JP2003328741A - Exhaust emission control device of internal-combustion engine - Google Patents
Exhaust emission control device of internal-combustion engineInfo
- Publication number
- JP2003328741A JP2003328741A JP2002141867A JP2002141867A JP2003328741A JP 2003328741 A JP2003328741 A JP 2003328741A JP 2002141867 A JP2002141867 A JP 2002141867A JP 2002141867 A JP2002141867 A JP 2002141867A JP 2003328741 A JP2003328741 A JP 2003328741A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- exhaust
- exhaust gas
- amount
- bypass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
【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
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、リーン空燃比のもとで燃焼が
継続される内燃機関の排気通路内に、流入する排気ガス
の空燃比がリーンのときに流入する排気ガス中のNOX
を蓄え、流入する排気ガスの空燃比が低下したときに排
気ガス中に還元剤が含まれていると蓄えているNOXを
還元して蓄えているNOXの量が減少するNOX触媒を
配置し、NOX触媒に還元剤を供給するための還元剤供
給弁をNOX触媒上流の排気通路内に配置し、NOX触
媒内に蓄えられているイオウ分の量を減少させるべきと
きには還元剤供給弁からNOX触媒に還元剤を供給して
NOX触媒内に流入する排気ガスの空燃比を一時的に理
論空燃比又はリッチに切り替えるようにした内燃機関の
排気浄化装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, NO X in exhaust gas flowing into an exhaust passage of an internal combustion engine in which combustion is continued under a lean air-fuel ratio when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the exhaust gas is lean.
The stored, the NO X catalyst amount of the NO X when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is stored by reducing NO X are stored as containing a reducing agent in the exhaust gas when the drop is reduced arrangement, and reduced when NO X catalyst a reducing agent supply valve for supplying the reducing agent is disposed in an exhaust passage of the NO X catalyst upstream, it should reduce the amount of sulfur that is accumulated in the NO X catalyst An exhaust gas purification device for an internal combustion engine is known in which a reducing agent is supplied from an agent supply valve to a NO X catalyst to temporarily switch the air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the NO X catalyst to a stoichiometric air-fuel ratio or rich. There is.
【0003】ところが、NOX触媒内を多量の排気ガス
が流通しているときにこの排気ガスの空燃比を理論空燃
比又はリッチに切り替えるためには多量の還元剤が必要
となる。However, when a large amount of exhaust gas is flowing through the NO X catalyst, a large amount of reducing agent is required to switch the air-fuel ratio of this exhaust gas to the stoichiometric air-fuel ratio or rich.
【0004】そこで、NOX触媒を迂回してNOX触媒
上流の排気通路とNOX触媒下流の排気通路とを互いに
接続するバイパス通路を設け、開弁されると排気ガスが
バイパス通路内を流通してNOX触媒内を流通する排気
ガスの量が減少するバイパス制御弁をバイパス通路内に
配置し、バイパス制御弁を閉弁状態に保持すると共に、
NOX触媒内に蓄えられているイオウ分の量を減少させ
るべきときに一時的に開弁するようにした内燃機関の排
気浄化装置が公知である(特開2001−336418
号公報参照)。このようにすると、NOX触媒内に流入
する排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチに切り替
えるために必要な還元剤の量を低減することができる。[0004] Therefore, a bypass passage connecting together the exhaust passage of the exhaust passage and the NO X catalyst downstream of the NO X catalyst upstream bypassing the NO X catalyst is provided, the exhaust gas and is opened is circulated through the bypass passage A bypass control valve, which reduces the amount of exhaust gas flowing through the NO X catalyst, is arranged in the bypass passage, and the bypass control valve is kept closed.
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine is known in which the valve is temporarily opened when the amount of sulfur stored in the NO X catalyst should be reduced (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-336418).
(See Japanese Patent Publication). This makes it possible to reduce the amount of reducing agent required to switch the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X catalyst to the stoichiometric air-fuel ratio or rich.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このようなNOX触媒
内に蓄えられているイオウ分の量の減少作用は例えばN
OX触媒内に蓄えられているイオウ分の量が許容最大量
を越えたときに行われる。ところが、排気ガス中に含ま
れるイオウ分の量はNOXに比べるとかなり少なく、こ
のためこの減少作用が行われる頻度はかなり低くなって
いる。このことはバイパス制御弁が長時間にわたって閉
弁状態に保持されるということを意味しており、その結
果バイパス制御弁が閉弁位置に固着する恐れがあるとい
う問題点がある。バイパス制御弁が閉弁位置に固着する
とNOX触媒内に蓄えられているイオウ分の量を減少さ
せるために必要な還元剤の量をもはや低減することがで
きなくなる。The action of reducing the amount of sulfur stored in the NO X catalyst is, for example, N.
The amount of sulfur that is stored in the O X catalyst is performed when exceeding the allowable maximum amount. However, the amount of sulfur contained in the exhaust gas is considerably smaller than that of NO X , and therefore the frequency of this reducing action is considerably low. This means that the bypass control valve is kept in the closed state for a long time, and as a result, there is a problem that the bypass control valve may be stuck in the closed position. Bypass control valve can not longer possible to reduce the amount of reducing agent required to reduce the amount of sulfur that is accumulated in the NO X catalyst when secured in a closed position.
【0006】そこで本発明の目的は、NOX触媒内に蓄
えられているイオウ分の量を減少させるために必要な還
元剤の量を確実に低減することができる内燃機関の排気
浄化装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, which can surely reduce the amount of reducing agent required to reduce the amount of sulfur stored in the NO X catalyst. To do.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に1番目の発明によれば、リーン空燃比のもとで燃焼が
継続される内燃機関の排気通路内に、流入する排気ガス
の空燃比がリーンのときに流入する排気ガス中のNOX
を蓄え、流入する排気ガスの空燃比が低下したときに排
気ガス中に還元剤が含まれていると蓄えているNOXを
還元して蓄えているNOXの量が減少するNOX触媒を
配置し、NOX触媒を迂回してNOX触媒上流の排気通
路とNOX触媒下流の排気通路とを互いに接続するバイ
パス通路を設け、開弁されると排気ガスがバイパス通路
内に流入してNOX触媒内に流入する排気ガスの量が減
少するバイパス制御弁をバイパス通路内に配置した内燃
機関の排気浄化装置において、バイパス制御弁が閉弁状
態に保持されており、バイパス通路の流入端が接続され
ている部分とバイパス通路の流出端が接続されている部
分との間の排気通路内に、機関減速運転が行われると一
時的に閉弁される排気絞り弁を配置し、一時的に閉弁さ
れている排気絞り弁を開弁すべきときには排気絞り弁を
閉弁状態に保持しつつバイパス制御弁を一時的に開弁
し、次いで排気絞り弁を開弁するようにしている。According to the first aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the exhaust gas flowing into an exhaust passage of an internal combustion engine in which combustion is continued under a lean air-fuel ratio is exhausted. NO X in the exhaust gas that flows in when the fuel ratio is lean
The stored, the NO X catalyst amount of the NO X when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is stored by reducing NO X are stored as containing a reducing agent in the exhaust gas when the drop is reduced arrangement and, NO X catalyst to providing an exhaust passage and NO X catalyst downstream bypass passage connecting together the exhaust passage of the NO X catalyst upstream to bypass, the exhaust gas is opened flows into the bypass passage In an exhaust gas purification device for an internal combustion engine in which a bypass control valve that reduces the amount of exhaust gas flowing into the NO X catalyst is arranged in the bypass passage, the bypass control valve is held in a closed state, and the inflow end of the bypass passage is An exhaust throttle valve that is temporarily closed when engine deceleration operation is performed is placed in the exhaust passage between the portion where the engine is connected and the portion where the outflow end of the bypass passage is connected. Exhaust closed to When the throttle valve is to be opened, the bypass control valve is temporarily opened while the exhaust throttle valve is kept closed, and then the exhaust throttle valve is opened.
【0008】また、2番目の発明によれば1番目の発明
において、バイパス通路の流入端が接続されている部分
とNOX触媒との間の排気通路内に、NOX触媒に還元
剤を供給するための還元剤供給弁を配置し、一時的に閉
弁されている排気絞り弁を開弁すべきときにバイパス制
御弁が一時的に開弁されているときに還元剤供給弁から
NOX触媒に還元剤を供給するようにしている。According to the second invention, in the first invention, the reducing agent is supplied to the NO X catalyst in the exhaust passage between the portion where the inflow end of the bypass passage is connected and the NO X catalyst. a reducing agent supply valve for the arranged, NO X from the reducing agent feed valve when the bypass control valve is temporarily opened when temporarily should open the exhaust throttle valve being closed A reducing agent is supplied to the catalyst.
【0009】また、3番目の発明によれば1番目の発明
において、前記NOX触媒内に蓄えられているイオウ分
を還元して蓄えられているイオウ分の量を減少させるべ
きときに、バイパス制御弁が一時的に開弁される。Further, in the third aspect the first aspect, according to the time to reduce the amount of sulfur that is stored by reducing the sulfur that is accumulated in the NO X catalyst, a bypass The control valve is temporarily opened.
【0010】また、4番目の発明によれば1番目の発明
において、前記NOX触媒が排気ガス中に含まれる微粒
子を捕集するためのパティキュレートフィルタ上に担持
されている。According to a fourth invention, in the first invention, the NO X catalyst is carried on a particulate filter for collecting fine particles contained in the exhaust gas.
【0011】なお、本明細書では排気通路の或る位置よ
りも上流の排気通路、燃焼室、及び吸気通路内に供給さ
れた空気の量と、炭化水素HC及び一酸化炭素COのよ
うな還元剤の量との比をその位置における排気ガスの空
燃比と称している。In the present specification, the amount of air supplied into the exhaust passage, the combustion chamber, and the intake passage upstream of a certain position in the exhaust passage, and the reduction such as hydrocarbons HC and carbon monoxide CO. The ratio with the amount of agent is called the air-fuel ratio of the exhaust gas at that position.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】図1は本発明を圧縮着火式内燃機
関に適用した場合を示している。なお、本発明は火花点
火式内燃機関にも適用することもできる。FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a compression ignition type internal combustion engine. The present invention can also be applied to a spark ignition type internal combustion engine.
【0013】図1を参照すると、1は機関本体、2はシ
リンダブロック、3はシリンダヘッド、4はピストン、
5は燃焼室、6は電気制御式燃料噴射弁、7は吸気弁、
8は吸気ポート、9は排気弁、10は排気ポートを夫々
示す。吸気ポート8は対応する吸気枝管11を介してサ
ージタンク12に連結され、サージタンク12は吸気ダ
クト13を介して排気ターボチャージャ14のコンプレ
ッサ15に連結される。吸気ダクト13内にはステップ
モータ16により駆動されるスロットル弁17が配置さ
れ、更に吸気ダクト13周りには吸気ダクト13内を流
れる吸入空気を冷却するための冷却装置18が配置され
る。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置1
8内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却され
る。Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston,
5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve,
Reference numeral 8 is an intake port, 9 is an exhaust valve, and 10 is an exhaust port. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch pipe 11, and the surge tank 12 is connected to a compressor 15 of an exhaust turbocharger 14 via an intake duct 13. A throttle valve 17 driven by a step motor 16 is arranged in the intake duct 13, and a cooling device 18 for cooling intake air flowing in the intake duct 13 is arranged around the intake duct 13. In the embodiment shown in FIG. 1, the engine cooling water is the cooling device 1.
8, the intake air is cooled by the engine cooling water.
【0014】一方、排気ポート10は排気マニホルド1
9及び排気管20を介して排気ターボチャージャ14の
排気タービン21に連結され、排気タービン21の出口
は上流側排気ダクト22を介し、パティキュレートフィ
ルタ23を収容したケーシング24に接続される。この
ケーシング24には下流側排気ダクト25が接続され
る。上流側排気ダクト22内にはアクチュエータ26に
よって駆動される排気絞り弁27と、パティキュレート
フィルタ23に還元剤を供給するための電気制御式還元
剤供給弁28とが配置される。この還元剤供給弁28に
は電気制御式の還元剤ポンプ29から還元剤が供給され
る。還元剤には液体又は気体の炭化水素のほか水素や尿
素などを用いることができるが、本発明による実施例で
は還元剤として燃料即ち軽油が用いられている。On the other hand, the exhaust port 10 is connected to the exhaust manifold 1.
9 and the exhaust pipe 20 are connected to the exhaust turbine 21 of the exhaust turbocharger 14, and the outlet of the exhaust turbine 21 is connected via the upstream exhaust duct 22 to the casing 24 accommodating the particulate filter 23. A downstream side exhaust duct 25 is connected to the casing 24. An exhaust throttle valve 27 driven by an actuator 26 and an electrically controlled reducing agent supply valve 28 for supplying a reducing agent to the particulate filter 23 are arranged in the upstream side exhaust duct 22. A reducing agent is supplied to the reducing agent supply valve 28 from an electrically controlled reducing agent pump 29. As the reducing agent, not only liquid or gaseous hydrocarbons but also hydrogen, urea, etc. can be used, but in the embodiment according to the present invention, fuel or light oil is used as the reducing agent.
【0015】排気絞り弁27は通常運転時には開弁状態
に維持されており、即ち排気絞り弁27の開度はその最
大開度に保持されている。機関減速運転が行われると、
即ち例えばアクセルペダルの踏み込み量がゼロになりこ
のとき機関回転数が予め定められた許容下限値よりも高
ければ、排気絞り弁27が閉弁され即ち排気絞り弁27
の開度が例えば小さな一定値まで減少される。その結
果、機関背圧が上昇し、機関制動力が得られることにな
る。次いで、アクセルペダルが踏み込まれるか又は機関
回転数Nが許容下限値N1以下になると排気絞り弁27
が開弁される。排気絞り弁27が閉弁されると、内燃機
関から排出された全ての排気ガスがパティキュレートフ
ィルタ23内に流入する。The exhaust throttle valve 27 is maintained in an open state during normal operation, that is, the opening degree of the exhaust throttle valve 27 is maintained at its maximum opening degree. When the engine deceleration operation is performed,
That is, for example, when the depression amount of the accelerator pedal becomes zero and the engine speed is higher than a predetermined allowable lower limit value at this time, the exhaust throttle valve 27 is closed, that is, the exhaust throttle valve 27.
Is reduced to a small constant value, for example. As a result, the engine back pressure rises and engine braking force is obtained. Next, when the accelerator pedal is depressed or the engine speed N falls below the allowable lower limit value N1, the exhaust throttle valve 27
Is opened. When the exhaust throttle valve 27 is closed, all the exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows into the particulate filter 23.
【0016】一方、排気絞り弁27上流の上流側排気ダ
クト22と下流側排気ダクト25とはバイパス管30を
介して互いに接続され、バイパス管30内にはアクチュ
エータ31により駆動されるバイパス制御弁32が配置
される。このバイパス制御弁32は通常運転時には閉弁
状態に維持されており、即ちバイパス管30が閉塞され
ている。バイパス制御弁32が開弁されると、排気絞り
弁27が開弁されていても排気ガスがバイパス管30内
に流入し、パティキュレートフィルタ23内に流入する
排気ガスの量がわずかばかりの量まで減少する。On the other hand, the upstream side exhaust duct 22 and the downstream side exhaust duct 25 upstream of the exhaust throttle valve 27 are connected to each other via a bypass pipe 30, and a bypass control valve 32 driven by an actuator 31 in the bypass pipe 30. Are placed. The bypass control valve 32 is maintained in a closed state during normal operation, that is, the bypass pipe 30 is closed. When the bypass control valve 32 is opened, the exhaust gas flows into the bypass pipe 30 even if the exhaust throttle valve 27 is opened, and the amount of the exhaust gas flowing into the particulate filter 23 is a slight amount. Decrease to.
【0017】なお、排気絞り弁27を下流側排気ダクト
25内に配置することもでき、この場合には上流側排気
ダクト22と排気絞り弁27下流の下流側排気ダクト2
5とがバイパス管30を介して互いに接続される。The exhaust throttle valve 27 may be arranged in the downstream exhaust duct 25. In this case, the upstream exhaust duct 22 and the downstream exhaust duct 2 downstream of the exhaust throttle valve 27 are provided.
5 and 5 are connected to each other via a bypass pipe 30.
【0018】更に図1を参照すると、排気マニホルド1
9とサージタンク12とは排気ガス再循環(以下、EG
Rと称す)通路34を介して互いに連結され、EGR通
路34内には電気制御式EGR制御弁35が配置され
る。また、EGR通路34周りにはEGR通路34内を
流れるEGRガスを冷却するための冷却装置36が配置
される。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装
置36内に導かれ、機関冷却水によってEGRガスが冷
却される。Still referring to FIG. 1, the exhaust manifold 1
9 and the surge tank 12 are exhaust gas recirculation (hereinafter, EG
An electric control type EGR control valve 35 is arranged in the EGR passage 34 and is connected to each other via a passage 34 (referred to as R). A cooling device 36 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 34 is arranged around the EGR passage 34. In the embodiment shown in FIG. 1, the engine cooling water is guided into the cooling device 36, and the engine cooling water cools the EGR gas.
【0019】一方、各燃料噴射弁6は燃料供給管6aを
介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール37に連結
される。このコモンレール37内へは電気制御式の吐出
量可変な燃料ポンプ38から燃料が供給され、コモンレ
ール37内に供給された燃料は各燃料供給管6aを介し
て燃料噴射弁6に供給される。コモンレール37にはコ
モンレール37内の燃料圧を検出するための燃料圧セン
サ39が取付けられ、燃料圧センサ39の出力信号に基
づいてコモンレール37内の燃料圧が目標燃料圧となる
ように燃料ポンプ38の吐出量が制御される。On the other hand, each fuel injection valve 6 is connected to a fuel reservoir, a so-called common rail 37, via a fuel supply pipe 6a. The fuel is supplied into the common rail 37 from an electrically controlled variable discharge fuel pump 38, and the fuel supplied into the common rail 37 is supplied to the fuel injection valve 6 through each fuel supply pipe 6a. A fuel pressure sensor 39 for detecting the fuel pressure in the common rail 37 is attached to the common rail 37, and the fuel pump 38 so that the fuel pressure in the common rail 37 becomes a target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 39. Is controlled.
【0020】電子制御ユニット40はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス41によって互いに接続さ
れたROM(リードオンリメモリ)42、RAM(ラン
ダムアクセスメモリ)43、CPU(マイクロプロセッ
サ)44、入力ポート45及び出力ポート46を具備す
る。パティキュレートフィルタ23にはパティキュレー
トフィルタ23の温度を検出するための温度センサ49
aが接続され、ケーシング24にはパティキュレートフ
ィルタ23の前後の差圧、即ちパティキュレートフィル
タ23の圧損を検出するための圧損センサ49bが接続
される。これらセンサ49a,49b及び燃料圧センサ
39の出力信号はそれぞれ対応するAD変換器47を介
して入力ポート45に入力される。また、アクセルペダ
ル50にはアクセルペダル50の踏み込み量を検出する
ための負荷センサ51が接続され、負荷センサ51の出
力電圧は対応するAD変換器47を介して入力ポート4
5に入力される。更に入力ポート45にはクランクシャ
フトが例えば30°回転する毎に出力パルスを発生する
クランク角センサ52が接続される。The electronic control unit 40 is composed of a digital computer, and has a ROM (read only memory) 42, a RAM (random access memory) 43, a CPU (microprocessor) 44, an input port 45, and an input port 45 which are connected to each other by a bidirectional bus 41. The output port 46 is provided. The particulate filter 23 has a temperature sensor 49 for detecting the temperature of the particulate filter 23.
a is connected to the casing 24, and the casing 24 is connected to a pressure loss sensor 49b for detecting a differential pressure before and after the particulate filter 23, that is, a pressure loss of the particulate filter 23. The output signals of the sensors 49a and 49b and the fuel pressure sensor 39 are input to the input port 45 via the corresponding AD converters 47, respectively. A load sensor 51 for detecting the depression amount of the accelerator pedal 50 is connected to the accelerator pedal 50, and the output voltage of the load sensor 51 is input to the input port 4 via the corresponding AD converter 47.
Input to 5. Further, the input port 45 is connected to a crank angle sensor 52 that generates an output pulse each time the crankshaft rotates, for example, 30 °.
【0021】一方、出力ポート46は対応する駆動回路
48を介して燃料噴射弁6、ステップモータ16、アク
チュエータ26,31、還元剤供給弁28、還元剤ポン
プ29、EGR制御弁35、燃料ポンプ38にそれぞれ
接続される。On the other hand, the output port 46, via the corresponding drive circuit 48, the fuel injection valve 6, the step motor 16, the actuators 26 and 31, the reducing agent supply valve 28, the reducing agent pump 29, the EGR control valve 35, and the fuel pump 38. Respectively connected to.
【0022】図2にパティキュレートフィルタ23の構
造を示す。なお、図2において(A)はパティキュレー
トフィルタ23の正面図を示しており、(B)はパティ
キュレートフィルタ23の側面断面図を示している。図
2(A)および(B)に示されるようにパティキュレー
トフィルタ23はハニカム構造をなしており、互いに平
行をなして延びる複数個の排気ガス通路50,51を具
備する。これら排気ガス通路は上流端が開放されかつ下
流端がシール材52により閉塞されている排気ガス流入
通路50と、下流端が開放されかつ上流端がシール材5
3により閉塞されている排気ガス流出通路51とにより
構成される。なお、図2(A)においてハッチングを付
した部分はシール材53を示している。これら排気ガス
通路50,51は例えばコージェライトのような多孔質
材から形成される薄肉の隔壁54を介して交互に配置さ
れる。云い換えると排気ガス通路50,51は各排気ガ
ス流入通路50が4つの排気ガス流出通路51によって
包囲され、各排気ガス流出通路51が4つの排気ガス流
入通路50によって包囲されるように配置される。FIG. 2 shows the structure of the particulate filter 23. 2A is a front view of the particulate filter 23, and FIG. 2B is a side sectional view of the particulate filter 23. As shown in FIGS. 2A and 2B, the particulate filter 23 has a honeycomb structure and includes a plurality of exhaust gas passages 50 and 51 extending in parallel with each other. These exhaust gas passages have an upstream end open and a downstream end closed by a sealing material 52, and an exhaust gas inflow passage 50 whose downstream end is open and an upstream end sealing material 5.
The exhaust gas outflow passage 51 is closed by 3. Note that the hatched portion in FIG. 2A indicates the sealing material 53. The exhaust gas passages 50 and 51 are alternately arranged via thin partition walls 54 formed of a porous material such as cordierite. In other words, the exhaust gas passages 50 and 51 are arranged so that each exhaust gas inflow passage 50 is surrounded by the four exhaust gas outflow passages 51 and each exhaust gas outflow passage 51 is surrounded by the four exhaust gas inflow passages 50. It
【0023】パティキュレートフィルタ23は例えばコ
ージェライトのような多孔質材料から形成されており、
従って排気ガス流入通路50内に流入した排気ガスは図
2(B)において矢印で示されるように周囲の隔壁54
内を通って隣接する排気ガス流出通路51内に流出す
る。The particulate filter 23 is made of a porous material such as cordierite,
Therefore, the exhaust gas flowing into the exhaust gas inflow passage 50 is surrounded by the surrounding partition wall 54 as shown by the arrow in FIG.
The gas passes through the inside and flows out into the adjacent exhaust gas outflow passage 51.
【0024】また、パティキュレートフィルタ23の隔
壁54の両側面及び細孔内壁面上には図3に示されるよ
うにNOX触媒60がそれぞれ担持されている。このN
OX触媒60は例えばアルミナを担体とし、この担体上
に例えばカリウムK、ナトリウムNa、リチウムLi、
セシウムCsのようなアルカリ金属、バリウムBa、カ
ルシウムCaのようなアルカリ土類、ランタンLa、イ
ットリウムYのような希土類から選ばれた少なくとも一
つと、白金Pt、パラジウムPd、ロジウムRh、イリ
ジウムIrのような貴金属とが担持されている。Further, as shown in FIG. 3, NO X catalyst 60 is carried on both side surfaces of the partition wall 54 of the particulate filter 23 and on the inner wall surface of the pores. This N
O X catalyst 60 is, for example, alumina as a carrier, for example, potassium K on the carrier, sodium Na, lithium Li,
At least one selected from alkali metals such as cesium Cs, barium Ba, alkaline earths such as calcium Ca, lanthanum La, rare earths such as yttrium Y, and platinum Pt, palladium Pd, rhodium Rh, and iridium Ir. Noble metals are supported.
【0025】NOX触媒は流入する排気ガスの平均空燃
比がリーンのときにはNOXを蓄え、流入する排気ガス
の空燃比が低下したときに排気ガス中に還元剤が含まれ
ていると蓄えているNOXを還元して蓄えているNOX
の量を減少させる蓄積還元作用を行う。The NO X catalyst stores NO X when the average air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, and stores that the reducing agent is contained in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas decreases. NO X which is stored by reducing the NO X you are
Performs a reducing action that reduces the amount of.
【0026】NOX触媒の蓄積還元作用の詳細なメカニ
ズムについては完全には明らかにされていない。しかし
ながら、現在考えられているメカニズムを、担体上に白
金Pt及びバリウムBaを担持させた場合を例にとって
簡単に説明すると次のようになる。The detailed mechanism of the NO X catalyst storage-reduction action has not been completely clarified. However, the mechanism currently considered will be briefly described as follows, taking a case where platinum Pt and barium Ba are supported on a carrier as an example.
【0027】即ち、NOX触媒に流入する排気ガスの空
燃比が理論空燃比よりもかなりリーンになると流入する
排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、酸素O2がO2
−又はO2−の形で白金Ptの表面に付着する。一方、
流入する排気ガス中のNOは白金Ptの表面上でO2 −
又はO2−と反応し、NO2となる(NO+O2→NO
2+O*、ここでO*は活性酸素)。次いで生成された
NO2の一部は白金Pt上でさらに酸化されつつNOX
触媒内に吸収されて酸化バリウムBaOと結合しなが
ら、硝酸イオンNO3 −の形でNOX触媒内に拡散す
る。このようにしてNOXがNOX触媒内に蓄えられ
る。That is, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X catalyst becomes considerably leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas greatly increases and oxygen O 2 becomes O 2
- or O 2- shape is deposited on the surface of the platinum Pt. on the other hand,
NO in the inflowing exhaust gas is O 2 − on the surface of platinum Pt.
Alternatively, it reacts with O 2− to become NO 2 (NO + O 2 → NO
2 + O * , where O * is active oxygen). Next, a part of the generated NO 2 is further oxidized on the platinum Pt and NO x
While being absorbed in the catalyst and binding to barium oxide BaO, it diffuses in the NO x catalyst in the form of nitrate ions NO 3 − . In this way, NO X is stored in the NO X catalyst.
【0028】これに対し、NOX触媒に流入する排気ガ
スの空燃比がリッチ又は理論空燃比になると、排気ガス
中の酸素濃度が低下してNO2の生成量が低下し、反応
が逆方向(NO3 −→NO+2O*)に進み、斯くして
NOX触媒内の硝酸イオンNO3 −がNO2の形でNO
X触媒から放出される。この放出されたNOXは排気ガ
ス中に還元剤即ちHC,COが含まれているとこれらH
C,COと反応して還元せしめられる。このようにして
白金Ptの表面上にNOXが存在しなくなるとNOX触
媒から次から次へとNOXが放出されて還元され、NO
X触媒内に蓄えられているNOXの量が次第に減少す
る。On the other hand, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X catalyst becomes rich or becomes the stoichiometric air-fuel ratio, the oxygen concentration in the exhaust gas lowers, the amount of NO 2 produced decreases, and the reaction proceeds in the opposite direction. (NO 3 − → NO + 2O * ), and thus the nitrate ion NO 3 − in the NO X catalyst is NO in the form of NO 2.
Emitted from the X catalyst. The released NO X is reduced by the presence of reducing agents, namely HC and CO, in the exhaust gas.
It is reduced by reacting with C and CO. When NO X is no longer present on the surface of platinum Pt in this way, NO X is released one after another from the NO X catalyst and is reduced.
The amount of NO X stored in the X catalyst gradually decreases.
【0029】なお、硝酸塩を形成することなくNOXを
蓄え、NOXを放出することなくNOXを還元すること
も可能である。また、活性酸素O*に着目すれば、NO
X触媒はNOXの蓄積及び放出に伴って活性酸素O*を
生成する活性酸素生成触媒と見ることもできる。[0029] Incidentally, accumulated the NO X without forming a nitrate, can be reduced without any NO X to release NO X. Also, focusing on the active oxygen O * , NO
The X catalyst can also be regarded as an active oxygen production catalyst that produces active oxygen O * with the accumulation and release of NO X.
【0030】上述したように、通常運転時には排気絞り
弁27が開弁状態に維持されており、バイパス制御弁3
2が閉弁状態に維持されており、内燃機関から排出され
た全ての排気ガスがパティキュレートフィルタ23内に
流入する。As described above, the exhaust throttle valve 27 is maintained in the open state during the normal operation, and the bypass control valve 3
2 is maintained in the closed state, and all the exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows into the particulate filter 23.
【0031】このとき、排気ガス中に含まれる主に炭素
の固体からなる微粒子はパティキュレートフィルタ23
上に捕集される。図1に示される内燃機関はリーン空燃
比のもとでの燃焼が継続して行われており、即ちパティ
キュレートフィルタ23に流入する排気ガスの空燃比が
リーンに維持されており、また、NOX触媒60は酸化
能を有しているので、パティキュレートフィルタ23の
温度が微粒子を酸化しうる温度、例えば250℃以上に
維持されていれば、パティキュレートフィルタ23上で
微粒子が酸化せしめられ除去される。At this time, the particulates which are mainly carbon solids contained in the exhaust gas are particulate filter 23.
Caught on. The internal combustion engine shown in FIG. 1 continues to burn under a lean air-fuel ratio, that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 23 is maintained lean, and NO. Since the X catalyst 60 has an oxidizing ability, if the temperature of the particulate filter 23 is maintained at a temperature at which the particulates can be oxidized, for example, 250 ° C. or higher, the particulates are oxidized on the particulate filter 23 and removed. To be done.
【0032】ところが、パティキュレートフィルタ23
の温度が微粒子を酸化しうる温度に維持されなくなるか
又は単位時間当たりにパティキュレートフィルタ23内
に流入する微粒子の量がかなり多くなるとパティキュレ
ートフィルタ23上に堆積する微粒子の量が次第に増大
し、パティキュレートフィルタ23の圧損が増大する。However, the particulate filter 23
When the temperature of is not maintained at a temperature at which the particulates can be oxidized or the amount of the particulates flowing into the particulate filter 23 per unit time becomes considerably large, the amount of the particulates deposited on the particulate filter 23 gradually increases, The pressure loss of the particulate filter 23 increases.
【0033】そこで本発明による実施例では、例えばパ
ティキュレートフィルタ23上の堆積微粒子量が許容最
大量を越えたときにはパティキュレートフィルタ23に
流入する排気ガスの空燃比をリーンに維持しつつパティ
キュレートフィルタ23の温度を600℃以上まで上昇
し次いで600℃以上に維持する昇温制御が行われる。
この昇温制御が行われるとパティキュレートフィルタ2
3上に堆積した微粒子が着火燃焼せしめられ除去され
る。図1に示される実施例では、圧損センサ49bによ
り検出されるパティキュレートフィルタ23の圧損が許
容最大値を越えたときにパティキュレートフィルタ23
上の堆積微粒子量が許容最大量を越えたと判断される。Therefore, in the embodiment according to the present invention, for example, when the amount of particulates deposited on the particulate filter 23 exceeds the allowable maximum amount, the particulate filter 23 is maintained while maintaining a lean air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 23. A temperature raising control is performed in which the temperature of 23 is raised to 600 ° C. or higher and then maintained at 600 ° C. or higher.
When this temperature raising control is performed, the particulate filter 2
The fine particles deposited on 3 are ignited and burned and removed. In the embodiment shown in FIG. 1, the particulate filter 23 is detected when the pressure loss of the particulate filter 23 detected by the pressure loss sensor 49b exceeds the maximum allowable value.
It is judged that the amount of accumulated fine particles above the maximum allowable amount.
【0034】なお、パティキュレートフィルタ23の温
度を上昇させる方法には種々の方法がある。例えばパテ
ィキュレートフィルタ23の端面に電気ヒータを配置し
て電気ヒータによりパティキュレートフィルタ23又は
パティキュレートフィルタ23に流入する排気ガスを加
熱する方法や、パティキュレートフィルタ23上流の排
気通路内に燃料を供給してこの燃料を燃焼させることに
よりパティキュレートフィルタ23を加熱する方法や、
内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させてパ
ティキュレートフィルタ23の温度を上昇させる方法が
ある。There are various methods for raising the temperature of the particulate filter 23. For example, a method of arranging an electric heater on the end surface of the particulate filter 23 and heating the particulate filter 23 or the exhaust gas flowing into the particulate filter 23 by the electric heater, or supplying fuel into the exhaust passage upstream of the particulate filter 23 Then, a method of heating the particulate filter 23 by burning this fuel,
There is a method of raising the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine to raise the temperature of the particulate filter 23.
【0035】一方、上述したようにパティキュレートフ
ィルタ23内に流入する排気ガスの空燃比はリーンに維
持されているので、排気ガス中のNOXはパティキュレ
ートフィルタ23上のNOX触媒60内に蓄えられる。
また、排気ガス中にはイオウ分が例えばSOXの形で含
まれており、NOX触媒60内にはNOXばかりでなく
SOXも蓄えられる。On the other hand, as described above, since the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 23 is kept lean, NO X in the exhaust gas enters the NO X catalyst 60 on the particulate filter 23. It can be stored.
Further, the exhaust gas contains sulfur, for example, in the form of SO X , and not only NO X but also SO X is stored in the NO X catalyst 60.
【0036】このSOXのNOX触媒60内への蓄積メ
カニズムはNOXの蓄積メカニズムと同じであると考え
られる。即ち、担体上に白金Pt及びバリウムBaを担
持させた場合を例にとって簡単に説明すると、NOX触
媒60に流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには
上述したように酸素O2がO2 −又はO2−の形で白金
Ptの表面に付着しており、流入する排気ガス中のSO
2は白金Ptの表面上でO2 −又はO2−と反応し、S
O3となる。次いで生成されたSO3は白金Pt上でさ
らに酸化されつつNOX触媒60内に吸収されて酸化バ
リウムBaOと結合しながら、硫酸イオンSO4 −の形
でNOX触媒60内に拡散する。この硫酸イオンSO4
−は次いでバリウムイオンBa+と結合して硫酸塩Ba
SO4を生成する。The mechanism of accumulation of SO X in the NO X catalyst 60 is considered to be the same as that of NO X. That is, the case where platinum Pt and barium Ba are carried on the carrier will be briefly described as an example. When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X catalyst 60 is lean, as described above, the oxygen O 2 becomes O 2 −. Alternatively, it is attached to the surface of platinum Pt in the form of O 2− and SO in the inflowing exhaust gas is
2 reacts with O 2 − or O 2− on the surface of platinum Pt, and S
It becomes O 3 . Next, the produced SO 3 is further oxidized on platinum Pt, absorbed in the NO X catalyst 60 and combined with barium oxide BaO, and diffused in the NO X catalyst 60 in the form of sulfate ion SO 4 − . This sulfate ion SO 4
− Then binds to barium ion Ba + to form sulfate Ba
Generates SO 4 .
【0037】このようにしてNOX触媒60内の蓄積N
OX量及び蓄積SOX量が次第に増大する。本発明によ
る実施例では、NOX触媒60内の蓄積NOX量がその
許容最大量を越えたときにはNOX触媒60内に蓄えら
れているNOXを還元しNO X触媒60内の蓄積NOX
量を減少させるようにし、NOX触媒60内の蓄積SO
X量がその許容最大量を越えたときにはNOX触媒60
内に蓄えられているSOXを還元しNOX触媒60内の
蓄積SOX量を減少させるようにしている。このことを
図4に示されるルーチンを参照して詳しく説明する。な
お、図4に示されるルーチンは予め定められた設定時間
毎の割り込みによって実行される。In this way, NOXAccumulation N in the catalyst 60
OXQuantity and accumulated SOXThe amount increases gradually. According to the invention
In some embodiments, NOXAccumulated NO in the catalyst 60XThe amount is
NO when the maximum allowable amount is exceededXStored in the catalyst 60
NOXReduce NO XAccumulated NO in the catalyst 60X
Try to reduce the amount, NOXStored SO in catalyst 60
XNO when the amount exceeds the maximum allowable amountXCatalyst 60
SO stored inXReduce NOXIn the catalyst 60
Accumulated SOXI try to reduce the amount. This thing
This will be described in detail with reference to the routine shown in FIG. Na
The routine shown in FIG. 4 has a preset set time.
It is executed by each interrupt.
【0038】図4を参照すると、まず初めにステップ1
00ではNOX触媒60の蓄積NO X量QN及び蓄積S
OX量QSが例えば機関運転状態に基づいて算出され
る。即ち、単位時間当たりにNOX触媒60内に蓄えら
れるNOX及びSOXの量は単位時間当たりに内燃機関
から排出されるNOX及びSOXの量に依存し、単位時
間当たりに内燃機関から排出されるNOXの量は例えば
機関負荷を表すアクセルペダルの踏み込み量及び機関回
転数に依存し、単位時間当たりに内燃機関から排出され
るSOXの量は燃料噴射量に依存する。従って、アクセ
ルペダルの踏み込み量及び機関回転数と燃料噴射量とか
ら、単位時間当たりにNOX触媒60内に蓄えられるN
OX及びSOXの量がそれぞれ求められ、これらが逐次
積算される。Referring to FIG. 4, first step 1
00 is NOXAccumulation NO of catalyst 60 XQuantity QN and accumulated S
OXThe quantity QS is calculated, for example, based on the engine operating state.
It That is, NO per unit timeXStored in the catalyst 60
NOXAnd SOXThe amount of the internal combustion engine per unit time
NO emitted fromXAnd SOXDepends on the amount of
NO emitted from the internal combustion engineXThe amount of
Depression amount of the accelerator pedal that indicates engine load and engine speed
Emissions from the internal combustion engine per unit time
SOXAmount depends on the fuel injection amount. Therefore, the access
The pedal depression amount, engine speed and fuel injection amount.
, NO per unit timeXN stored in the catalyst 60
OXAnd SOXOf each
Accumulated.
【0039】続くステップ101では蓄積SOX量QS
が予め定められた許容最大SOX量QS1よりも多いか
否かが判別される。QS≦QS1のときには次いでステ
ップ102に進み、蓄積NOX量QNが許容最大NOX
量QN1よりも多いか否かが判別される。QN≦QN1
のときには処理サイクルを終了し、QN>QN1のとき
には次いでステップ103に進み、NOX触媒60内に
流入する排気ガスの空燃比がリッチになるように還元剤
供給弁28から還元剤が一定時間だけ供給される。続く
ステップ104では蓄積NOX量QNがクリアされる。In the following step 101, the stored SO X amount QS
Is larger than a predetermined allowable maximum SO X amount QS1. When QS ≦ QS1, the routine proceeds to step 102, where the accumulated NO X amount QN is the maximum allowable NO X.
It is determined whether or not the quantity is larger than the quantity QN1. QN ≦ QN1
When QN> QN1, the process proceeds to step 103, and the reducing agent is supplied from the reducing agent supply valve 28 for a certain time so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X catalyst 60 becomes rich. Supplied. In the following step 104, the stored NO X amount QN is cleared.
【0040】一方、ステップ101においてQS>QS
1のときには次いでステップ105に進み、パティキュ
レートフィルタ23に流入する排気ガスの空燃比をリー
ンに維持しつつNOX触媒60の温度を550℃まで上
昇し次いで550℃以上に維持する昇温制御が行われ
る。続くステップ106ではバイパス制御弁32が開弁
され、続くステップ107ではNOX触媒60内に流入
する排気ガスの空燃比がリッチ又は理論空燃比になるよ
うに還元剤供給弁28から還元剤が一定時間だけ供給さ
れる。即ち、上述したNOX触媒60のSOX蓄積メカ
ニズムにおける硫酸塩BaSO4は分解しにくく、NO
X触媒60内に流入する排気ガスの空燃比をただ単にリ
ッチにしてもNOX触媒60内の硫酸塩BaSO4の量
は減少しない。しかしながら、NOX触媒60の温度を
550℃以上に維持しつつNOX触媒60に流入する排
気ガスの空燃比をリッチ又は理論空燃比にすると、NO
X触媒60内の硫酸塩BaSO4が分解してSO3の形
でNOX触媒60から放出される。この放出されたSO
3は排気ガス中に還元剤即ちHC,COが含まれている
とこれらHC,COと反応してSO2に還元せしめられ
る。このようにしてNOX触媒60内に蓄えられている
SOXの量が次第に減少し、このときNOX触媒60か
らSOXがSO3の形で流出することがない。On the other hand, in step 101, QS> QS
When it is 1, the routine proceeds to step 105, where temperature raising control is performed to raise the temperature of the NO X catalyst 60 to 550 ° C. while keeping the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 23 lean, and then maintain it at 550 ° C. or higher. Done. In the following step 106, the bypass control valve 32 is opened, and in the following step 107, the reducing agent is kept constant from the reducing agent supply valve 28 so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X catalyst 60 becomes rich or the stoichiometric air-fuel ratio. Only time is supplied. That is, the sulfate BaSO 4 in the SO X accumulation mechanism of the NO X catalyst 60 described above is difficult to decompose, and NO
Even if the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the X catalyst 60 is simply made rich, the amount of sulfate BaSO 4 in the NO X catalyst 60 does not decrease. However, if the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X catalyst 60 is made rich or stoichiometric while maintaining the temperature of the NO X catalyst 60 at 550 ° C. or higher, NO
The sulfate BaSO 4 in the X catalyst 60 is decomposed and released from the NO X catalyst 60 in the form of SO 3 . This released SO
When the exhaust gas contains a reducing agent, that is, HC and CO, 3 reacts with these HC and CO and is reduced to SO 2 . In this way, the amount of SO X stored in the NO X catalyst 60 gradually decreases, and at this time, SO X does not flow out from the NO X catalyst 60 in the form of SO 3 .
【0041】この場合、バイパス制御弁32が開弁され
ているので、NOX触媒60内に流入する排気ガスの量
が低減されており、従ってNOX触媒60内に流入する
排気ガスの空燃比をリッチ又は理論空燃比に切り替える
のに必要な還元剤の量を低減することができる。なお、
NOX触媒60内に蓄えられているイオウ分の量を減少
させるべきときに、バイパス制御弁32を開弁しかつ排
気絞り弁27を閉弁するようにしてもよい。In this case, since the bypass control valve 32 is opened, the amount of exhaust gas flowing into the NO X catalyst 60 is reduced, and therefore the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X catalyst 60 is reduced. It is possible to reduce the amount of reducing agent required to switch the fuel to a rich or stoichiometric air-fuel ratio. In addition,
The bypass control valve 32 may be opened and the exhaust throttle valve 27 may be closed when the amount of sulfur stored in the NO X catalyst 60 should be reduced.
【0042】続くステップ108ではバイパス制御弁3
2が閉弁状態に戻され、続くステップ109では蓄積S
OX量QSがクリアされる。次いで、ステップ104に
進み、蓄積NOX量QNがクリアされる。ステップ10
7においてNOX触媒60内に流入する排気ガスの空燃
比がリッチ又は理論空燃比に切り替えられると、NO X
触媒60内に蓄えられているNOXも還元されNOX触
媒60内の蓄積NOX量も減少するからである。In the following step 108, the bypass control valve 3
2 is returned to the closed state, and in the following step 109, the accumulated S
OXThe quantity QS is cleared. Then go to step 104
Go forward and accumulate NOXThe quantity QN is cleared. Step 10
NO in 7XAir-fuel of exhaust gas flowing into the catalyst 60
If the ratio is switched to rich or stoichiometric, NO X
NO stored in the catalyst 60XIs also reduced and NOXTouch
Storage NO in medium 60XThis is because the amount also decreases.
【0043】上述したNOX触媒60のNOX及びSO
Xの蓄積還元メカニズムによれば、NOX触媒60内に
NOX及びSOXが蓄えられるときにもNOX及びSO
Xが放出されるときにも活性酸素が生成される。この活
性酸素は酸素O2よりも活性が高く、従ってパティキュ
レートフィルタ23上に堆積している微粒子を速やかに
酸化する。即ち、パティキュレートフィルタ23上にN
OX触媒60を担持させると、パティキュレートフィル
タ23内に流入する排気ガスの空燃比がリーンであろう
とリッチであろうとパティキュレートフィルタ23上に
堆積している微粒子が酸化される。このようにして微粒
子が連続的に酸化される。NO X and SO of the above-mentioned NO X catalyst 60
According to X storage reduction mechanism, NO even when the NO X and SO X is stored in the NO X catalyst 60 X and SO
Active oxygen is also produced when X is released. This active oxygen has a higher activity than oxygen O 2 , and therefore rapidly oxidizes the particulates deposited on the particulate filter 23. That is, N on the particulate filter 23
When supporting the O X catalyst 60, particulate matter settled air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 23 as will be rich and would lean on the particulate filter 23 is oxidized. In this way, the fine particles are continuously oxidized.
【0044】このように図1に示される実施例では、バ
イパス制御弁32が開弁されるのはNOX触媒60内に
蓄えられたSOXの量を減少させるべきときのみであ
る。ところが、冒頭で述べたように、排気ガス中に含ま
れるSOXの量はかなり少なく、このためバイパス制御
弁32が長時間にわたって閉弁状態に保持されることに
なる。As described above, in the embodiment shown in FIG. 1, the bypass control valve 32 is opened only when the amount of SO X stored in the NO X catalyst 60 should be reduced. However, as described at the beginning, the amount of SO X contained in the exhaust gas is considerably small, so that the bypass control valve 32 is kept closed for a long time.
【0045】そこで本発明による実施例では、排気絞り
弁27の開閉弁動作が行われる毎にバイパス制御弁32
を一時的に開弁するようにしている。Therefore, in the embodiment according to the present invention, the bypass control valve 32 is opened every time the exhaust throttle valve 27 is opened and closed.
Is temporarily opened.
【0046】即ち、図5に示されるように、アクセルペ
ダルの踏み込み量Lがゼロになりこのとき機関回転数N
が予め定められた許容下限値N1よりも高ければ、排気
絞り弁27が閉弁される。次いで、アクセルペダルが踏
み込まれるか又は機関回転数Nが許容下限値N1以下に
なると、排気絞り弁27を閉弁状態に保持しつつバイパ
ス制御弁32が開弁される。次いで、バイパス制御弁3
2が閉弁されると共に排気絞り弁27が開弁される。That is, as shown in FIG. 5, the accelerator pedal depression amount L becomes zero, and at this time the engine speed N
Is higher than a predetermined allowable lower limit value N1, the exhaust throttle valve 27 is closed. Next, when the accelerator pedal is depressed or the engine speed N becomes equal to or lower than the allowable lower limit value N1, the bypass control valve 32 is opened while the exhaust throttle valve 27 is kept closed. Next, bypass control valve 3
2 is closed and the exhaust throttle valve 27 is opened.
【0047】このようにするとバイパス制御弁32が固
着しなくなる。その結果、NOX触媒60内の蓄積SO
X量を減少させるべきときにNOX触媒60内に流入す
る排気ガスの量を確実に低減することができ、従ってN
OX触媒60内の蓄積SOX量を減少させるために必要
な還元剤の量を確実に低減することができる。また、こ
のとき排気ガスの大部分がバイパス管30内を流通し、
従って機関背圧が上昇しない。この場合、排気ガスの大
部分がパティキュレートフィルタ23及びNO X触媒6
0を迂回することになるけれども、この排気ガスの量は
さほど多くない。By doing so, the bypass control valve 32 is fixed.
I will not wear it. As a result, NOXStored SO in catalyst 60
XNO when the amount should be reducedXFlow into the catalyst 60
The amount of exhaust gas generated can be reliably reduced, and
OXStored SO in catalyst 60XNeeded to reduce quantity
It is possible to reliably reduce the amount of the reducing agent. Also, this
At this time, most of the exhaust gas flows through the bypass pipe 30,
Therefore, the engine back pressure does not rise. In this case, the exhaust gas
Part is the particulate filter 23 and NO XCatalyst 6
Although it will bypass 0, the amount of this exhaust gas is
Not so many.
【0048】更に、このようにバイパス制御弁32が開
弁されるとNOX触媒60内に流入する排気ガスの量が
減少する。そこで本発明による実施例では、図5におい
て矢印で示されるようにバイパス制御弁32が一時的に
開弁されているときにNOX触媒60に還元剤を一時的
に供給するようにしている。即ち、NOX触媒60内の
蓄積NOX量を減少させるためにNOX触媒60内に流
入する排気ガスの空燃比がリッチになるように還元剤が
供給される。この場合、NOX触媒60内に流入する排
気ガスの空燃比をリッチに切り替えるために多量の還元
剤を必要としない。Further, when the bypass control valve 32 is opened in this way, the amount of exhaust gas flowing into the NO X catalyst 60 decreases. Therefore, in the embodiment according to the present invention, as shown by the arrow in FIG. 5, the reducing agent is temporarily supplied to the NO X catalyst 60 when the bypass control valve 32 is temporarily opened. That is, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X catalyst 60 to reduce the accumulated amount of NO X in the NO X catalyst 60 is the reducing agent is supplied so as to rich. In this case, a large amount of reducing agent is not required to switch the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X catalyst 60 to rich.
【0049】図6は上述した本発明による弁制御を実行
するためのルーチンを示している。このルーチンは予め
定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。FIG. 6 shows a routine for executing the above-described valve control according to the present invention. This routine is executed by interruption every predetermined set time.
【0050】図6を参照すると、まず初めにステップ1
20では排気絞り弁27が閉弁されているか否かが判別
される。排気絞り弁27が開弁されているときにはステ
ップ121に進み、排気絞り弁27を閉弁すべきか否
か、即ちアクセルペダルの踏み込み量Lがゼロでありか
つ機関回転数Nが許容下限値N1よりも高いか否かが判
別される。L>0又はN≦N1のときには処理サイクル
を終了し、L=0かつN>N1のときには次いでステッ
プ122に進んで排気絞り弁27が閉弁される。Referring to FIG. 6, first step 1
At 20, it is determined whether or not the exhaust throttle valve 27 is closed. When the exhaust throttle valve 27 is open, the routine proceeds to step 121, where it is determined whether the exhaust throttle valve 27 should be closed, that is, the accelerator pedal depression amount L is zero and the engine speed N is lower than the allowable lower limit value N1. Is also high. When L> 0 or N ≦ N1, the processing cycle is ended, and when L = 0 and N> N1, the routine proceeds to step 122, where the exhaust throttle valve 27 is closed.
【0051】排気絞り弁27が閉弁されたときにはステ
ップ120からステップ123に進み、排気絞り弁27
を開弁すべきか否か、即ちL>0又はN≦N1になった
か否かが判別される。L=0かつN>N1のときには処
理サイクルを終了し、L>0又はN≦N1になったとき
にはステップ124に進み、バイパス制御弁32が開弁
される。続くステップ125では、NOX触媒60内に
流入する排気ガスの空燃比がリッチになるように還元剤
供給弁28から還元剤が一定時間だけ供給される。続く
ステップ126では排気絞り弁27が開弁されると共
に、バイパス制御弁32が閉弁される。When the exhaust throttle valve 27 is closed, the routine proceeds from step 120 to step 123, where the exhaust throttle valve 27
Is to be opened, that is, whether L> 0 or N ≦ N1 is satisfied. When L = 0 and N> N1, the processing cycle is ended, and when L> 0 or N ≦ N1, the routine proceeds to step 124, where the bypass control valve 32 is opened. In the following step 125, the reducing agent is supplied from the reducing agent supply valve 28 for a certain period of time so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X catalyst 60 becomes rich. In the following step 126, the exhaust throttle valve 27 is opened and the bypass control valve 32 is closed.
【0052】[0052]
【発明の効果】排気絞り弁の開閉弁動作が行われる毎に
バイパス制御弁の開閉弁動作が行われるのでバイパス制
御弁が閉弁位置に固着するのが阻止され、従ってNOX
触媒内に蓄えられているイオウ分の量を減少させるため
に必要な還元剤の量を確実に低減することができる。Since the bypass control valve is opened / closed each time the exhaust throttle valve is opened / closed, the bypass control valve is prevented from sticking to the closed position, and thus NO X
It is possible to reliably reduce the amount of the reducing agent required to reduce the amount of sulfur stored in the catalyst.
【図1】内燃機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.
【図2】パティキュレートフィルタを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a particulate filter.
【図3】パティキュレートフィルタの隔壁の部分拡大断
面図である。FIG. 3 is a partially enlarged sectional view of a partition wall of the particulate filter.
【図4】NOX触媒内の蓄積NOX量及び蓄積SOX量
の減少制御を実行するためのフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart for executing reduction control of an accumulated NO X amount and an accumulated SO X amount in a NO X catalyst.
【図5】本発明による弁制御を説明するための図であ
る。FIG. 5 is a diagram for explaining valve control according to the present invention.
【図6】弁制御を実行するためのフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart for executing valve control.
1…機関本体 22…上流側排気ダクト 23…パティキュレートフィルタ 25…下流側排気ダクト 27…排気絞り弁 28…還元剤供給弁 30…バイパス管 32…バイパス制御弁 60…NOX触媒DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine main body 22 ... Upstream exhaust duct 23 ... Particulate filter 25 ... Downstream exhaust duct 27 ... Exhaust throttle valve 28 ... Reductant supply valve 30 ... Bypass pipe 32 ... Bypass control valve 60 ... NO X catalyst
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/08 F01N 3/08 A G 3/20 3/20 E P R U 3/28 301 3/28 301C F02D 9/04 F02D 9/04 C E Fターム(参考) 3G065 AA01 AA03 AA10 CA12 DA06 GA08 GA10 GA46 3G090 AA03 BA01 CA01 CA04 CB22 CB23 DA02 DA09 DA13 DA18 DA20 DB07 EA05 EA06 3G091 AA02 AA10 AA11 AA17 AA18 AA28 AB06 AB13 BA00 BA11 BA14 BA32 BA33 CA12 CA13 CA17 CA18 CA19 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DA10 DB06 DB10 EA00 EA01 EA03 EA07 EA15 EA31 EA32 FB10 FB12 FC02 GA06 GA20 GA24 GB01X GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W GB10X GB17X HA14 HA37 HA38 HB03 HB05 HB06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/08 F01N 3/08 A G 3/20 3/20 E P R U 3/28 301 3/28 301C F02D 9/04 F02D 9/04 C E F term (reference) 3G065 AA01 AA03 AA10 CA12 DA06 GA08 GA10 GA46 3G090 AA03 BA01 CA01 CA04 CB22 CB23 DA02 DA09 DA13 DA18 DA20 DB07 EA05 EA06 3G091 AA02 AA10 AA11 AA17 AA18 AA28 AB06 AB13 BA00 BA11 BA14 BA32 BA33 CA12 CA13 CA17 CA18 CA19 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DA10 DB06 DB10 EA00 EA01 EA03 EA07 EA15 EA31 EA32.
Claims (4)
内燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比が
リーンのときに流入する排気ガス中のNOXを蓄え、流
入する排気ガスの空燃比が低下したときに排気ガス中に
還元剤が含まれていると蓄えているNOXを還元して蓄
えているNOXの量が減少するNOX触媒を配置し、N
OX触媒を迂回してNOX触媒上流の排気通路とNOX
触媒下流の排気通路とを互いに接続するバイパス通路を
設け、開弁されると排気ガスがバイパス通路内に流入し
てNOX触媒内に流入する排気ガスの量が減少するバイ
パス制御弁をバイパス通路内に配置した内燃機関の排気
浄化装置において、バイパス制御弁が閉弁状態に保持さ
れており、バイパス通路の流入端が接続されている部分
とバイパス通路の流出端が接続されている部分との間の
排気通路内に、機関減速運転が行われると一時的に閉弁
される排気絞り弁を配置し、一時的に閉弁されている排
気絞り弁を開弁すべきときには排気絞り弁を閉弁状態に
保持しつつバイパス制御弁を一時的に開弁し、次いで排
気絞り弁を開弁するようにした内燃機関の排気浄化装
置。1. NO x in the exhaust gas that flows in when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean is stored and flows into the exhaust passage of the internal combustion engine in which combustion is continued under the lean air-fuel ratio. When the air-fuel ratio of the exhaust gas decreases, if the reducing agent is contained in the exhaust gas, the stored NO X is reduced to reduce the amount of NO X stored, and a NO X catalyst is arranged.
Bypassing the O X catalyst and the exhaust passage upstream of the NO X catalyst and the NO X
A bypass passage connecting the exhaust passage downstream of the catalyst to each other is provided, and when the valve is opened, the exhaust gas flows into the bypass passage to reduce the amount of exhaust gas flowing into the NO X catalyst. In the exhaust gas purification device of the internal combustion engine arranged inside, the bypass control valve is held in the closed state, and the portion where the inflow end of the bypass passage is connected and the portion where the outflow end of the bypass passage is connected. An exhaust throttle valve that is temporarily closed when engine deceleration operation is performed is placed in the exhaust passage between them, and the exhaust throttle valve that is temporarily closed is closed when it should be opened. An exhaust emission control device for an internal combustion engine, wherein a bypass control valve is temporarily opened while maintaining a valve state, and then an exhaust throttle valve is opened.
部分とNOX触媒との間の排気通路内に、NOX触媒に
還元剤を供給するための還元剤供給弁を配置し、一時的
に閉弁されている排気絞り弁を開弁すべきときにバイパ
ス制御弁が一時的に開弁されているときに還元剤供給弁
からNOX触媒に還元剤を供給するようにした請求項1
に記載の内燃機関の排気浄化装置。2. A reducing agent supply valve for supplying a reducing agent to the NO X catalyst is arranged in the exhaust passage between a portion to which the inflow end of the bypass passage is connected and the NO X catalyst, and is temporarily installed. claim and adapted to supply the reducing agent to the NO X catalyst from a reducing agent supply valve when the bypass control valve is temporarily opened to when to open the exhaust throttle valve that is closed to 1
An exhaust emission control device for an internal combustion engine as set forth in.
ウ分を還元して蓄えられているイオウ分の量を減少させ
るべきときに、バイパス制御弁が一時的に開弁される請
求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。3. The bypass control valve is temporarily opened when the amount of sulfur stored in the NO X catalyst should be reduced to reduce the amount of stored sulfur. An exhaust emission control device for an internal combustion engine as set forth in.
微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタ上に
担持されている請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装
置。4. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the NO X catalyst is carried on a particulate filter for collecting fine particles contained in the exhaust gas.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002141867A JP3972727B2 (en) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002141867A JP3972727B2 (en) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003328741A true JP2003328741A (en) | 2003-11-19 |
JP3972727B2 JP3972727B2 (en) | 2007-09-05 |
Family
ID=29702335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002141867A Expired - Fee Related JP3972727B2 (en) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3972727B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006118344A1 (en) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifier for internal combustion engine |
WO2009023793A1 (en) * | 2007-08-14 | 2009-02-19 | Plasmadrive, Inc. | Barometric pressure regulator circuit |
JP2010112207A (en) * | 2008-11-04 | 2010-05-20 | Isuzu Motors Ltd | Exhaust gas purifier |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103726934B (en) * | 2014-01-13 | 2016-07-06 | 东风汽车公司 | A kind of throttled-wide method of controlling exhaust gas of hybrid vehicle |
-
2002
- 2002-05-16 JP JP2002141867A patent/JP3972727B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006118344A1 (en) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifier for internal combustion engine |
US7908844B2 (en) | 2005-05-02 | 2011-03-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device of internal combustion engine |
WO2009023793A1 (en) * | 2007-08-14 | 2009-02-19 | Plasmadrive, Inc. | Barometric pressure regulator circuit |
JP2010112207A (en) * | 2008-11-04 | 2010-05-20 | Isuzu Motors Ltd | Exhaust gas purifier |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3972727B2 (en) | 2007-09-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6588203B2 (en) | Exhaust device of internal combustion engine | |
EP1229231B1 (en) | Direct injection type engine | |
KR20020024595A (en) | Exhaust gas cleaning device for internal combustion engines | |
JP2001207836A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2004036450A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2001303980A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2003328741A (en) | Exhaust emission control device of internal-combustion engine | |
JP2003269155A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
EP2431585A1 (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2003286878A (en) | Device and method for exhaust-emission control of internal combustion engine | |
JP2001336414A (en) | Method for purifying exhaust gas and its apparatus | |
JP2001271634A (en) | Exhaust emission control method and exhaust emission control device | |
JP3546950B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2003307114A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP4297762B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2004150382A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP3642017B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2003307119A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP3891034B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2003214239A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP3912170B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP3846361B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4265177B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP3525851B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP3826287B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050426 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070516 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070522 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070604 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |