage type NOx catalyst) 24 inside a casing 22. The catalyst 24 is composed of a carrier shaped like a cylinder, and a large number of exhaust gas flow passages (through holes) are formed inside the carrier. The exhaust gas flow passage has a catalyst 24
The exhaust gas can be circulated in the axial direction between the inlet and the outlet of the opening. The catalyst 24 carries a catalyst layer on a carrier, and the catalyst layer is formed so as to be exposed on the inner surface of each exhaust gas flow passage. As the carrier, for example, a monolith carrier composed of square cells or regular hexagonal cells is used.

【0024】触媒24は、排気通路の軸線に平行な中心
軸線回りで回転自在にケーシング22に支持されてお
り、触媒24の外面とケーシング22の内面との間は気
密にシールされている。触媒24の外周にはリングギヤ
30が設けられており、このリングギヤ30にはドライ
ブピニオン32が噛み合わされている。ドライブピニオ
ン32は、例えば触媒24とともにケーシング22に収
容され、ケーシング22に回転自在に支持されている。
The catalyst 24 is rotatably supported by the casing 22 about a central axis parallel to the axis of the exhaust passage, and the outer surface of the catalyst 24 and the inner surface of the casing 22 are hermetically sealed. A ring gear 30 is provided on the outer periphery of the catalyst 24, and a drive pinion 32 is meshed with the ring gear 30. The drive pinion 32 is housed in the casing 22 together with the catalyst 24, for example, and is rotatably supported by the casing 22.

【0025】そして、触媒ユニット20に隣接して駆動
モータ(触媒回転手段)34が配設されており、この駆
動モータ34の出力軸はドライブピニオン32に結合さ
れている。駆動モータ34は、電子コントロールユニッ
ト(ECU)70から作動信号の供給を受けて作動し、
ドライブピニオン32を回転させる。これにより、触媒
24がケーシング22内にて中心軸線周りに一定回転速
度Ncで回転する。
A drive motor (catalyst rotating means) 34 is disposed adjacent to the catalyst unit 20, and the output shaft of the drive motor 34 is connected to the drive pinion 32. The drive motor 34 operates by receiving an operation signal from the electronic control unit (ECU) 70,
The drive pinion 32 is rotated. As a result, the catalyst 24 rotates in the casing 22 around the central axis at a constant rotation speed Nc.

【0026】図2を参照すると、図1のA−A線に沿う
触媒ユニット20の断面図が示されている。このよう
に、ケーシング22内の触媒24の上流空間は、触媒2
4の中心軸線から放射状に延びる仕切壁25によって区
画されており、当該上流空間には、排気管18を流れる
排ガスを触媒24に導く排ガス導入室(主導入領域)2
6とともに、扇状のリッチガス導入室(第1導入領域)
27及びストイキオガス導入室(第2導入領域)28が
それぞれ排ガス導入室26とは独立に形成されている
(導入領域仕切手段)。
Referring to FIG. 2, there is shown a sectional view of the catalyst unit 20 taken along the line AA of FIG. In this way, the upstream space of the catalyst 24 in the casing 22 is
An exhaust gas introduction chamber (main introduction region) 2 is defined by a partition wall 25 extending radially from the center axis of the exhaust gas 4, and the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 18 is guided to the catalyst 24 in the upstream space.
6 together with fan-shaped rich gas introduction chamber (first introduction region)
27 and a stoichio gas introduction chamber (second introduction region) 28 are formed independently of the exhaust gas introduction chamber 26 (introduction region partitioning means).

【0027】詳しくは、リッチガス導入室27がストイ
キオガス導入室28よりも触媒24の回転方向上流側に
当該ストイキオガス導入室28に隣接して形成されてお
り、ストイキオガス導入室28の範囲はリッチガス導入
室27よりも広範囲に設定されている。さらに、燃焼式
ヒータ40が設けられており、当該燃焼式ヒータ40
は、吸気マニホールド6から吸気管41を経て導入され
る空気と燃料とを燃焼させて熱を発生させるものであ
る。従って、本来、燃焼式ヒータ40は、例えば室内暖
房等の熱源として使用されるものである。しかしなが
ら、ここでは、当該燃焼式ヒータ40から排出される燃
焼ガスを有効に利用するようにしている。
More specifically, the rich gas introducing chamber 27 is formed upstream of the stoichio gas introducing chamber 28 in the rotational direction of the catalyst 24 and adjacent to the stoichio gas introducing chamber 28. The range of the stoichio gas introducing chamber 28 is the rich gas introducing chamber 27. Is set to a wider range than. Further, a combustion heater 40 is provided, and the combustion heater 40
Is for combusting air and fuel introduced from the intake manifold 6 through the intake pipe 41 to generate heat. Therefore, originally, the combustion heater 40 is used as a heat source for, for example, indoor heating. However, here, the combustion gas discharged from the combustion heater 40 is effectively used.

【0028】図3を参照すると、燃焼式ヒータ40の縦
断面図が示されており、同図に示すように、燃焼式ヒー
タ40は、燃焼室50の周りを水室52が覆うようにし
て構成されている。そして、燃焼室50には、吸気通路
41から吸入した空気が供給されるとともに、燃料管4
8から燃料が供給されるよう構成されている。詳しく
は、燃焼室50には、駆動モータ47で駆動するファン
46が設けられており、ECU70からの指令により駆
動モータ47が駆動しファン46が回転すると燃焼室5
0に空気が圧送される。そして、当該圧送された空気に
向け燃料管48から燃料が噴射され、ECU70からの
指令により点火栓(グロープラグまたは点火プラグ)5
4によって着火が行われると、燃焼室50において火炎
が生起され、これにより燃焼式ヒータ40が熱交換器と
して機能し、水室52内の水が加熱されて水管45を回
流する。水管45には例えば暖房機(図示せず)が介装
されている。なお、燃料管48には、図1に示すように
燃料弁49が介装されており、ECU70からの指令に
より当該燃料弁49が開閉されて燃料の流通と遮断とが
行われる。
Referring to FIG. 3, there is shown a vertical cross-sectional view of the combustion type heater 40. As shown in the figure, the combustion type heater 40 has a water chamber 52 surrounding a combustion chamber 50. It is configured. Then, the air sucked from the intake passage 41 is supplied to the combustion chamber 50, and the fuel pipe 4
8 is configured to supply fuel. Specifically, the combustion chamber 50 is provided with a fan 46 that is driven by a drive motor 47, and when the drive motor 47 is driven by the command from the ECU 70 and the fan 46 rotates, the combustion chamber 5
Air is pumped to zero. Then, fuel is injected from the fuel pipe 48 toward the pressure-fed air, and the spark plug (glow plug or spark plug) 5 is instructed by the ECU 70.
When ignition is performed by 4, the flame is generated in the combustion chamber 50, whereby the combustion heater 40 functions as a heat exchanger, the water in the water chamber 52 is heated, and the water pipe 45 is circulated. A heater (not shown), for example, is interposed in the water pipe 45. A fuel valve 49 is provided in the fuel pipe 48 as shown in FIG. 1, and the fuel valve 49 is opened / closed in response to a command from the ECU 70 to carry out the flow and cutoff of the fuel.

【0029】一方、燃焼室50において発生する燃焼ガ
スは、その一部が高温燃焼ガス通路(第1通路)43に
排出され、残りが低温燃焼ガス通路(第2通路)42に
排出される。このとき、低温燃焼ガス通路42に排出さ
れる燃焼ガスは、熱交換により水室52内の水に熱を奪
われることになるため、燃焼ガス温度は低温(例えば、
350℃程度)である。これに対し、高温燃焼ガス通路
43に排出される燃焼ガスは、高温燃焼ガス通路43が
水室52を突き抜ける構造であるため、水室52内の水
に殆ど熱を奪われることはなく、燃焼ガス温度は高温
(例えば、700℃程度)である。
On the other hand, a part of the combustion gas generated in the combustion chamber 50 is discharged to the high temperature combustion gas passage (first passage) 43, and the rest is discharged to the low temperature combustion gas passage (second passage) 42. At this time, the combustion gas discharged to the low-temperature combustion gas passage 42 is deprived of heat by the water in the water chamber 52 by heat exchange, so that the combustion gas temperature is low (for example,
About 350 ° C). On the other hand, the combustion gas discharged to the high-temperature combustion gas passage 43 has a structure in which the high-temperature combustion gas passage 43 penetrates the water chamber 52, so that the heat in the water in the water chamber 52 is scarcely taken away by the combustion gas. The gas temperature is high (for example, about 700 ° C.).

【0030】そして、図1に示すように、高温燃焼ガス
通路43は、触媒ユニット20の上記リッチガス導入室
(第1導入領域)27に接続されており、低温燃焼ガス
通路42は、上記ストイキオガス導入室(第2導入領
域)28に接続されている。つまり、リッチガス導入室
27には燃焼式ヒータ40からの高温燃焼ガスが供給さ
れ、ストイキオガス導入室28には燃焼式ヒータ40か
らの低温燃焼ガスが供給される。
As shown in FIG. 1, the high temperature combustion gas passage 43 is connected to the rich gas introduction chamber (first introduction region) 27 of the catalyst unit 20, and the low temperature combustion gas passage 42 is connected to the stoichio gas introduction. It is connected to the chamber (second introduction area) 28. That is, the high temperature combustion gas from the combustion heater 40 is supplied to the rich gas introduction chamber 27, and the low temperature combustion gas from the combustion heater 40 is supplied to the stoichio gas introduction chamber 28.

【0031】また、吸気通路41は、エンジン1の吸気
通路3に接続されている。そして、吸気通路41には電
磁式の吸気スロットル60が介装されており、ECU7
0からの指令に応じて当該吸気スロットル60の開度を
変化させることにより、燃料量一定のもと、燃焼式ヒー
タ40での燃焼空燃比を変更できる。即ち、吸気スロッ
トル60を調節することにより、燃焼空燃比を例えばリ
ッチ空燃比或いは理論空燃比(ストイキオ)とし、H
C、CO等の還元剤を多く含む燃焼ガスを高温燃焼ガス
通路43、低温燃焼ガス通路42を経てリッチガス導入
室27やストイキオガス導入室28にそれぞれ高温燃焼
ガス、低温燃焼ガスとして供給可能である。
The intake passage 41 is connected to the intake passage 3 of the engine 1. An electromagnetic intake throttle 60 is installed in the intake passage 41, and the ECU 7
By changing the opening degree of the intake throttle 60 according to a command from 0, the combustion air-fuel ratio in the combustion heater 40 can be changed under a constant fuel amount. That is, by adjusting the intake throttle 60, the combustion air-fuel ratio is set to, for example, the rich air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio (Stoichio), and H
Combustion gas containing a large amount of reducing agents such as C and CO can be supplied to the rich gas introduction chamber 27 and the stoichio gas introduction chamber 28 as the high temperature combustion gas and the low temperature combustion gas through the high temperature combustion gas passage 43 and the low temperature combustion gas passage 42, respectively.

【0032】なお、ここでは吸気通路41をエンジン1
の吸気通路3に接続したことで、エアフィルタ等の付帯
装置を共用化して装置の簡略化を図ることができるが、
吸気通路41を大気開放し、燃焼式ヒータ40で使用す
る空気を大気から直接導入するようにしてもよい。ま
た、低温燃焼ガス通路42には、排気管18から分岐し
て延びる分岐管路(空気供給通路、分岐通路)62が接
続されている。これにより、低温燃焼ガス通路42を経
てストイキオガス導入室28に供給されるリッチ空燃比
の低温燃焼ガスが、排ガス中の空気によって希釈され
る。そして、分岐管路62には電磁式の排気スロットル
(開閉弁)64が介装されており、当該排気スロットル
64の開度をECU70からの指令に応じて調節するこ
とで、低温燃焼ガスの希釈度合いを加減することが可能
である。
The intake passage 41 is connected to the engine 1 here.
By connecting to the intake passage 3 of the above, the auxiliary device such as an air filter can be shared and the device can be simplified.
The intake passage 41 may be opened to the atmosphere and the air used in the combustion heater 40 may be directly introduced from the atmosphere. Further, a branch pipe line (air supply passage, branch passage) 62 that branches from the exhaust pipe 18 and extends is connected to the low-temperature combustion gas passage 42. As a result, the low temperature combustion gas having a rich air-fuel ratio which is supplied to the stoichiometric gas introduction chamber 28 through the low temperature combustion gas passage 42 is diluted with the air in the exhaust gas. An electromagnetic exhaust throttle (open / close valve) 64 is provided in the branch pipe 62, and the opening of the exhaust throttle 64 is adjusted according to a command from the ECU 70 to dilute the low temperature combustion gas. It is possible to adjust the degree.

【0033】詳しくは、低温燃焼ガス通路42の分岐管
路62との合流部分下流には、O2センサ(酸素セン
サ)80が設けられており、当該O2センサ80からの
実空燃比情報に基づき、排気スロットル64の開度、即
ち分岐管路62を流れる排ガス流量が調節され、ストイ
キオガス導入室28に供給される混合気がストイキオフ
ィードバック制御される。これにより、ストイキオガス
導入室28から触媒24に流入する混合気が常にストイ
キオ近傍に保持される。
More specifically, an O 2 sensor (oxygen sensor) 80 is provided downstream of the portion where the low temperature combustion gas passage 42 merges with the branch pipe 62, and the actual air-fuel ratio information from the O 2 sensor 80 is provided. Based on this, the opening degree of the exhaust throttle 64, that is, the flow rate of the exhaust gas flowing through the branch pipe line 62 is adjusted, and the air-fuel mixture supplied to the stoichio gas introduction chamber 28 is subjected to stoichio feedback control. As a result, the air-fuel mixture flowing into the catalyst 24 from the stoichio gas introduction chamber 28 is always kept near the stoichio.

【0034】なお、ここでは分岐管路62を介してエン
ジン1からの排ガスを低温燃焼ガスに混入させるように
したので、大気から直接空気を導入する場合に必要とな
るファン、エアフィルタ等の付帯装置が不要となり、装
置の簡略化を図ることができるが、分岐管路62に代え
て吸気管路(空気供給通路)を設け、大気中の空気を低
温燃焼ガス通路42に直接導入するようにしてもよい。
Since the exhaust gas from the engine 1 is mixed with the low-temperature combustion gas through the branch pipe line 62 here, an accessory such as a fan and an air filter, which is necessary when introducing air directly from the atmosphere, is provided. Although the device is not required and the device can be simplified, an intake pipe line (air supply passage) is provided in place of the branch pipe line 62 so that air in the atmosphere is directly introduced into the low temperature combustion gas passage 42. May be.

【0035】ECU70は、エンジン1を含めた本発明
に係る内燃機関の排気浄化装置の総合的な制御を行うた
めの制御装置であり、CPU、メモリ、タイマカウンタ
等から構成されている。ECU70の入力側には、エン
ジン1に設けられたエンジン回転速度等を検出する各種
センサ類や上記O2センサ80が接続されている。ま
た、吸気通路41には、吸気圧力Piを検出する吸気圧
センサ72、吸気温度Tiを検出する吸気温センサ74
が設けられており、分岐管路62には、排気圧力Peを
検出する排気圧センサ76、排気温度Teを検出する排
気温センサ78が設けられており、ECU70の入力側
には、これら吸気圧センサ72、吸気温センサ74、排
気圧センサ76、排気温センサ78も接続されている。
The ECU 70 is a control device for comprehensively controlling the exhaust emission control system for an internal combustion engine according to the present invention including the engine 1, and is composed of a CPU, a memory, a timer counter and the like. To the input side of the ECU 70, various sensors provided in the engine 1 for detecting the engine rotation speed and the like and the O 2 sensor 80 are connected. Further, in the intake passage 41, an intake pressure sensor 72 for detecting the intake pressure Pi and an intake temperature sensor 74 for detecting the intake temperature Ti.
Is provided, an exhaust pressure sensor 76 for detecting the exhaust pressure Pe and an exhaust temperature sensor 78 for detecting the exhaust temperature Te are provided in the branch pipe line 62, and the intake pressures of these are provided on the input side of the ECU 70. The sensor 72, the intake air temperature sensor 74, the exhaust pressure sensor 76, and the exhaust temperature sensor 78 are also connected.

【0036】一方、ECU70の出力側には、エンジン
1に設けられた燃料噴射弁10等の他、上記駆動モータ
34、駆動モータ47、燃料弁49、点火栓54、吸気
スロットル60、排気スロットル64等の各種デバイス
が接続されている。以下、このように構成された本発明
に係る排気浄化装置の作用について説明する。
On the other hand, on the output side of the ECU 70, in addition to the fuel injection valve 10 and the like provided in the engine 1, the drive motor 34, drive motor 47, fuel valve 49, spark plug 54, intake throttle 60, exhaust throttle 64. Various devices such as are connected. Hereinafter, the operation of the exhaust gas purification device according to the present invention configured as described above will be described.

【0037】図4乃至図8を参照すると、ECU70の
実行する、燃焼式ヒータ40の制御ルーチンがフローチ
ャートで示されており、以下、燃焼式ヒータ制御につい
て説明する。ステップS10の判別により、エンジン1
が始動されたと判定されると、ステップS12におい
て、燃焼式ヒータ40が着火された状態であるか否かを
判別する。エンジン1の始動直後には燃焼式ヒータ40
は着火されていないので、最初はステップS14に進
み、着火制御を行う。点火栓54がグロープラグである
場合には、着火制御は図5のフローチャートに従って実
行される。
Referring to FIGS. 4 to 8, a control routine of the combustion heater 40, which is executed by the ECU 70, is shown in a flow chart, and the combustion heater control will be described below. According to the determination in step S10, the engine 1
If it is determined that the combustion type heater 40 has been started, it is determined in step S12 whether or not the combustion heater 40 is in the ignited state. Immediately after the engine 1 is started, the combustion heater 40
Has not been ignited, the process first proceeds to step S14 to perform ignition control. When the spark plug 54 is a glow plug, the ignition control is executed according to the flowchart of FIG.

【0038】ステップS20では、触媒回転用の駆動モ
ータ34を駆動させ、さらにファン駆動用の駆動モータ
47を駆動させてファン46を作動させ、グロープラグ
をONとする。そして、タイマカウンタをリセット(t
=0)する。ステップS24では、吸気圧センサ72、
吸気温センサ74、排気圧センサ76、排気温センサ7
8によって検出された吸気圧力Pi、吸気温度Ti、排気
圧力Pe、排気温度Teを読込む。
In step S20, the drive motor 34 for rotating the catalyst is driven, and further the drive motor 47 for driving the fan is driven to operate the fan 46 to turn on the glow plug. Then, the timer counter is reset (t
= 0). In step S24, the intake pressure sensor 72,
Intake temperature sensor 74, exhaust pressure sensor 76, exhaust temperature sensor 7
The intake pressure Pi, the intake temperature Ti, the exhaust pressure Pe, and the exhaust temperature Te detected by 8 are read.

【0039】ステップS26では、吸気圧力Pi及び吸
気温度Tiに基づき吸気量Gi(=f(Pi,Ti))を求
める。そして、ステップS28において、吸気量Giが
燃焼ガスを所定のリッチ空燃比とすべく予め設定された
所定値Gitより大か否かを判別する。判別結果が真(Y
es)の場合には、吸気量Giが多すぎると判定でき、
ステップS30に進んで吸気スロットル60を絞るよう
にする。一方、判別結果が偽(No)の場合には、ステ
ップS32に進む。
In step S26, the intake air amount Gi (= f (Pi, Ti)) is obtained based on the intake air pressure Pi and the intake air temperature Ti. Then, in step S28, it is determined whether or not the intake air amount Gi is larger than a predetermined value Git which is set in advance so that the combustion gas has a predetermined rich air-fuel ratio. The determination result is true (Y
es), it can be determined that the intake air amount Gi is too large,
In step S30, the intake throttle 60 is throttled. On the other hand, if the determination result is false (No), the process proceeds to step S32.

【0040】ステップS32では、今度は吸気量Giが
所定値Gitより小か否かを判別する。判別結果が真(Y
es)の場合には、吸気量Giが少なすぎると判定で
き、ステップS34に進んで吸気スロットル60を開く
ようにする。一方、判別結果が偽(No)の場合には、
ステップS36に進む。ステップS36では、タイマカ
ウンタにより計時される時間tが所定時間t0(着火時
間)以上となったか否かを判別する。判別結果が偽(N
o)の場合にはステップS22に進み、タイマカウンタ
による計時を継続する(t=t+1)。一方、判別結果
が真(Yes)の場合には、ステップS38に進む。
In step S32, it is determined whether or not the intake air amount Gi is smaller than a predetermined value Git. The determination result is true (Y
In the case of (es), it can be determined that the intake air amount Gi is too small, and the process proceeds to step S34 to open the intake throttle 60. On the other hand, if the determination result is false (No),
It proceeds to step S36. In step S36, it is determined whether or not the time t counted by the timer counter is equal to or longer than a predetermined time t0 (ignition time). The determination result is false (N
In the case of o), the process proceeds to step S22, and the time counting by the timer counter is continued (t = t + 1). On the other hand, if the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S38.

【0041】ステップS38では、燃料弁49を開弁
し、燃料管48からの燃料供給を開始する。なお、燃料
供給量は予め一定値に設定されている。このように空気
とともに燃料が供給されると、グロープラグがONであ
るため、着火して燃焼室50内に火炎が発生する。これ
により、HC、CO等の還元剤を多く含む燃焼ガスが発
生することとなり、熱交換されない一部の高温燃焼ガス
が高温燃焼ガス通路43に排出され、残りの燃焼ガスが
熱交換されて低温燃焼ガスとなって低温燃焼ガス通路4
2に排出される。
In step S38, the fuel valve 49 is opened and the fuel supply from the fuel pipe 48 is started. The fuel supply amount is preset to a constant value. When the fuel is supplied together with the air as described above, the glow plug is turned on, so that ignition occurs and a flame is generated in the combustion chamber 50. As a result, combustion gas containing a large amount of reducing agents such as HC and CO is generated, a part of the high-temperature combustion gas that is not heat-exchanged is discharged to the high-temperature combustion-gas passage 43, and the remaining combustion gas is heat-exchanged to lower the temperature. Low temperature combustion gas passage 4 as combustion gas
It is discharged to 2.

【0042】また、点火栓54が点火プラグである場合
には、着火制御は図6のフローチャートに従って実行さ
れる。なお、図6中において図5と共通するステップに
ついては説明を省略する。ステップS20’では、触媒
回転用の駆動モータ34を駆動させ、ファン駆動用の駆
動モータ47を駆動させてファン46を作動させる。そ
して、タイマカウンタをリセット(t=0)する。
When the spark plug 54 is a spark plug, the ignition control is executed according to the flowchart of FIG. Description of steps in FIG. 6 common to those in FIG. 5 is omitted. In step S20 ′, the drive motor 34 for rotating the catalyst is driven, the drive motor 47 for driving the fan is driven, and the fan 46 is operated. Then, the timer counter is reset (t = 0).

【0043】ステップS32の判別結果が偽(No)と
判定された場合には、ステップS35に進み、燃料弁4
9を開弁し、燃料管48からの燃料供給を開始する。そ
して、ステップS36の判別結果が真(Yes)と判定
された場合には、ステップS42に進み、点火プラグを
ONにして火花点火を行う。このように空気とともに燃
料が供給された状態で火花点火が行われると、着火して
燃焼室50内に火炎が発生する。これにより、HC、C
O等の還元剤を多く含む燃焼ガスが発生することとな
り、熱交換されない一部の高温燃焼ガスが高温燃焼ガス
通路43に排出され、残りの燃焼ガスが熱交換されて低
温燃焼ガスとなって低温燃焼ガス通路42に排出され
る。着火が完了したらステップS44において点火プラ
グをOFFとする。
If the determination result of step S32 is false (No), the process proceeds to step S35, and the fuel valve 4
9 is opened, and fuel supply from the fuel pipe 48 is started. Then, if the determination result of step S36 is determined to be true (Yes), the process proceeds to step S42, and the ignition plug is turned on to perform spark ignition. When spark ignition is performed in the state where the fuel is supplied together with the air as described above, ignition is performed and a flame is generated in the combustion chamber 50. As a result, HC, C
Combustion gas containing a large amount of a reducing agent such as O is generated, a part of the high-temperature combustion gas that is not heat-exchanged is discharged to the high-temperature combustion gas passage 43, and the remaining combustion gas is heat-exchanged to become a low-temperature combustion gas. The low temperature combustion gas passage 42 is discharged. When the ignition is completed, the spark plug is turned off in step S44.

【0044】このようにして着火が実施されると、図4
のステップS12の判別結果は真(Yes)となり、以
降、ステップS16においてA/F制御が実施される。
A/F制御は図7のフローチャートに従って実行され
る。ステップS50では、改めて吸気圧センサ72、吸
気温センサ74、排気圧センサ76、排気温センサ78
によって検出された吸気圧力Pi、吸気温度Ti、排気圧
力Pe、排気温度Teを読込む。
When the ignition is carried out in this manner, FIG.
The determination result of step S12 is true (Yes), and thereafter, A / F control is performed in step S16.
The A / F control is executed according to the flowchart of FIG. In step S50, the intake pressure sensor 72, the intake temperature sensor 74, the exhaust pressure sensor 76, the exhaust temperature sensor 78 are newly provided.
The intake pressure Pi, the intake temperature Ti, the exhaust pressure Pe, and the exhaust temperature Te detected by are read.

【0045】そして、上記同様、ステップS52におい
て、吸気圧力Pi及び吸気温度Tiに基づき吸気量Gi
(=f(Pi,Ti))を求め、ステップS54におい
て、吸気量Giが所定値Gitより大か否かを判別し、判
別結果が真(Yes)の場合には、ステップS56に進
んで吸気スロットル60を絞り、一方、判別結果が偽
(No)の場合には、ステップS58に進む。ステップ
S58では、吸気量Giが所定値Gitより小か否かを判
別し、判別結果が真(Yes)の場合には、ステップS
60に進んで吸気スロットル60を開き、一方、判別結
果が偽(No)の場合には、ステップS62に進む。
Then, similarly to the above, in step S52, the intake air amount Gi is determined based on the intake air pressure Pi and the intake air temperature Ti.
(= F (Pi, Ti)) is determined, and in step S54, it is determined whether or not the intake air amount Gi is larger than a predetermined value Git. If the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S56. If the result of the determination is false (No), the process proceeds to step S58. In step S58, it is determined whether or not the intake air amount Gi is smaller than a predetermined value Git. If the determination result is true (Yes), step S58
In step 60, the intake throttle 60 is opened. On the other hand, if the determination result is false (No), the process proceeds to step S62.

【0046】ステップS62では、排気圧力Pe及び排
気温度Teに基づき排気量Ge(=f(Pe,Te))を求
める。そして、ステップS64において、排気量Geが
所定値Getより大か否かを判別する。ここに、所定値G
etはO2センサ80からの実空燃比情報に基づき適宜設
定される値である。判別結果が真(Yes)の場合に
は、排気量Geが多すぎると判定でき、ステップS66
に進んで排気スロットル64を絞るようにする。(開閉
弁制御手段)一方、判別結果が偽(No)の場合には、
ステップS68に進む。
In step S62, the exhaust gas amount Ge (= f (Pe, Te)) is obtained based on the exhaust gas pressure Pe and the exhaust gas temperature Te. Then, in step S64, it is determined whether or not the exhaust gas amount Ge is larger than a predetermined value Get. Here, the predetermined value G
et is a value that is appropriately set based on the actual air-fuel ratio information from the O 2 sensor 80. If the determination result is true (Yes), it can be determined that the displacement Ge is too large, and step S66 is performed.
Then, proceed to step 7 to throttle the exhaust throttle 64. (Opening / closing valve control means) On the other hand, when the determination result is false (No),
It proceeds to step S68.

【0047】ステップS68では、今度は排気量Geが
所定値Getより小か否かを判別する。判別結果が真(Y
es)の場合には、排気量Geが少なすぎると判定で
き、ステップS70に進んで排気スロットル64を開く
ようにする(開閉弁制御手段)。このようにして燃焼式
ヒータ制御が開始されると、先ず、エンジン1から排出
された排ガスは、排気管18から排ガス導入室26を経
て触媒24に達する。つまり、排ガスは、図2に示した
排ガス導入室26の範囲内で触媒24を通過する。そし
て、ディーゼルエンジンの場合、エンジン1から排出さ
れる排ガスは、通常はリーン空燃比であってNOxを多
く含んでいるため、当該排ガス導入室26の範囲内では
触媒24はリーン雰囲気とされ、排ガス中のNOxは、
当該図2に示した排ガス導入室26の範囲内において触
媒24に吸蔵される。
In step S68, it is determined whether or not the exhaust gas amount Ge is smaller than a predetermined value Get. The determination result is true (Y
In the case of es), it can be determined that the exhaust gas amount Ge is too small, and the process proceeds to step S70 to open the exhaust throttle 64 (open / close valve control means). When the combustion heater control is started in this way, first, the exhaust gas discharged from the engine 1 reaches the catalyst 24 from the exhaust pipe 18 through the exhaust gas introduction chamber 26. That is, the exhaust gas passes through the catalyst 24 within the exhaust gas introducing chamber 26 shown in FIG. In the case of a diesel engine, the exhaust gas discharged from the engine 1 usually has a lean air-fuel ratio and contains a large amount of NOx, so that the catalyst 24 is in a lean atmosphere within the range of the exhaust gas introduction chamber 26, and the exhaust gas is exhausted. NOx inside is
The catalyst 24 is stored in the exhaust gas introducing chamber 26 shown in FIG.

【0048】そして、触媒24は駆動モータ34によっ
て一定回転速度Ncで一定方向(図2に矢印で示す方
向)に回転するのであるから、NOxを吸蔵した触媒2
4の部分は、次にリッチガス導入室27からのHC、C
O等を含む例えばリッチ空燃比の高温燃焼ガスの供給を
受け、リッチ雰囲気とされる。このように、リッチ空燃
比の高温燃焼ガスの供給を受けて触媒24が高温且つ還
元雰囲気とされると、触媒24に吸蔵されたSOxの還
元除去が瞬間的に行われる。実験によれば、SOxの還
元除去速度は雰囲気温度が高いほど速く、高温(例え
ば、700℃)の高温燃焼ガス中においては、例えば6
00℃の雰囲気温度の100倍程度となり、SOxは略
一瞬にして還元除去される。
Since the catalyst 24 is rotated by the drive motor 34 in the constant direction (direction shown by the arrow in FIG. 2) at the constant rotation speed Nc, the catalyst 2 which has stored NOx.
The portion 4 is the HC and C from the rich gas introduction chamber 27 next.
A high-temperature combustion gas having a rich air-fuel ratio including O and the like is supplied to form a rich atmosphere. As described above, when the high temperature combustion gas having the rich air-fuel ratio is supplied and the catalyst 24 is brought into a high temperature and reducing atmosphere, the SOx stored in the catalyst 24 is instantaneously reduced and removed. According to the experiment, the rate of reduction and removal of SOx is higher as the atmospheric temperature is higher.
The SOx becomes about 100 times the ambient temperature, and SOx is reduced and removed almost in an instant.

【0049】高温燃焼ガスの供給を受けると、さらに触
媒24の再生(NOxパージ)が開始され、吸蔵されて
いたNOxが放出されるとともに還元処理される。つま
り、NOxに関しては、図9に基づき上述したように、
触媒24の再生開始直後にはNOxが急激に大量に放出
されるのであるが、このようにNOxが大量に放出され
ても、リッチガス導入室27から導入される高温燃焼ガ
スは、リッチ空燃比であって還元剤であるHC、CO等
を多量に含んでおり、且つ高温であるため、NOxは良
好に還元処理される。
When the high-temperature combustion gas is supplied, the regeneration of the catalyst 24 (NOx purge) is further started, and the stored NOx is released and reduced. That is, regarding NOx, as described above with reference to FIG.
Immediately after the catalyst 24 is regenerated, a large amount of NOx is suddenly released. Even if a large amount of NOx is released, the high temperature combustion gas introduced from the rich gas introduction chamber 27 has a rich air-fuel ratio. Since it contains a large amount of reducing agents such as HC and CO and is at a high temperature, NOx is reduced well.

【0050】また、触媒24は一定回転速度Ncのもと
一定周期Tcで回転し、SOx及びNOxの吸蔵と還元と
を周期的に繰り返すことになるので、排ガス導入室26
の範囲において吸蔵されるSOx、NOxの量はそれほど
多くはなく、SOxやNOxはHC、CO等の還元剤の量
が比較的少ない高温燃焼ガスによって十分に還元処理さ
れる。即ち、燃焼式ヒータ40を小型化し燃料消費量を
少なく抑えても十分にNOxやSOxを還元処理可能であ
る。
Further, since the catalyst 24 rotates at a constant cycle Tc at a constant rotation speed Nc, and the storage and reduction of SOx and NOx are repeated cyclically, the exhaust gas introducing chamber 26
In this range, the amounts of SOx and NOx stored are not so large, and SOx and NOx are sufficiently reduced by the high temperature combustion gas with a relatively small amount of reducing agents such as HC and CO. That is, NOx and SOx can be sufficiently reduced even if the combustion heater 40 is downsized to reduce the fuel consumption.

【0051】触媒24がさらに回転すると、リッチガス
導入室27からリッチ空燃比の高温燃焼ガスの供給を受
けた触媒24の部分は、引き続き、ストイキオガス導入
室28からのストイキオ近傍に希釈された低温燃焼ガス
の供給を受け、暫時ストイキオ雰囲気とされる。つま
り、図9に基づき上述したように、触媒24の再生開始
直後にNOxが急激に大量に放出された後においては、
触媒24の再生が完了するまでの間、NOxの放出量は
それほど多くなく、故に、この期間は触媒24に供給す
る還元剤たるHC、CO等の量を必要十分な量に抑える
ようにする。これにより、触媒24に吸蔵されたNOx
が引き続き良好に放出されて還元され続け、一方、供給
される殆どのCO等が還元反応に寄与することになるた
め、大気中に排出される余剰CO等が最小限に抑えられ
る。なお、NOxの還元除去のみであれば、それほど高
い雰囲気温度は要求されず、この場合、熱交換によって
熱を奪われた低温(例えば、350℃)の低温燃焼ガス
で十分である。即ち、燃焼式ヒータ40の本来の機能
(暖房機能等)を維持しながら、触媒24を良好に再生
可能である。
When the catalyst 24 further rotates, the portion of the catalyst 24 supplied with the high temperature combustion gas having the rich air-fuel ratio from the rich gas introduction chamber 27 continues to be diluted with the low temperature combustion gas from the stoichio gas introduction chamber 28 into the vicinity of stoichiometry. Is supplied and the atmosphere is changed to Stoichio. That is, as described above with reference to FIG. 9, immediately after a large amount of NOx is released immediately after the start of the regeneration of the catalyst 24,
Until the regeneration of the catalyst 24 is completed, the amount of NOx released is not so large. Therefore, during this period, the amount of reducing agents such as HC and CO supplied to the catalyst 24 is suppressed to a necessary and sufficient amount. As a result, the NOx stored in the catalyst 24
Is continuously released satisfactorily and continues to be reduced, while most of the supplied CO and the like contributes to the reduction reaction, so that the surplus CO and the like discharged into the atmosphere can be minimized. Note that if only reducing and removing NOx, not so high an ambient temperature is required, and in this case, a low-temperature (for example, 350 ° C.) low-temperature combustion gas that has lost heat by heat exchange is sufficient. That is, the catalyst 24 can be satisfactorily regenerated while maintaining the original function (heating function or the like) of the combustion heater 40.

【0052】このようにして触媒24が回転すること
で、触媒24におけるNOxの吸蔵と還元及びSOxの還
元除去が一巡し、触媒24の再生が完了することにな
る。そして、触媒24は再び排ガス導入室26の範囲内
においてエンジン1からの排ガスの供給を受けてNOx
を吸蔵し、NOxの吸蔵と還元及びSOxの還元除去を一
定周期Tcで繰り返すことになる。
By rotating the catalyst 24 in this manner, NOx storage and reduction in the catalyst 24 and SOx reduction and removal are completed, and the regeneration of the catalyst 24 is completed. Then, the catalyst 24 receives the exhaust gas from the engine 1 again within the range of the exhaust gas introducing chamber 26, and receives NOx.
Is stored, and NOx storage and reduction and SOx reduction and removal are repeated at a constant cycle Tc.

【0053】ところで、図8を参照すると、上記図9の
NOxの放出特性に対応して実験により求められた触媒
24におけるリーン雰囲気時間とリッチ雰囲気時間とス
トイキオ雰囲気時間との時間比率が示されている。これ
によれば、リーン雰囲気時間が例えば30sec、リッチ
雰囲気時間が例えば2sec、ストイキオ雰囲気時間が例
えば7.5secであるのが理想的な再生パターンである
といえる。また、高温(例えば、700℃)の高温燃焼
ガス中では上述のようにSOxは略一瞬にして還元除去
されるので、リッチ雰囲気時間は例えば2secで十分と
いえる。
By the way, referring to FIG. 8, there is shown the time ratio of the lean atmosphere time, the rich atmosphere time and the stoichio atmosphere time in the catalyst 24 obtained by the experiment corresponding to the NOx releasing characteristic of FIG. There is. According to this, it can be said that an ideal reproduction pattern has a lean atmosphere time of, for example, 30 seconds, a rich atmosphere time of, for example, 2 seconds, and a stoichiometric atmosphere time of, for example, 7.5 seconds. Further, since SOx is reduced and removed almost instantly in the high temperature combustion gas of high temperature (for example, 700 ° C.), it can be said that the rich atmosphere time is, for example, 2 seconds.

【0054】そこで、ここでは、触媒24の各排ガス流
通路が排ガス導入室26の範囲内にある時間、リッチガ
ス導入室27の範囲内にある時間、ストイキオガス導入
室28にある時間がそれぞれ30sec、2sec、7.5se
c(30:2:7.5)となるように、これら排ガス導
入室26、リッチガス導入室27、ストイキオガス導入
室28の範囲を設定している。
Therefore, here, each exhaust gas flow passage of the catalyst 24 is in the range of the exhaust gas introducing chamber 26, in the range of the rich gas introducing chamber 27, and in the stoichio gas introducing chamber 28 for 30 seconds and 2 seconds, respectively. , 7.5se
The ranges of the exhaust gas introducing chamber 26, the rich gas introducing chamber 27, and the stoichio gas introducing chamber 28 are set so as to be c (30: 2: 7.5).

【0055】つまり、排ガス導入室26、リッチガス導
入室27、ストイキオガス導入室28は、図2に示すよ
うに、排ガス導入室26の中心角a、リッチガス導入室
27の中心角b、ストイキオガス導入室28の中心角c
がそれぞれ30:2:7.5の分割比率となるように形
成されている。即ち、排ガス導入室26の中心角aは例
えば274°に、リッチガス導入室27の中心角bは例
えば18°に、ストイキオガス導入室28の中心角cは
例えば68°に設定されている。
That is, as shown in FIG. 2, the exhaust gas introducing chamber 26, the rich gas introducing chamber 27, and the stoichiometric gas introducing chamber 28 have a central angle a of the exhaust gas introducing chamber 26, a central angle b of the rich gas introducing chamber 27, and a stoichiometric gas introducing chamber 28, respectively. Central angle c
Are formed to have a division ratio of 30: 2: 7.5, respectively. That is, the central angle a of the exhaust gas introduction chamber 26 is set to 274 °, the central angle b of the rich gas introduction chamber 27 is set to 18 °, and the central angle c of the stoichio gas introduction chamber 28 is set to 68 °, for example.

【0056】そして、触媒24の回転速度Ncは、触媒
24の周期Tcが例えば30+2+7.5=39.5sec
となるように設定されている。なお、周期Tcが当該3
9.5sec未満であれば、触媒24の各排ガス流通路が
排ガス導入室26の範囲内にある時間が理想時間30se
c未満に抑えられるので、即ちNOxの吸蔵量が許容範囲
内に抑えられるので、周期Tcは39.5secより短い時
間であってもよい。もっとも、周期Tcは触媒24の容
量に応じて変化するものであり、触媒24の容量が小さ
いほど吸蔵限界が早くなり、早期に再生が必要となるた
め、周期Tcを小さくする必要がある。
The rotational speed Nc of the catalyst 24 is such that the cycle Tc of the catalyst 24 is, for example, 30 + 2 + 7.5 = 39.5 sec.
Is set to be The cycle Tc is 3
If it is less than 9.5 seconds, the time during which each exhaust gas flow passage of the catalyst 24 is within the range of the exhaust gas introduction chamber 26 is an ideal time of 30 se.
The period Tc may be shorter than 39.5 sec because the amount of NOx can be suppressed to less than c, that is, the NOx storage amount can be suppressed within the allowable range. However, the cycle Tc changes according to the capacity of the catalyst 24, and the smaller the capacity of the catalyst 24, the faster the storage limit and the earlier regeneration is required. Therefore, the cycle Tc needs to be shortened.

【0057】これにより、HC、CO等の還元剤を含む
高温燃焼ガスと低温燃焼ガスとが無駄なく適切なタイミ
ングで触媒24に供給可能とされ、触媒24を効率よく
再生できるとともに、SOxをも良好に還元除去して触
媒24の耐久性能を向上させることができる。また、燃
焼式ヒータ40から高温燃焼ガスを触媒24に供給でき
ると、触媒24の昇温を促進でき、触媒24の早期活性
化を実現できるという効果もある。
As a result, the high temperature combustion gas and the low temperature combustion gas containing a reducing agent such as HC and CO can be supplied to the catalyst 24 at an appropriate timing without waste, and the catalyst 24 can be efficiently regenerated and SOx is also generated. The catalyst 24 can be satisfactorily reduced and removed to improve the durability performance of the catalyst 24. Further, if the high-temperature combustion gas can be supplied to the catalyst 24 from the combustion heater 40, there is an effect that the temperature rise of the catalyst 24 can be promoted and the catalyst 24 can be activated early.

【0058】以上で実施形態の説明を終えるが、本発明
は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記
実施形態では、燃焼式ヒータ40により排出される燃焼
ガスの空燃比をリッチ空燃比として説明したが、燃焼ガ
スの空燃比はストイキオであってもよい。ストイキオで
あっても燃焼ガス中にHC、CO等の還元剤が含まれる
からである。
Although the description of the embodiment has been completed, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the air-fuel ratio of the combustion gas discharged by the combustion heater 40 is described as the rich air-fuel ratio, but the air-fuel ratio of the combustion gas may be stoichiometric. This is because even in stoichio, the combustion gas contains a reducing agent such as HC or CO.

【0059】また、エンジン1の運転状態によっては排
気圧力Peが吸気圧力Piよりも大きくなる場合があり、
このような場合には、吸気圧力Piを補正すべくファン
46の回転速度を上げるようするのがよい。
The exhaust pressure Pe may be higher than the intake pressure Pi depending on the operating condition of the engine 1.
In such a case, it is preferable to increase the rotation speed of the fan 46 to correct the intake pressure Pi.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項1の内燃機関の排気浄化装置によれば、吸蔵型NO
x触媒を回転させ、第1導入領域から還元剤を含む高温
燃焼ガスを導入し、第2導入領域から還元剤を含む低温
燃焼ガスを導入するので、部分的に見れば一定の周期で
連続的に、全体として見れば常時NOxの吸蔵と還元除
去及びSOxの還元除去を同時に並行して実施し、つま
り少しずつ小刻みにNOxの吸蔵と還元除去及びSOxの
還元除去を繰り返すようにして吸蔵型NOx触媒自体の
小型化を図りながら、また、燃焼ガスを常時連続して供
給するものの一回の再生で放出されるNOx量やSOx量
は少なく、故に全体として燃焼ガスの量を少なく抑えて
燃焼式ヒータの小型化をも図りながら、簡単な構成にし
て還元剤を含む低温燃焼ガスとともに還元剤を含む高温
燃焼ガスをそれぞれ一定期間直接吸蔵型NOx触媒に供
給でき、複雑な空燃比制御を実施することもなく、効率
よく確実にNOx及びSOxを還元除去して吸蔵型NOx
触媒の再生を図り、触媒耐久性能の向上を図ることがで
きる。
As described in detail above, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 1 of the present invention, the storage type NO
x The catalyst is rotated, the high temperature combustion gas containing the reducing agent is introduced from the first introduction region, and the low temperature combustion gas containing the reducing agent is introduced from the second introduction region. As a whole, the storage and reduction removal of NOx and the reduction and removal of SOx are always carried out in parallel at the same time, that is, the storage and reduction removal of NOx and the reduction removal of SOx are repeated little by little. While reducing the size of the catalyst itself, the amount of NOx and SOx released during one regeneration of the combustion gas that is always supplied continuously is small. While aiming to downsize the heater, it is possible to supply a low temperature combustion gas containing a reducing agent as well as a high temperature combustion gas containing a reducing agent directly to the NOx catalyst for a fixed period with a simple structure, and to perform complicated air-fuel ratio control. Without also be implemented, occluded by efficiently and reliably reduce the NOx and SOx removal type NOx
It is possible to regenerate the catalyst and improve the catalyst durability performance.

【0061】また、請求項2の内燃機関の排気浄化装置
によれば、第1導入領域を第2導入領域よりも吸蔵型N
Ox触媒の回転方向上流側に該第2導入領域に隣接して
形成したので、吸蔵型NOx触媒自体の小型化と燃焼式
ヒータの小型化を図りながら、簡単な構成にして還元剤
を含む高温燃焼ガスと低温燃焼ガスとを適切なタイミン
グで供給でき、複雑な空燃比制御を実施することもな
く、効率よく確実にNOx及びSOxを還元除去して吸蔵
型NOx触媒の再生を図り、触媒耐久性能の向上を図る
ことができる。
Further, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 2, the first introduction region is more occluded than the second introduction region.
Since it is formed on the upstream side in the rotation direction of the Ox catalyst adjacent to the second introduction region, the storage type NOx catalyst itself and the combustion type heater can be downsized while the structure is simple and the high temperature containing the reducing agent is high. Combustion gas and low-temperature combustion gas can be supplied at appropriate timings, NOx and SOx can be efficiently and surely reduced and removed to regenerate the occluding NOx catalyst without complicated air-fuel ratio control, and catalyst durability can be achieved. The performance can be improved.

【0062】また、請求項3の内燃機関の排気浄化装置
によれば、燃焼式ヒータは、内燃機関の吸気系から空気
を導入し、燃料量一定のもとに該内燃機関の吸気系から
の空気導入量を制御して還元剤を含む燃焼ガスを生成す
るので、吸蔵型NOx触媒の再生に必要なCO、HC等
の還元剤を容易にして効率的に供給できるとともに、エ
アフィルタ等の付帯装置を共用化して装置の簡略化を図
ることができる。
According to another aspect of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, the combustion heater introduces air from the intake system of the internal combustion engine, and supplies the air from the intake system of the internal combustion engine under a constant fuel amount. Since the combustion gas containing the reducing agent is generated by controlling the amount of air introduced, it is possible to easily and efficiently supply the reducing agents such as CO and HC necessary for regeneration of the storage type NOx catalyst, and to attach an air filter or the like. The device can be shared to simplify the device.

【0063】また、請求項4の内燃機関の排気浄化装置
によれば、第2導入領域から導入される低温燃焼ガスの
空燃比を理論空燃比近傍に制御することにより、NOx
の放出量に対してCO、HC等の還元剤を必要十分な適
度な量にでき、即ち低温燃焼ガス中のCO、HC等を略
完全に還元反応に寄与させるようにでき、余剰となって
大気中に排出されるCO、HC等の量を最小限に抑える
ことができる。
Further, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 4, NOx is controlled by controlling the air-fuel ratio of the low temperature combustion gas introduced from the second introduction region to near the stoichiometric air-fuel ratio.
The amount of reducing agents such as CO and HC can be adjusted to a necessary and adequate amount relative to the amount of CO2 emitted, that is, CO and HC in the low-temperature combustion gas can be substantially completely contributed to the reduction reaction, resulting in excess. It is possible to minimize the amount of CO, HC, etc. discharged into the atmosphere.

【0064】また、請求項5の内燃機関の排気浄化装置
によれば、第2導入領域から吸蔵型NOx触媒に導入さ
れる還元剤を排ガス中の空気により希釈して低温燃焼ガ
スの空燃比を理論空燃比近傍に制御するので、別途空気
供給通路を設けた場合に必要となるファン、エアフィル
タ等の付帯装置が不要となり、装置の簡略化を図ること
ができる。
Further, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of claim 5, the reducing agent introduced into the storage type NOx catalyst from the second introduction region is diluted with the air in the exhaust gas so that the air-fuel ratio of the low temperature combustion gas is increased. Since the air-fuel ratio is controlled in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, auxiliary devices such as a fan and an air filter, which are required when the air supply passage is separately provided, are unnecessary, and the device can be simplified.

【0065】また、請求項6の内燃機関の排気浄化装置
によれば、空気供給通路との接続部の下流の第2通路に
酸素センサを設け、該酸素センサからの情報に基づき開
閉弁を制御するので、第2導入領域から吸蔵型NOx触
媒に導入される低温燃焼ガスの空燃比を適正に理論空燃
比近傍に制御でき、余剰となって大気中に排出されるC
O、HC等の量を常に最小限に抑えることができる。
According to the sixth aspect of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, an oxygen sensor is provided in the second passage downstream of the connection with the air supply passage, and the on-off valve is controlled based on the information from the oxygen sensor. Therefore, the air-fuel ratio of the low temperature combustion gas introduced from the second introduction region to the occlusion type NOx catalyst can be properly controlled to be close to the stoichiometric air-fuel ratio, and the excess C is discharged into the atmosphere.
The amount of O, HC, etc. can always be minimized.

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

【図1】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構
成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】図1のA−A線に沿う触媒ユニットの断面図で
ある。
2 is a cross-sectional view of the catalyst unit taken along the line AA of FIG.

【図3】燃焼式ヒータの縦断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a combustion heater.

【図4】燃焼式ヒータ制御の制御ルーチンを示すフロー
チャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a control routine of combustion heater control.

【図5】図4中の着火制御(グロープラグ)の制御ルー
チンを示すフローチャートである。
5 is a flowchart showing a control routine of ignition control (glow plug) in FIG.

【図6】図4中の着火制御(点火プラグ)の制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a control routine of ignition control (spark plug) in FIG.

【図7】図4中のA/F制御の制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。
7 is a flowchart showing a control routine of A / F control in FIG.

【図8】リーン雰囲気時間とリッチ雰囲気時間とストイ
キオ雰囲気時間との時間比率を示す実験結果である。
FIG. 8 is an experimental result showing a time ratio of a lean atmosphere time, a rich atmosphere time, and a stoichiometric atmosphere time.

【図9】吸蔵型NOx触媒の再生時におけるNOxの放出
特性を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing NOx release characteristics during regeneration of an occlusion type NOx catalyst.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン(ディーゼルエンジン) 18 排気管 20 触媒ユニット 24 触媒(吸蔵型NOx触媒) 25 仕切壁(導入領域仕切手段) 26 排ガス導入室(主導入領域) 27 リッチガス導入室(第1導入領域) 28 ストイキオガス導入室(第2導入領域) 30 リングギヤ 32 ドライブピニオン 34 駆動モータ(触媒回転手段) 40 燃焼式ヒータ 41 吸気通路 42 低温燃焼ガス通路(第2通路) 43 高温燃焼ガス通路(第1通路) 60 吸気スロットル 62 分岐管路(空気供給通路) 64 排気スロットル 70 電子コントロールユニット(ECU) 80 O2センサ1 Engine (Diesel Engine) 18 Exhaust Pipe 20 Catalyst Unit 24 Catalyst (Occlusion Type NOx Catalyst) 25 Partition Wall (Introducing Area Partitioning Means) 26 Exhaust Gas Introducing Chamber (Main Introducing Area) 27 Rich Gas Introducing Chamber (First Introducing Area) 28 Steiogas Introducing chamber (second introducing region) 30 Ring gear 32 Drive pinion 34 Drive motor (catalyst rotating means) 40 Combustion heater 41 Intake passage 42 Low temperature combustion gas passage (second passage) 43 High temperature combustion gas passage (first passage) 60 Intake Throttle 62 Branch pipe line (air supply passage) 64 Exhaust throttle 70 Electronic control unit (ECU) 80 O 2 sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/08 F01N 3/24 L N 3/22 301 3/28 301C 3/24 3/36 J B01D 53/36 101A 3/28 301 ZAB 3/36 D Fターム(参考) 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AB06 BA03 BA04 BA11 BA14 BA15 BA19 CA02 CA13 CA24 CA27 CB02 CB07 CB08 DA01 DA02 DB10 DC01 EA01 EA06 EA15 EA17 EA26 EA30 EA32 EA34 FA02 FA04 FA12 FA13 FB02 FB10 FB11 FB12 FC04 FC05 FC07 GA06 GA21 HA36 HA45 HB03 HB05 HB06 HB07 4D048 AA02 AA06 AB02 AB07 AC02 BB02 CA07 CB05 CC25 CC52 DA01 DA05 DA06 DA09 DA10 DA20 EA04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/08 F01N 3/24 L N 3/22 301 3/28 301C 3/24 3/36 J B01D 53 / 36 101A 3/28 301 ZAB 3/36 DF term (reference) 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AB06 BA03 BA04 BA11 BA14 BA15 BA19 CA02 CA13 CA24 CA27 CB02 CB07 CB08 DA01 DA02 DB10 DC01 EA01 EA06 EA15 EA30 EA17 FA02 EA17 EA17 EA17 EA17 FA12 FA13 FB02 FB10 FB11 FB12 FC04 FC05 FC07 GA06 GA21 HA36 HA45 HB03 HB05 HB06 HB07 4D048 AA02 AA06 AB02 AB07 AC02 BB02 CA07 CB05 CC25 CC52 DA01 DA05 DA06 DA09 DA10 DA20 EA04

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路に介装され、排ガス
の流通する貫通孔が排気通路の軸線に沿い複数形成され
た吸蔵型NOx触媒と、 前記吸蔵型NOx触媒を前記排気通路の軸線に平行な中
心軸線回りに回転させる触媒回転手段と、 前記吸蔵型NOx触媒の導入領域である上流空間を前記
吸蔵型NOx触媒の中心軸線を中心として放射状に仕切
り、第1導入領域及び第2導入領域を前記排気通路を流
れる排ガスの主導入領域とは別に独立に形成する導入領
域仕切手段と、 空気を導入して燃料と混合し、該混合気を燃焼して還元
剤を含む高温燃焼ガスと低温燃焼ガスとを排出する燃焼
式ヒータと、 前記燃焼式ヒータから排出された高温燃焼ガスを前記第
1導入領域に導く第1通路と、 前記燃焼式ヒータから排出され、前記高温燃焼ガスより
も低温の低温燃焼ガスを前記第2導入領域に導く第2通
路と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装
置。
1. An occlusion type NOx catalyst, which is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and has a plurality of through holes through which exhaust gas flows, formed along the axis of the exhaust passage, and the occlusion type NOx catalyst on the axis of the exhaust passage. A catalyst rotating means for rotating about a parallel central axis line, and an upstream space, which is an introduction region of the occlusion type NOx catalyst, is radially partitioned around the central axis line of the occlusion type NOx catalyst to form a first introduction region and a second introduction region. And an introduction region partitioning means that is formed independently of the main introduction region of the exhaust gas flowing through the exhaust passage, and introduces air to mix with fuel, and burns the mixture to form a high-temperature combustion gas containing a reducing agent and a low temperature. A combustion type heater that discharges combustion gas, a first passage that guides the high temperature combustion gas discharged from the combustion type heater to the first introduction region, a temperature lower than the high temperature combustion gas that is discharged from the combustion type heater And a second passage for guiding the low temperature combustion gas to the second introduction region.
【請求項2】 前記導入領域仕切手段は、前記第1導入
領域を前記第2導入領域よりも前記吸蔵型NOx触媒の
回転方向上流側に該第2導入領域に隣接して形成すると
ともに、前記第2導入領域を前記第1導入領域よりも広
範囲とすることを特徴とする、請求項1記載の内燃機関
の排気浄化装置。
2. The introduction region partitioning means forms the first introduction region on the upstream side in the rotational direction of the occlusion type NOx catalyst with respect to the second introduction region, adjacent to the second introduction region, and The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the second introduction region is wider than the first introduction region.
【請求項3】 前記燃焼式ヒータは、内燃機関の吸気系
から空気を導入し、燃料量一定のもとに該内燃機関の吸
気系からの空気導入量を制御して前記還元剤を含む燃焼
ガスを生成することを特徴とする、請求項1または2記
載の内燃機関の排気浄化装置。
3. The combustion type heater introduces air from an intake system of an internal combustion engine, controls the amount of air introduced from the intake system of the internal combustion engine under a constant fuel amount, and combusts the fuel containing the reducing agent. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, which produces gas.
【請求項4】 第2通路に空気を導入する空気供給通路
と、該空気供給通路に設けられた開閉弁と、該開閉弁を
制御する開閉弁制御手段とを備え、 該開閉弁制御手段は、前記第2導入領域に導入される燃
焼ガスの空燃比が理論空燃比近傍となるよう前記開閉弁
を制御し空気導入量を調節することを特徴とする、請求
項1乃至3のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. An air supply passage for introducing air into the second passage, an on-off valve provided in the air supply passage, and an on-off valve control means for controlling the on-off valve, the on-off valve control means comprising: The air introduction amount is controlled by controlling the on-off valve so that the air-fuel ratio of the combustion gas introduced into the second introduction region becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio. Exhaust gas purification device for internal combustion engine.
【請求項5】 前記空気供給通路は、前記排気通路から
分岐する分岐通路であり、前記開閉弁制御手段は、前記
開閉弁を制御することにより前記排気通路からの排気導
入量を調節することを特徴とする、請求項4記載の内燃
機関の排気浄化装置。
5. The air supply passage is a branch passage branched from the exhaust passage, and the opening / closing valve control means controls the opening / closing valve to adjust the amount of exhaust gas introduced from the exhaust passage. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 4, which is characterized in that.
【請求項6】 前記空気供給通路との接続部の下流の前
記第2通路には酸素センサが設けられており、前記開閉
弁制御手段は、該酸素センサからの情報に基づき前記開
閉弁を制御することを特徴とする、請求項4または5記
載の内燃機関の排気浄化装置。
6. An oxygen sensor is provided in the second passage downstream of a connection portion with the air supply passage, and the opening / closing valve control means controls the opening / closing valve based on information from the oxygen sensor. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 4 or 5, characterized in that.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008520906A (en) * 2004-11-18 2008-06-19 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド Exhaust catalyst system
JP2011236867A (en) * 2010-05-13 2011-11-24 Hino Motors Ltd Fuel spray nozzle

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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