JP2004036405A - Exhaust emission control device - Google Patents

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storage agent
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Application number
JP2002190652A
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Japanese (ja)
Inventor
Takamitsu Asanuma
浅沼 孝充
Original Assignee
Toyota Motor Corp
トヨタ自動車株式会社
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    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases [GHG] other than CO2
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases [GHG] other than CO2 of nitrous oxide (N2O)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for excellently oxidizing-removing collecting particulates in an NOx storage agent carrying filter arranged downstream of an NOx storage agent of a separate body. <P>SOLUTION: The filter collects and oxidizes/removes the particulates in exhaust gas. The exhaust emission control device 10 has the filter 13 for carrying the NOx storage agent having the action for storing NOx when the air fuel ratio of the flowing exhaust gas is lean, releasing the stored NOx when the air fuel ratio becomes small and reducing/purifying the released NOx when a reducing agent exists and an upstream side NOx storage agent 15 arranged on the upstream side of the filter 13 in an exhaust gas passage in the NOx storage agent having the action. The exhaust emission control device 10 is characterized by having an inflow NOx quantity control means 32 for controlling an NOx quantity flowing in the filter 13 by allowing the NOx released from the upstream side NOx storage agent 15 to flow in the filter 13. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、内燃機関の排気ガスを浄化する技術に関し、特に、排気ガス中の微粒子と窒素酸化物(NOx)とを同時に除去するようにした排気ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to a technique for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular, relates to an exhaust gas purification apparatus designed to remove particulates and nitrogen oxides in the exhaust gas and (NOx) simultaneously.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
一般に、自動車等に搭載される筒内噴射型の内燃機関、例えばディーゼル機関では、排気ガス中に含まれる煤等の微粒子(排気微粒子)を除去すると共に窒素酸化物(NOx)を除去することが要求されている。 Generally, in-cylinder injection type internal combustion engine mounted on an automobile or the like, for example, in the diesel engine, the removal of particulates such as soot contained in the exhaust gas of nitrogen oxides to remove the (exhaust particulates) (NOx) are required. このような要求に対し、従来よりNOx吸蔵剤が担持されたパティキュレートフィルタ(以下、「NOx吸蔵剤担持フィルタ」という)を内燃機関の排気ガス通路に配置するようにした装置が提案されていたが、そのうちの1タイプとして、近年では上記のようなNOx吸蔵剤担持フィルタの上流側に別のNOx吸蔵剤を配置した構成が提案されている。 For such requirements, conventionally the NOx storage agent is carried particulate filter (hereinafter, referred to as "NOx occlusion-carrying filter") apparatus to be disposed in an exhaust gas passage of an internal combustion engine have been proposed but as one type of them, construction of arranging the separate NOx absorbent upstream of the NOx storage-carrying filter as described above has been proposed in recent years.
【0003】 [0003]
上記構成の一つ目の目的は、NOx吸蔵剤担持フィルタのNOx吸蔵能力を補うことである。 The purpose of the first one of the arrangement is to compensate for the NOx occlusion capacity of the NOx storage-carrying filter. 上記NOx吸蔵剤担持フィルタに高いNOx吸蔵能力を具備させるために多くのNOx吸蔵剤を担持させると、フィルタの細孔を塞いでしまってパティキュレートを十分捕集できなかったり、圧損が大きくなって機関の出力を低下させる要因となるためである。 When supporting the many NOx storage agent in order to include a high NOx occlusion capacity in the NOx storage-carrying filter, may not be sufficiently collecting particulates gone closes pores of the filter, the pressure loss is increased This is because a factor of lowering the output of the engine. そこで、NOx吸蔵剤担持フィルタの上流にNOx吸蔵剤を配置することで、NOx吸蔵剤担持フィルタのNOx吸蔵能力を補う。 Therefore, by arranging the NOx storage agent to the upstream of the NOx storage-carrying filter, supplement the NOx occlusion capacity of the NOx storage-carrying filter. 二つ目の目的は機関から排出されるSOF(可溶有機成分(Soluble Organic Fraction))分がNOx吸蔵剤担持フィルタに流入するのを抑制することである。 The purpose of the second is to prevent the SOF (soluble organic component (Soluble Organic Fraction)) content discharged from the engine flows into the NOx occluding agent carrying filter. 機関から排出されるSOF分がNOx吸蔵剤担持フィルタに多量に流入すると、NOx吸蔵剤担持フィルタに捕集されたパティキュレートと結合し、圧損が大きくなる要因となる。 If SOF component exhausted from the engine is a large amount of flowing into the NOx occluding agent carrying filter, combined with particulates captured in the NOx storage-carrying filter, it causes the pressure loss is increased. そこで上流側NOx吸蔵剤でSOF分を酸化させ、下流のNOx吸蔵剤担持フィルタにSOF分を流入させないようにしている。 Therefore oxidizes SOF content in the upstream side NOx storage agent, and so as not to flow into the SOF amount downstream of the NOx storage-carrying filter.
【0004】 [0004]
ところで、このように用いられるNOx吸蔵剤(パティキュレートフィルタに担持されたものを含む。)は、排気ガスの空燃比がリーンの時にはNOxを吸蔵し、排気ガス中の空燃比が小さくなると吸蔵したNOxを放出し且つ排気ガス中にHCやCO等の還元剤が存在していれば放出したNOxを還元浄化する作用(NOxの吸蔵放出及び還元作用)を有している。 Incidentally, in this way the NOx storage agent used (., Including those supported on the particulate filter) is the air-fuel ratio of the exhaust gas when the lean occludes NOx, occluded when the air-fuel ratio in the exhaust gas is reduced the NOx reducing agent such as HC and CO in and the exhaust gas to release NOx is that released if present has the effect of reduction purification (absorption-desorption and reduction action of NOx). そこで、上述したようなNOx吸蔵剤を排気ガス通路に配置したタイプの装置においては、NOx吸蔵剤のこのような作用を利用して、排気ガスの空燃比がリーンの時に排気ガス中のNOxをNOx吸蔵剤に吸蔵させ、一定期間使用してNOx吸蔵剤の吸蔵能力が低下した時にNOx吸蔵剤の上流側で還元剤(燃料)を添加する等して、NOx吸蔵剤に吸蔵したNOxを放出させると共に還元浄化するようにしている。 Therefore, in a device of the type arranged NOx storage agent as described above to the exhaust gas passage is to take advantage of this effect of the NOx storage agent, the air-fuel ratio of the exhaust gas is NOx in the exhaust gas when the lean It is stored in the NOx storage agent, and the like adding a reducing agent (fuel) in the upstream side of the NOx occluding agent when absorbing capability of the NOx storage agent is decreased by using a period of time, releasing the stored NOx in the NOx storage agent and so as to reduce and purify with is. ここで、上述のようなNOx吸蔵剤からのNOxの放出は、通常、NOx吸蔵剤の温度が所定温度(例えば250℃程度)以上の場合に行われるため、上記のような還元剤の添加にはNOx吸蔵剤を昇温する目的もある。 Here, release of NOx from the NOx occluding agent, as described above, usually, the temperature of the NOx storage agent is performed when a predetermined temperature or higher (for example, about 250 ° C.), the addition of the reducing agent as described above is also the purpose of raising the temperature of the NOx storage agent.
【0005】 [0005]
一方、上記のNOx吸蔵剤担持フィルタにおいては更に、排気ガス中の排気微粒子が捕集されて酸化除去される。 On the other hand, in yet NOx storage-carrying filter of the exhaust particulates are being collected oxidation removal in the exhaust gas. そして、この排気微粒子の酸化除去作用には、担持されているNOx吸蔵剤によるNOxの吸蔵及び放出作用が大きく関係している。 Then, the oxidation removal action of the exhaust particulate, storing and releasing action of NOx by the NOx storage agent is supported is greatly related. すなわち、後に詳述するように、NOx吸蔵剤がNOxを吸蔵する際、並びにNOxを放出する際には、その過程において活性な酸素が生成され、この活性酸素が上記の排気微粒子の酸化除去作用を促進する効果を有している。 That is, as described in detail later, when the NOx occluding agent occludes NOx, and when releasing NOx, the active oxygen is generated in the process, the active oxygen oxidation removal action of the aforementioned exhaust particulate It has the effect of promoting. つまり、NOxの吸蔵及び放出が行われることで捕集された排気微粒子の酸化除去が促進されることになる。 In other words, the trapped oxidation removal of exhaust particulates by occlusion and release of NOx is performed is promoted.
【0006】 [0006]
したがって、上述したようなNOx吸蔵剤担持フィルタの上流側に別のNOx吸蔵剤(以下、「上流側NOx吸蔵剤」という)を配置した構成の排気ガス浄化装置において、上流側NOx吸蔵剤によって機関から排出されるNOxの殆どが吸蔵及び還元浄化されてしまう場合には、下流のNOx吸蔵剤担持フィルタに十分なNOxが供給されず、NOxの吸蔵及び放出が起こらないために捕集した排気微粒子の酸化除去作用が抑制されてしまい排気微粒子の酸化除去が良好に行なわれない場合がある。 Accordingly, another NOx storage agent to the upstream side of the NOx storage-carrying filter as described above (hereinafter, referred to as "upstream side NOx storage agent") in the exhaust gas purifying apparatus of the configuration of arranging the, engine by the upstream side NOx storage agent when most of the NOx from being occluded and reduced and purified to be discharged from, not supplied sufficient NOx downstream of the NOx storage-carrying filter, the exhaust particulates collected for storage and release of NOx does not occur oxidation removal action oxidation removal of exhaust particulates would be suppressed in some cases not satisfactorily performed.
【0007】 [0007]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、排気ガス通路にNOx吸蔵剤担持フィルタを配置し、そのフィルタの上流側に更に別のNOx吸蔵剤を配置した排気ガス浄化装置において、NOx吸蔵剤担持フィルタにおける捕集排気微粒子の酸化除去が良好に行われるようにした排気ガス浄化装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is an exhaust gas passage arranged NOx storage-carrying filter, the exhaust gas purifying apparatus further place another NOx storage agent to the upstream side of the filter in is to provide an exhaust gas purifying apparatus that oxidation removal of the collected exhaust particulates in the NOx storage agent carrying filter is satisfactorily performed.
【0008】 [0008]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された排気ガス浄化装置を提供する。 The present invention provides, as means for solving the above problems, to provide an exhaust gas purification device as set forth in the following claims.
【0009】 [0009]
1番目の発明は、排気ガス通路に配置されて内燃機関から排出される排気ガス中の微粒子を捕集し、その微粒子を酸化除去するパティキュレートフィルタであって、流通する排気ガスの空燃比がリーンの時にNOxを吸蔵し、流通する排気ガスの空燃比が小さくなると吸蔵したNOxを放出し且つ還元剤が存在していれば放出したNOxを還元浄化する作用を有するNOx吸蔵剤が担持されたパティキュレートフィルタと、上記作用を有するNOx吸蔵剤であって、排気ガス通路において上記パティキュレートフィルタの上流側に配置される上流側NOx吸蔵剤と、を具備する排気ガス浄化装置において、上記上流側NOx吸蔵剤から放出させたNOxを上記パティキュレートフィルタへ流入させることで、上記パティキュレートフィルタに The first invention is disposed in the exhaust gas passage and trapping particulate in an exhaust gas discharged from an internal combustion engine, the particulate to a particulate filter for removing oxidation, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing stores NOx when the lean, NOx occluding agent having an effect of reducing and purifying the NOx emission was and reducing agent was discharged if present when the air-fuel ratio becomes smaller the occluded NOx of the exhaust gas flowing is supported a particulate filter, a NOx storage agent having the action, the exhaust gas purifying device comprising an upstream side NOx storage agent, the disposed upstream of the particulate filter in the exhaust gas passage, the upstream side the NOx that is released from the NOx absorbent by causing to flow into the particulate filter, in the particulate filter 入するNOx量を制御する流入NOx量制御手段を具備していることを特徴とする排気ガス浄化装置を提供する。 To provide an exhaust gas purifying device, characterized in that it comprises the inflow NOx amount control means for controlling the amount of NOx entering.
【0010】 [0010]
NOx吸蔵剤が担持されたパティキュレートフィルタとその上流側に配置される上流側NOx吸蔵剤を具備した排気ガス浄化装置においては、上流側NOx吸蔵剤において殆どのNOxが吸蔵もしくは還元浄化されてしまう場合がある。 In the exhaust gas purifying device provided with the upstream side NOx storage agent NOx absorbent is disposed on the upstream side and supported particulate filter, most of the NOx from being occluded or reduced and purified in the upstream side NOx storage agent If there is a. NOx吸蔵剤担持パティキュレートフィルタにNOxが流入すると捕集された排気微粒子の酸化除去が促進されるが、上述のような場合には、このような促進作用が得られず、パティキュレートフィルタに捕集された排気微粒子の酸化除去が抑制されてしまう。 Although oxidation removal of exhaust particulate NOx in the NOx storage-carrying particulate filter is collected and flows is promoted, if as described above, such promoting effect can not be obtained, capturing the particulate filter oxidation removal of the current exhaust particles is suppressed. 本発明によれば、流入NOx量制御手段によりパティキュレートフィルタに流入するNOx量が制御されるのでパティキュレートフィルタにおいて捕集した微粒子の酸化除去を促進することができ、微粒子の酸化除去を良好に行うことができる。 According to the present invention, the inflow NOx amount control means so the amount of NOx flowing into the particulate filter is controlled can promote oxidation and removal of particulates collected in the particulate filter, good oxidation removal of particulate It can be carried out.
【0011】 [0011]
2番目の発明は1番目の発明において、上記流入NOx量制御手段が、上記上流側NOx吸蔵剤に流入する排気ガスの空燃比と所望の空燃比に維持する時間との少なくとも一方を調整することにより上記パティキュレートフィルタに流入するNOx量を制御する。 In the second aspect the first aspect, the the inflow NOx amount control means adjusts at least one of the time for maintaining the air-fuel ratio and the desired air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream side NOx storage agent by controlling the amount of NOx flowing into the particulate filter.
上記上流側NOx吸蔵剤に流入する排気ガスの空燃比を例えば理論空燃比または理論空燃比に近いリッチに制御することによって、上記上流側NOx吸蔵剤からNOxを放出せしめると共に放出されたNOxの少なくとも一部は還元されないようにして、上記パティキュレートフィルタにNOxが流入するようにすることができる。 By controlling the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream side NOx storage agent e.g. rich close to the stoichiometric air-fuel ratio or stoichiometric air-fuel ratio, at least the NOx emitted with allowed to release NOx from the upstream side NOx storage agent some as not reduced, it is possible to make NOx flows into the particulate filter. したがって、本発明によれば、パティキュレートフィルタに流入するNOx量を比較的簡単な方法で制御することができる。 Therefore, according to the present invention can be controlled in a relatively simple manner the amount of NOx flowing into the particulate filter.
【0012】 [0012]
3番目の発明は、1番目または2番目の発明において、上記流入NOx量制御手段が、上記上流側NOx吸蔵剤から放出させるNOx量と上記上流側NOx吸蔵剤において還元浄化されるNOx量とを調整することにより上記パティキュレートフィルタに流入するNOx量を制御する。 The third invention is the first or second aspect of the invention, the inflow NOx amount control means, and the amount of NOx reduced and purified in the NOx amount and the upstream side NOx storage agent to be released from the upstream side NOx storage agent controlling the amount of NOx flowing into the particulate filter by adjusting.
本発明のようにしてもパティキュレートフィルタに流入するNOx量を制御することができる。 Also it is of the present invention it is possible to control the amount of NOx flowing into the particulate filter.
【0013】 [0013]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail embodiments of the present invention.
図1は本発明をディーゼルエンジンに適用した場合を示している。 Figure 1 shows the case of applying the present invention to a diesel engine. なお、本発明はガソリンエンジン、例えば筒内噴射型の火花点火式内燃機関等その他のタイプの内燃機関にも適用することができる。 The present invention is also applicable to a gasoline engine, for example, direct injection spark ignition internal combustion engine such as other types of internal combustion engine.
図1において、2は機関(エンジン)本体、4は吸気通路、6は排気ガス通路をそれぞれ示す。 1, 2 combustion engine body, the intake passage 4, 6 denotes an exhaust gas passage, respectively. 排気ガス通路6には排気ガス浄化装置10が設けられるが、この部分に設置される排気ガス浄化装置10については後に別図を用いて詳細に説明する。 The exhaust gas passage 6 is provided an exhaust gas purification device 10, but for an exhaust gas purifying device 10 installed in this portion will be described in detail with reference to other drawings later.
【0014】 [0014]
電子制御ユニット(ECU)8は、CPU(中央演算装置)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、ROM(リードオンリメモリ)、入出力ポートを双方向バスで接続した公知の形式のディジタルコンピュータからなり、機関本体2と信号をやり取りして燃料噴射量制御等の機関の基本制御を行う他、以下で述べるように本発明の実施形態においては、排気ガス浄化装置10の構成要素とも信号のやり取りを行い、排気ガス浄化装置10についての制御も行う。 An electronic control unit (ECU) 8 is, CPU (central processing unit), RAM (random access memory), ROM (read only memory), becomes the output port from the known type of digital computer connected by a bidirectional bus, engine addition to performing basic control of the engine fuel injection amount control or the like by exchanging body 2 and the signal, in the embodiment of the present invention as described below, exchanges signals with the components of the exhaust gas purifying device 10, also controls the exhaust gas purification device 10.
【0015】 [0015]
図2は、図1に示されている排気ガス浄化装置10の部分に設置されて排気ガス通路6の一部を構成する、排気ガス浄化装置10の構成を模式的に示した説明図であり、排気ガスは矢印で示されたように図の左側から右側に向かって流れる。 Figure 2 is installed in the portion of the exhaust gas purifying apparatus 10 shown in FIG. 1 constitutes a part of the exhaust gas passage 6, there an exhaust gas purification apparatus 10 in diagram schematically illustrating , the exhaust gas flows from the left side to the right side of FIG. as shown by the arrows.
図2に示されたように、排気ガス浄化装置10は排気ガス通路6に接続される排気ガス通路16に、上流側からNOx吸蔵剤15(上流側NOx吸蔵剤15)とNOx吸蔵剤担持フィルタ13とを配置した構成となっている。 As shown in FIG. 2, the exhaust gas passage 16 exhaust gas purification device 10 is connected to the exhaust gas passage 6, the NOx storage-carrying filter NOx storage agent 15 from the upstream side (upstream side NOx storage agent 15) and it has a configuration of arranging the 13. このNOx吸蔵剤担持フィルタ13は、パティキュレートフィルタ14にNOx吸蔵剤12を担持させたものであり、その詳細については後述する。 The NOx storage-carrying filter 13, which was supported NOx storage agent 12 to the particulate filter 14, the details of which will be described later.
【0016】 [0016]
また、上流側NOx吸蔵剤15の更に上流側には、後述するNOx吸蔵剤の再生制御の際等に使用する還元剤を排気ガス通路16内に添加するための還元剤添加部が設けられている。 Further, in the further upstream side of the upstream side NOx storage agent 15, the reducing agent adding unit is provided for adding a reducing agent to be used in such case the reproduction control to be described later NOx occluding agent into the exhaust gas passage 16 there. 還元剤添加部は、還元剤噴射ノズル32と還元剤供給ポンプ(図示無し)とを備えている。 Reducing agent adding unit is provided with a reducing agent injection nozzle 32 and the reducing agent supply pump (not shown). 還元剤供給ポンプから供給された還元剤は、還元剤噴射ノズル32によって排気ガス通路16内に添加される。 Reducing agent supplied from the reducing agent supply pump, is added into the exhaust gas passage 16 by the reducing agent injection nozzle 32.
【0017】 [0017]
還元剤添加部は、ECU8によって制御される。 Reducing agent adding unit is controlled by the ECU 8. 具体的には、ECU8は、還元剤添加部の還元剤噴射ノズル32に接続されており、還元剤噴射ノズル32を制御することにより、還元剤噴射ノズル32の還元剤添加動作を制御する。 Specifically, ECU 8 is connected to the reducing agent injection nozzle 32 of the reducing agent adding unit, by controlling the reductant injection nozzle 32, and controls the reducing agent addition operation of the reducing agent injection nozzle 32.
なお、上流側NOx吸蔵剤15は、公知の構成によって排気ガス通路16内に配置されてよく、例えば本実施形態では、全体が円筒形で排気ガスの流れ方向に多数の貫通経路が設けられたハニカム状の担体に担持された形で排気ガス通路16内に配置されている。 Note that the upstream side NOx storage agent 15 may be arranged in the exhaust gas passage 16 by known configuration, for example, in the present embodiment, the entire large number of through-path in the direction of flow of the exhaust gas in the cylinder is provided in supported form a honeycomb-like carrier is disposed in the exhaust gas passage 16.
【0018】 [0018]
これに対し、NOx吸蔵剤担持フィルタ13は、NOx吸蔵剤12が以下で説明するようにフィルタ構造体を有しているパティキュレートフィルタ14に担持されたものであり、上述したようなハニカム状の担体にNOx吸蔵剤15を担持したものに比べてより高いフィルタ効果を有している。 In contrast, the NOx storage-carrying filter 13 is for the NOx storage agent 12 is supported on the particulate filter 14 has a filter structure as described below, a honeycomb as described above It has higher filter effect than those carrying the NOx storage agent 15 to the carrier.
【0019】 [0019]
図3にNOx吸蔵剤担持フィルタ13の拡大断面図を示す。 It shows an enlarged cross-sectional view of the NOx storage-carrying filter 13 in FIG. 3. 図3を参照すると、パティキュレートフィルタ14は多孔質セラミックから成り、排気ガスは矢印で示されるように図中左から右に向かって流れる。 Referring to FIG. 3, the particulate filter 14 is made of porous ceramic, the exhaust gas flows toward the right from the left in the figure as indicated by the arrows. パティキュレートフィルタ14内には、上流側に栓36が施された第1通路38と下流側に栓42が施された第2通路44とが交互に配置されハニカム状をなしている。 The particulate filter 14, plug 36 forms a first passage 38 and the downstream-side second passage 44 the plug 42 is applied are alternately arranged in a honeycomb shape that is applied to the upstream side. 排気ガスが図中左から右に向かって流れると、排気ガスは第2通路44から多孔質セラミックの隔壁を通過して第1通路38に流入し、下流側に流れる。 When the exhaust gas flows from left to right in the figure, the exhaust gas flows into the first passage 38 through the porous ceramic partition walls from the second passage 44 and flows downstream. この時、排気ガス中の排気微粒子(パティキュレート)は多孔質セラミックによって捕集されて排気ガス中から除去され、排気微粒子の大気への放出が抑制される。 In this case, exhaust particulates in the exhaust gas (particulate matter) is removed from the exhaust gas are trapped by the porous ceramic, the release into the atmosphere of the exhaust particulate is suppressed.
【0020】 [0020]
また、第1通路38及び第2通路44の隔壁の表面及び内部の細孔内にはNOx吸蔵剤12が担持されている。 Further, the first passage 38 and the surface and within the interior of the pores of the partition wall second passage 44 NOx absorbent 12 is carried.
次に本実施形態で用いられるNOx吸蔵剤12、15について説明する。 It will be described NOx storage agent 12, 15 used in this embodiment.
NOx吸蔵剤12、15は、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のような貴金属とから成る。 NOx absorbent 12 and 15 are selected such as potassium K, sodium Na, alkali metals such as lithium Li, cesium Cs, alkaline earth such as barium Ba, calcium Ca, lanthanum La, rare earth such as yttrium Y At least the one was composed of a noble metal such as platinum Pt. NOx吸蔵剤12、15は流通する排気ガス(以下「吸蔵剤流通排気ガス」という)の空燃比がリーンの時にはNOxを吸蔵し、吸蔵剤流通排気ガスの空燃比が小さくなると吸蔵したNOxを放出し且つ還元剤が存在していれば放出したNOxを還元浄化する作用(NOxの吸蔵放出及び還元浄化作用)を有する。 NOx storage agent 12, 15 stores NOx when the air-fuel ratio is lean of the exhaust gas flowing (hereinafter referred to as "absorbent circulation exhaust gas"), the air-fuel ratio of the absorbent flow exhaust gas decreases as releasing the stored NOx if you and the reducing agent is present it has the effect of reducing and purifying the released was NOx (occlusion and release and reduction purification action of NOx).
【0021】 [0021]
図1に示した構成ではディーゼルエンジンが使用されているため、通常時の排気ガス空燃比はリーンでありNOx吸蔵剤12、15は排気ガス中のNOxの吸蔵を行うことになる。 Since diesel engines are used in the configuration shown in FIG. 1, the exhaust gas air-fuel ratio at the time of normally NOx storage agent 12, 15 it is lean, so that the occluding the NOx in the exhaust gas. また、還元剤添加部からNOx吸蔵剤15の上流側の排気ガス通路16に還元剤が添加され、NOx吸蔵剤12、15が昇温されると共に吸蔵剤流通排気ガスの空燃比が小さくなり、且つ還元剤が存在する状態になると、NOx吸蔵剤12、15は吸蔵したNOxを放出すると共に放出したNOxを還元浄化する。 The reducing agent into the exhaust gas passage 16 on the upstream side of the NOx storage agent 15 is added through the reducing agent addition unit, the air-fuel ratio of the absorbent flow exhaust gas becomes smaller with the NOx storage agent 12, 15 is heated, and when a state in which the reducing agent is present, NOx storage agent 12, 15 to reduce and purify NOx that has released with releasing occluded NOx.
【0022】 [0022]
そして、このNOxの吸蔵及び放出の際には、その過程において活性な酸素が生成され、この活性酸素によって、上流側NOx吸蔵剤15に付着したSOF分やNOx吸蔵剤担持フィルタ13に捕集された煤等の排気微粒子の酸化が促進される。 Then, when the storage of NOx and release, the active oxygen is generated in the course, by the active oxygen, it is collected in the SOF amount and the NOx storage agent carrying filter 13 attached to the upstream side NOx storage agent 15 oxidation is promoted in the exhaust particles of soot, or the like.
このNOxの吸蔵放出及び還元浄化作用並びに生成された活性酸素による酸化促進作用の詳細なメカニズムについては明らかでない部分もあるが、これらの作用は図4に示すようなメカニズムで行われているものと考えられる。 Although some unclear part detailed mechanism of the oxidation promoting effect by absorbing and releasing and reduction purification operation and generated active oxygen of the NOx, as these effects to be performed by the mechanism shown in FIG. 4 Conceivable. 次にこのメカニズムについて白金Pt及びバリウムBaを担持させた場合を例にとって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。 Next will be described as an example the case of carrying platinum Pt and barium Ba on this mechanism but other noble metals, alkali metals, alkaline earth, a similar mechanism may be used with rare earth.
【0023】 [0023]
すなわち、吸蔵剤流通排気ガスの空燃比がかなりリーンになると吸蔵剤流通排気ガス中の酸素濃度が大幅に増大し、図4(A)に示されるようにこれら酸素O と排気ガス中のNOが白金Ptの表面上で反応してNO となると共に活性な酸素O が生成される。 That is, the oxygen concentration of the air-fuel ratio is considerably becomes lean absorbent flow exhaust gas absorbent circulation exhaust gas is greatly increased, NO in the exhaust gas and these oxygen O 2 as shown in FIG. 4 (A) There * active oxygen O is produced together with the NO 2 reacts on the surface of the platinum Pt. 次いでこのNO の一部は白金Pt上で更に酸化されつつ吸蔵剤12、15内に吸蔵されて酸化バリウムBaOと結合しながら、図4(A)に示されるように硝酸イオンNO の形でNOx吸蔵剤12、15内に拡散する。 Then, while being combined with the NO 2 in the part of barium oxide BaO is occluded in the absorbent 12 and 15 while being further oxidized on platinum Pt, 4 nitrate ions as shown in (A) NO 3 - in It diffuses in the NOx absorbent 12, 15 in the form. このようにしてNOxがNOx吸蔵剤12、15内に吸蔵される。 In this way, the NOx is occluded in the NOx absorbent 12 and 15. 一方、NOx吸蔵剤12、15(またはNOx吸蔵剤担持フィルタ13)上に存在するSOF分や煤等の排気微粒子は、上述のように生成された活性な酸素O 及び排気ガス中の酸素O によって酸化されて除去される。 On the other hand, the exhaust particulates such as SOF content and soot present on the NOx storage agent 12, 15 (or NOx storage-carrying filter 13), the oxygen O in the generated active oxygen O * and the exhaust gas as described above It is removed by oxidation by 2.
【0024】 [0024]
吸蔵剤流通排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ptの表面でNO が生成され、NOx吸蔵剤12、15のNOx吸蔵容量が飽和しない限りNO がNOx吸蔵剤12、15内に吸蔵されて硝酸イオンNO が生成される。 The oxygen concentration of the occluding agent circulation exhaust gas is generated NO 2 on the surface of as high as platinum Pt, as long as NO 2 of the NOx storage capacity of the NOx storage agent 12, 15 is not saturated is occluded in the NOx absorbent 12, 15 is generated - nitrate ions NO 3 Te. これに対して吸蔵剤流通排気ガス中の酸素濃度が低下すると、NOx吸蔵剤12、15内の硝酸イオンNO が分解され、NOx吸蔵剤12、15からNOが放出されると共に活性な酸素O が生成される。 When the oxygen concentration of the occluding agent circulation exhaust gas contrast decreases, nitrate ions NO 3 in the NOx absorbent 12 and 15 - are decomposed, active oxygen with NO is released from the NOx absorbent 12, 15 O * is generated. すなわち、吸蔵剤流通排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸蔵剤12、15からNOxが放出されることになる。 That is, the oxygen concentration of the occluding agent flow exhaust gas are released NOx from to the absorbent 12 and 15 decrease. 吸蔵剤流通排気ガスのリーンの度合いが低くなれば吸蔵剤流通排気ガス中の酸素濃度が低下し、したがって吸蔵剤流通排気ガスのリーンの度合いを低くすればNOx吸蔵剤12、15からNOxが放出されることになる(図10参照。図中、Sは理論空燃比を示す。)。 The lower the degree of lean absorbent flow exhaust gas oxygen concentration of occluding agent circulation exhaust gas lowered, therefore NOx is released from the NOx absorbent 12, 15 when lower the degree of lean absorbent flow exhaust gas is the thing made (see FIG. 10. in the figure, S is indicating the stoichiometric air-fuel ratio.).
【0025】 [0025]
一方、この時吸蔵剤流通排気ガスの空燃比を小さくすると、排気ガス中にはHC、COが存在することになる。 On the other hand, reducing the air-fuel ratio at this time absorbent circulation exhaust gas, so that the HC, CO are present in the exhaust gas. また、吸蔵剤流通排気ガスの空燃比を小さくすると吸蔵剤流通排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するためにNOx吸蔵剤12、15からNOが放出される。 Further, NO is released from the NOx absorbent 12, 15 for the oxygen concentration of the air-fuel ratio smaller occluding agent circulation exhaust gas absorbent circulation exhaust gas extremely decreases. そしてこのNOは図4(B)に示されるように未燃HC、COと反応して還元浄化せしめられることとなる。 And this NO is so that the unburned HC, is caused to reduce and purify by reacting with CO as shown in FIG. 4 (B). このようにして白金Ptの表面上にNOが存在しなくなるとNOx吸蔵剤12、15から次から次へとNOが放出される。 This is NO on the surface of the platinum Pt in the NO is released from comes to the NOx storage agent 12, 15 does not exist to the next from the next. したがって吸蔵剤流通排気ガスの空燃比を小さくし、且つ還元剤が存在する状態にすると短時間のうちにNOx吸蔵剤12、15からNOxが放出されて還元浄化されることになる。 Therefore the air-fuel ratio of the absorbent flow exhaust gas is reduced, and NOx from the NOx absorbent 12, 15 in a short time when a state in which the reducing agent is present is to be reduced and purified is released. また、NOxの放出の際に生成された活性酸素O は、NOx吸蔵剤12、15(またはNOx吸蔵剤担持フィルタ13)上に存在するSOF分や煤等の排気微粒子の酸化除去を促進する。 Also, * generated active oxygen O upon release of NOx promotes oxidation removal of exhaust particulates such as SOF content and soot present on the NOx storage agent 12, 15 (or NOx storage-carrying filter 13) .
【0026】 [0026]
なお、ここでいう排気ガスの空燃比とは上流側NOx吸蔵剤15より上流側の部分の排気ガス通路6、16と機関燃焼室または吸気通路に供給された空気と燃料との比率をいうものとする。 Incidentally, it shall mean the ratio of the exhaust gas passage 6 and 16 and the engine combustion chamber or air and fuel supplied to the intake passage upstream of the portion of the upstream side NOx storage agent 15 and the air-fuel ratio of the exhaust gas referred to herein to. したがって排気ガス通路6、16に空気や還元剤が供給されていない時には排気ガスの空燃比は機関の運転空燃比(機関燃焼室内の燃焼空燃比)に等しくなる。 Therefore the air-fuel ratio of the exhaust gas when the exhaust gas passage 6, 16 air or reducing agent is not supplied becomes equal to the engine operating air-fuel ratio (air-fuel ratio of the engine combustion chamber). また、本発明に使用する還元剤としては、排気ガス中で炭化水素や一酸化炭素等の還元成分を発生するものであれば良く、水素、一酸化炭素等の気体、プロパン、プロピレン、ブタン等の液体または気体の炭化水素、ガソリン、軽油、灯油等の液体燃料等が使用できるが、本実施形態においては、貯蔵、補給等の際の煩雑さを避けるためディーゼルエンジン2の燃料である軽油を還元剤として使用している。 As the reducing agent used in the present invention, as long as it generates a hydrocarbon and reducing components such as carbon monoxide in the exhaust gas, hydrogen, gases such as carbon monoxide, propane, propylene, butane, etc. liquid or gaseous hydrocarbons, gasoline, diesel fuel, but liquid fuels such as kerosene can be used, in the present embodiment, the storage, the light oil as a fuel of the diesel engine 2 to avoid complexity of the time of supply, etc. It is used as a reducing agent.
【0027】 [0027]
図2に示したように、本排気ガス浄化装置10は、NOx吸蔵剤担持フィルタ13の上流側に別のNOx吸蔵剤15を配置した構成を有している。 As shown in FIG. 2, the exhaust gas purifying device 10 has a configuration of arranging the separate NOx absorbent 15 on the upstream side of the NOx storage-carrying filter 13. このため、排気ガス浄化装置10全体として十分なNOx吸蔵能力が確保可能であると共に、NOx吸蔵剤担持フィルタ13のSOF被毒が防止され得る。 Accordingly, a sufficient NOx storage ability as a whole an exhaust gas purifying device 10 as well as a possible secure, SOF poisoning of the NOx storage-carrying filter 13 can be prevented.
このような構成を有する排気ガス浄化装置においては、通常、以下のようにして排気ガスの浄化がなされる。 In the exhaust gas purifying device having such a structure, usually the purification of exhaust gas is made as follows.
【0028】 [0028]
すなわち、図1に示した構成のようにディーゼルエンジンが使用されている場合には、通常時の排気ガス空燃比はリーンである。 That is, when the diesel engine as in the configuration shown in FIG. 1 are used, the exhaust gas air-fuel ratio at the time of normal is lean. したがって、この時には上流側NOx吸蔵剤15及びNOx吸蔵剤担持フィルタ13において上述したようなメカニズムにより排気ガス中のNOxが吸蔵されると共に排気微粒子の酸化除去が行なわれる。 Therefore, oxidation removal of exhaust particulates is performed with NOx in the exhaust gas by way of the aforementioned mechanism, the upstream side NOx storage agent 15 and the NOx storage-carrying filter 13 at this time is occluded. なお、排気微粒子については、SOF分が主に上流側NOx吸蔵剤15に付着する一方、煤等が主にNOx吸蔵剤担持フィルタ13に捕集され、夫々において酸化除去される。 Note that the exhaust particulates, while the SOF content mainly adhere to the upstream side NOx storage agent 15, such as soot is mainly collected in the NOx storage-carrying filter 13 is oxidized and removed in each.
【0029】 [0029]
そして、上流側NOx吸蔵剤15及びパティキュレートフィルタ14に担持されたNOx吸蔵剤12のNOx吸蔵容量が飽和状態に近づいた時または飽和状態になった時には、還元剤添加ノズル32から適切に還元剤を添加して吸蔵剤流通排気ガスの空燃比を小さくし、上述したメカニズムによってNOx吸蔵剤12、15からNOxを放出し且つ還元浄化するようにして、NOx吸蔵剤12、15の再生が図られる(NOx吸蔵剤の再生制御)。 When the NOx storage capacity of the upstream side NOx storage agent 15 and the NOx storage agent 12 carried on the particulate filter 14 becomes or saturated when approached saturation, suitably reducing agent from the reducing agent addition nozzles 32 the added to reduce the air-fuel ratio of the absorbent flow exhaust gas, as and reduces and purifies releasing NOx from the NOx absorbent 12, 15 by a mechanism described above, is achieved regeneration of the NOx storage agent 12, 15 (playback control of the NOx storage agent). そしてこの時にも、上流側NOx吸蔵剤15及びNOx吸蔵剤担持フィルタ13において付着または捕集された排気微粒子の酸化除去が行われる。 And even when the adhesion or the collected oxidation removal of exhaust particulates on the upstream side NOx storage agent 15 and the NOx storage-carrying filter 13 is performed.
【0030】 [0030]
NOx吸蔵剤担持フィルタ13の上流に別のNOx吸蔵剤15が配置されている本排気ガス浄化装置10のような構成の排気ガス浄化装置においては、通常、このようにして排気ガスの浄化がなされるが、例えば、機関から排出されるNOx量に対して上流側NOx吸蔵剤15のNOx吸蔵容量が、頻繁に再生制御を行う等して常に十分である状態に維持された場合には、以下のような問題が生じることとなる。 In the exhaust gas purifying apparatus of the structure of this exhaust gas purifying device 10 and another NOx occluding agent 15 upstream of the NOx storage-carrying filter 13 is disposed, generally the purification of the exhaust gas in this manner is made that is, for example, when the NOx storage capacity of the upstream side NOx storage agent 15 with respect to the amount of NOx discharged from the engine was maintained at all times a sufficient condition to such for frequent regeneration control, the following so that the problems such as may occur.
【0031】 [0031]
すなわち、上流側NOx吸蔵剤15のNOx吸蔵容量が機関から排出されるNOx量に対して十分である場合、排気ガスの空燃比がリーンである通常時においては、機関から排出されるNOxは上流側NOx吸蔵剤15で殆どが吸蔵されてしまい、下流側に位置するNOx吸蔵剤担持フィルタ13へは殆ど流入しない。 That is, if the NOx storage capacity of the upstream side NOx storage agent 15 is sufficient for the amount of NOx discharged from the engine, during normal air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, NOx exhausted from the engine upstream most the side NOx storage agent 15 will be occluded, not flow almost to the NOx storage-carrying filter 13 located downstream. また、還元剤添加ノズル32から還元剤を添加して排気ガスの空燃比を小さくし、NOx吸蔵剤15の再生制御を実施する場合においても、NOx吸蔵剤15から放出されたNOxは還元されてN となるため、NOxはNOx吸蔵剤担持フィルタ13へは殆ど流入しない。 Further, by adding a reducing agent from the reducing agent addition nozzle 32 to reduce the air-fuel ratio of the exhaust gas, even in the case of performing the regeneration control of the NOx storage agent 15, NOx released from the NOx absorbent 15 is reduced since the N 2, NOx does not flow almost to the NOx storage-carrying filter 13.
【0032】 [0032]
このため、NOx吸蔵剤担持フィルタ13においては、NOxの吸蔵及び放出が殆ど起こらず、結果として活性酸素O の生成がされにくいこととなる。 Therefore, in the NOx storage-carrying filter 13, storage and release of NOx are hardly occurs, so that the resulting difficult to active oxygen O * generation. NOxの吸蔵及び放出の際に生成される活性酸素O は、上述したようにNOx吸蔵剤担持フィルタ13に捕集された煤等の排気微粒子の酸化除去を促進する効果を有するため、NOx吸蔵剤担持フィルタ13にNOxが流入しないと、捕集された排気微粒子の酸化除去が良好に進まず、NOx吸蔵剤担持フィルタ13に排気微粒子が蓄積されて排気系の圧力損失が上昇し、機関の性能に悪影響を及ぼす結果となる。 Absorbing and active oxygen is generated upon release O * is the NOx, for having an effect of promoting the oxidation removal of exhaust particulates such as soot trapped by the NOx storage agent carrying filter 13 as described above, the NOx occlusion agent when NOx does not flow to the carrying filter 13, oxidation removal of the collected exhaust particulates does not proceed satisfactorily, is exhausted particulate accumulated in the NOx storage-carrying filter 13 pressure loss of the exhaust system increases, the engine the adversely affect the results on the performance.
【0033】 [0033]
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、捕集した煤等の排気微粒子の酸化除去を良好に行うために、下流側に配置されたNOx吸蔵剤担持フィルタ13に必要なNOxを流入させる(供給する)ようにしたものである。 The present invention has been made in view of such problems, in order to satisfactorily perform oxidation removal of exhaust particulates such collected soot, NOx required NOx storage-carrying filter 13 disposed on the downstream side it is obtained so as to flow into (supplies) a.
次に、その具体的な方法に関し、排気ガス浄化装置10を用いた場合について説明する。 Next, it relates the specific method, the case of using the exhaust gas purifying device 10. まず初めの方法は、上流側NOx吸蔵剤15のNOx吸蔵能力が飽和状態になったままとなる期間を意図的に作り出し、上流側NOx吸蔵剤15で吸蔵されなかったNOxを下流側にあるNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給するというものである。 First of methods, NOx that the NOx storage ability of the upstream side NOx storage agent 15 is created deliberately period remains became saturated, certain NOx that has not been occluded on the upstream side NOx storage agent 15 on the downstream side is that supplied to the storage agent carrying filter 13.
【0034】 [0034]
図5はこの方法によるNOx供給制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 Figure 5 is a flowchart showing a control routine of the NOx supply control by this method. なお、本制御ルーチンはECU8により一定時間毎の割込みによって実施される。 The present control routine is performed by interruption every predetermined time by the ECU 8.
本制御ルーチンがスタートすると、まずステップ101においてNOx供給制御実施条件が成立したか否かが判定される。 When this control routine starts, first whether NOx supply control execution condition is satisfied in step 101 is determined. NOx供給制御実施条件は様々な基準により設定可能であるが、例えばNOx吸蔵剤担持フィルタ13の詰りの度合を基準にして設定することができる。 NOx supply control execution condition is be set by various criteria can be set, for example, the degree of clogging of the NOx storage-carrying filter 13 on the basis. すなわち、NOx吸蔵剤担持フィルタ13にNOxが供給されず、捕集した排気微粒子の酸化除去が良好に行われていない時には、NOx吸蔵剤担持フィルタ13が次第に詰り始めるので、この詰り度合によってNOx供給制御が必要な時を判断することができる。 That is, not supplied NOx in the NOx storage-carrying filter 13, when the oxidation removal of the collected exhaust particulates is not performed well, because the NOx storage-carrying filter 13 starts clogging gradually, NOx supplied by the clogging degree it is possible to determine when control is required. より具体的には、この詰り度合は、例えば上流側NOx吸蔵剤15とNOx吸蔵剤担持フィルタ13との間の圧力を測定することによって推定することができ、測定された圧力が予め実験等によって定められた基準圧力以上となっている時にNOx供給制御実施条件が成立したものとする。 More specifically, the clogging degree, for example, by pressure between the upstream side NOx storage agent 15 and the NOx storage-carrying filter 13 can be estimated by measuring a measured pressure experiment or the like in advance NOx supply control execution conditions when it is a defined reference pressure or higher and that satisfied.
【0035】 [0035]
ステップ101においてNOx供給制御実施条件が成立していないと判定された場合には本制御ルーチンは終了し、NOx供給制御実施条件が成立していると判定された場合にはステップ103に進む。 When the NOx supply control execution condition is determined not to be satisfied in step 101 the control routine ends, if the NOx supply control execution condition is determined to be satisfied, the routine proceeds to step 103.
ステップ103においては、上述したNOx吸蔵剤の再生制御の間隔または再生制御において排気ガスの空燃比がリッチに維持される継続時間について、NOx供給制御が行われていない通常制御時とは異なる値が決定される。 In step 103, the duration which the air-fuel ratio of the exhaust gas is maintained rich in intervals or reproduction control of the reproduction control of the NOx storage agent, which has been described above, the value different from the normal control of NOx supply control is not performed It is determined. すなわち、通常制御時においては、上述したようにNOx吸蔵剤のNOx吸蔵容量が飽和状態に近づいた時または飽和状態になった時に再生制御が実施されて常にNOxを吸蔵可能な状態に維持するようにするが、本NOx供給制御においては、NOx吸蔵剤担持フィルタ13にNOxを供給するために上流側NOx吸蔵剤15が飽和状態となったままとなる期間を作り出す必要がある。 That is, in the normal control, so as to maintain at all times capable of occluding the NOx status regeneration control is performed when the NOx storage capacity of the NOx storage agent becomes or saturated when approaching saturation, as described above Although, in this NOx supply control, it is necessary to create a period of upstream NOx absorbent 15 in order to supply the NOx in the NOx storage-carrying filter 13 remains became saturated. そこで、ステップ103において、通常制御時よりも長い再生制御の間隔または通常制御時よりも短い排気ガス空燃比がリッチに維持される継続時間が決定される。 Therefore, in step 103, the duration of a short exhaust air-fuel ratio than during long reproduction control interval or normal control than in the normal control is maintained rich is determined. このステップ103で決定される間隔または継続時間は、ステップ101において用いられるNOx供給制御実施条件の基準に対応して(すなわちその基準に応じて決まる必要NOx供給量に対応して)予め設定しておいてもよい。 Interval or duration that is determined in this step 103, in response to the reference of the NOx supply control execution conditions used in step 101 (that is, corresponds to the required NOx supply amount determined in accordance with the reference) set in advance Oite it may be.
【0036】 [0036]
ステップ103において上記間隔または継続時間が決定されると、ステップ105に進み、ステップ103で決定された上記間隔または継続時間にしたがって再生制御が実施される。 When the interval or duration is determined in step 103, the process proceeds to step 105, the reproduction control is performed according to the distance or duration determined in step 103.
図6は、NOx吸蔵剤の再生制御の間隔Iを通常制御時よりも長くした場合及び再生制御において排気ガスの空燃比がリッチに維持される継続時間T(以下、「リッチ継続時間」という)を通常制御時よりも短くした場合の排気ガス浄化装置におけるNOx濃度について通常制御時と比較して示した説明図である。 6, if the interval I of regeneration control of the NOx storage agent was longer than that in the normal control and the reproduction control duration air-fuel ratio of the exhaust gas is maintained rich in T (hereinafter, referred to as "rich continuation time") the is an explanatory view showing in comparison with the normal control for the NOx concentration in the exhaust gas purifying device in the case of shorter than the normal control. 図中、NOx濃度C は上流側NOx吸蔵剤15の上流におけるNOx濃度、すなわち機関から排出された排気ガス中のNOx濃度を示し、NOx濃度C は、上流側NOx吸蔵剤15の下流におけるNOx濃度、すなわちNOx吸蔵剤担持フィルタ13に流入する排気ガスのNOx濃度を示す。 In the figure, the NOx concentration C 0 is the NOx concentration upstream of the upstream side NOx storage agent 15, namely indicates the NOx concentration in the exhaust gas discharged from the engine, NOx concentration C 1 is in the downstream of the upstream side NOx storage agent 15 NOx concentration, ie the NOx concentration in the exhaust gas flowing into the NOx storage-carrying filter 13. また、点線で示されたNOx濃度C は、NOx吸蔵剤担持フィルタ13の下流におけるNOx濃度、すなわち外部へ放出される排気ガスのNOx濃度を示している。 Further, the NOx concentration C 2 indicated by a dotted line indicates the NOx concentration in the exhaust gases emitted NOx concentration in the downstream of the NOx storage-carrying filter 13, i.e. to the outside. このNOx濃度C は、以下で説明する図6(a)、図6(b)、図6(c)の何れの場合においても相当に低く維持されている。 The NOx concentration C 2 is 6 described below (a), FIG. 6 (b), is kept considerably lower in the cases of FIG. 6 (c).
【0037】 [0037]
図6(a)は基準となる通常制御の場合を示しており、この場合、再生制御は間隔Iaで実施され、リッチ継続時間はTaである。 FIGS. 6 (a) shows the case of a normal control as a reference, in this case, reproduction control is performed at intervals Ia, rich continuation time is Ta. この間隔Ia及びリッチ継続時間Taは、NOx吸蔵剤15が飽和状態になったままとなる期間が生じないように制御あるいは予め決定される。 This interval Ia and rich continuation time Ta, NOx storage agent 15 is controlled or pre-determined so as not to cause period remains became saturated. したがって、この通常制御の場合においては、NOx吸蔵剤15は飽和状態になったままとなることが無いのでNOx濃度C は比較的低く維持され、NOx吸蔵剤担持フィルタ13に十分なNOxが供給されない。 Therefore, in the case of the normal control, the NOx storage agent 15 NOx concentration C 1 because there can remain becomes saturated is kept relatively low, sufficient NOx is supplied to the NOx occluding agent carrying filter 13 not.
【0038】 [0038]
一方、図6(b)は、基準となる通常制御(図6(a))の場合と比べて、リッチ継続時間を同じに保ったまま、再生制御を実施する間隔を長くした場合を示している。 On the other hand, FIG. 6 (b), a primary normal control as compared with the case of (FIG. 6 (a)), while keeping the rich continuation time the same, shows a case where a longer interval for performing the regeneration control there. すなわち、この場合のリッチ継続時間Tb、実施間隔Ibと通常制御(図6(a))の場合のリッチ継続時間Ta、実施間隔Iaとを比較すると、Ta=Tbであり、Ia<Ibである。 That is, the rich duration Tb in this case, rich continuation time Ta in the case of the exemplary interval Ib and normal control (FIG. 6 (a)), is compared with the embodiment intervals Ia, a Ta = Tb, is Ia <Ib .
【0039】 [0039]
このように再生制御の実施間隔を長くすると、上流側NOx吸蔵剤15が飽和状態になった後しばらくしてから再生制御が実施されることになる。 With this longer implementation spacing of the playback control, so that the upstream side NOx storage agent 15 is carried out playback control later after becoming saturated. そしてこのNOx吸蔵剤15が飽和状態になったままの期間については、上流側NOx吸蔵剤15ではNOxの吸蔵が行われないのでNOxが下流にあるNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給される。 And for the period remains the NOx absorbent 15 is saturated, since occlusion of the upstream side NOx storage agent 15, NOx is not performed NOx is supplied to the NOx storage-carrying filter 13 downstream. つまり、NOx濃度C が図6(b)に示されたように変化して必要量のNOxがNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給される。 That, NOx concentration C 1 is NOx required amount changes as shown in FIG. 6 (b) is supplied to the NOx storage-carrying filter 13.
【0040】 [0040]
なお、上述したように、この場合においても外部へ放出される排気ガスのNOx濃度C は図6(a)に示した通常制御の場合と同様に相当低く維持される。 As described above, NOx concentration C 2 of the exhaust gas is discharged to the outside even in this case is maintained similarly corresponds low in the case of normal control shown in Figure 6 (a). 上流側NOx吸蔵剤15を通過したNOxは下流にあるNOx吸蔵剤担持フィルタ13に吸蔵され、還元浄化されるからである。 NOx that has passed through the upstream side NOx storage agent 15 is stored in the NOx storage agent carrying filter 13 downstream, because is reduced and purified.
また、図6(c)は、基準となる通常制御(図6(a))の場合と比べて、再生制御を実施する間隔を同じに保ったまま、リッチ継続時間を短くした場合を示している。 Also, FIG. 6 (c), a primary normal control as compared with the case of (FIG. 6 (a)), while keeping the same spacing to implement playback control, it shows the case of short rich duration there. すなわち、この場合の実施間隔Ic、リッチ継続時間Tcと通常制御(図6(a))の場合の実施間隔Ia、リッチ継続時間Taとを比較すると、Ia=Icであり、Ta>Tcである。 That is, exemplary spacing Ic in this case, carried interval Ia if the rich duration Tc and normal control (FIG. 6 (a)), is compared with the rich continuation time Ta, an Ia = Ic, is Ta> Tc .
【0041】 [0041]
このようにリッチ継続時間を短くすると、上流側NOx吸蔵剤15内に吸蔵されていたNOxの放出が完全になされず、すなわち上流側NOx吸蔵剤15の再生が完全になされず、リッチ継続時間が長い場合に比べて早期にNOxにより再飽和される。 With this short rich duration, it is not made completely release NOx occluded on the upstream side NOx storage agent within 15, that regeneration of the upstream side NOx storage agent 15 is not completely performed, rich duration re saturated with NOx earlier than if long. したがって、通常制御の場合と同じ実施間隔で再生制御が実施されても、上流側NOx吸蔵剤15が飽和状態になった後しばらくしてから再生制御が実施されることになる。 Therefore, be implemented playback control in the same embodiment intervals as for normal control, the upstream side NOx storage agent 15 is that the regeneration control after a while after reaching the saturation is performed. そしてこの上流側NOx吸蔵剤15が飽和状態になったままの期間については、上述した図6(b)に示した場合と同様にNOxが下流にあるNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給される。 And for the period remains the upstream side NOx storage agent 15 is saturated is, NOx as in the case shown in FIG. 6 (b) described above is supplied to the NOx storage-carrying filter 13 downstream. つまり、NOx濃度C が図6(c)に示されたように変化して必要量のNOxがNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給される。 That, NOx concentration C 1 is NOx required amount changes as shown in FIG. 6 (c) is supplied to the NOx storage-carrying filter 13. なお、この場合においても外部へ放出される排気ガスのNOx濃度C は図6(a)に示した通常制御の場合と同様に相当低く維持される。 Incidentally, NOx concentration C 2 of the exhaust gas is discharged to the outside even in this case is maintained similarly corresponds low in the case of normal control shown in Figure 6 (a).
【0042】 [0042]
以上、説明したように、この方法では、再生制御の実施間隔またはリッチ継続時間を制御することによって上流側NOx吸蔵剤15が飽和状態になったままとなる期間を作り出し、その間はNOxが上流側NOx吸蔵剤15を通過するようにして下流側にあるNOx吸蔵剤担持フィルタ13にNOxを供給するようにする。 As described above, in this way, creating a period during which remains upstream NOx absorbent 15 by controlling the implementation spacing or rich duration of regeneration control is saturated, NOx is between the upstream so as to pass through the NOx storage agent 15 so as to supply the NOx storage agent carrying filter 13 located downstream. これによりNOx吸蔵担持フィルタ13においてNOxの吸蔵が起こって活性酸素が生成され、NOx吸蔵剤担持フィルタ13に捕集された煤等の排気微粒子の酸化除去が促進される。 Thus, in the NOx occlusion-carrying filter 13 is generated occluded going active oxygen NOx, oxidation removal of exhaust particulates such as soot trapped by the NOx storage-carrying filter 13 is promoted. また、上述したように吸蔵されたNOxが放出される時にも活性酸素が生成されるため、この際にも排気微粒子の酸化除去が促進される。 Further, since the active oxygen is generated even when the NOx occluded as described above is released, this time in the oxidation removal of exhaust particulates is promoted.
【0043】 [0043]
また、以上の説明から明らかなようにNOx吸蔵剤担持フィルタ13へ供給されるNOx量は、再生制御の実施間隔またはリッチ継続時間を制御することによって調整することができる。 Further, NOx amount supplied to the NOx storage-carrying filter 13 As is apparent from the above description can be adjusted by controlling the implementation spacing or rich duration of regeneration control. したがって、例えばNOx濃度C 及び排気ガス流量等をモニターしておき、必要な量のNOxがNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給されるように再生制御の実施間隔またはリッチ継続時間を制御するようにしてもよい。 Thus, for example, NOx concentration C 1 and the exhaust gas flow rate, etc. in advance to monitor, so as to control the implementation spacing or rich duration of regeneration control as required amount of NOx supplied to the NOx storage agent carrying filter 13 it may be.
【0044】 [0044]
なお、図5を参照して行った説明においては、NOx供給制御実施条件が成立した場合に再生制御の実施間隔を長くする、またはリッチ継続時間を短くする制御を行うようにして上流側NOx吸蔵剤15が飽和状態となったままとなる期間を作り出しNOx吸蔵剤担持フィルタ13にNOxを供給するようにしたが、再生制御の実施間隔またはリッチ継続時間を、上流側NOx吸蔵剤15が飽和状態となったままとなる期間が生じるように始めから設定してもよい。 In the description taken with reference to FIG. 5, the upstream side NOx storage so as to perform control NOx supply control execution condition is to increase the implementation spacing regeneration control when a condition is satisfied, or to shorten the rich duration Although agent 15 is adapted to supply the NOx storage agent carrying filter 13 produces a period remains became saturated, the exemplary spacing or rich duration of regeneration control, the upstream side NOx storage agent 15 saturated may be set from the beginning so that the period in which the remains were to occur. つまり、この場合には再生制御は常に図6(b)または図6(c)で示されるような実施間隔Ibまたはリッチ継続時間Tcで行われ、再生制御が行われる前には必ず上流側NOx吸蔵剤15が飽和状態となったままとなる期間が生ずる。 In other words, the regeneration control when the always takes place in FIG. 6 (b) or FIG. 6 (c) carried intervals as indicated in Ib or rich duration Tc, always upstream NOx before the playback control is performed period absorbent 15 remains became saturated occurs. こうすることで、より簡単な制御によりNOx吸蔵剤担持フィルタ13へのNOxの供給が確保される。 By this way, the supply of NOx into the NOx storage-carrying filter 13 is secured by a simpler control.
【0045】 [0045]
また、以上の説明においては上流側NOx吸蔵剤15が飽和状態となったままとなる期間を作り出すために、再生制御の実施間隔とリッチ継続時間の何れか一方を調整する場合について示したが、当然のことながら、これら両方を同時に調整するようにしてもよい。 Further, in the above description to produce a period during which the upstream NOx absorbent 15 will remain a saturated, but shows the case of adjusting one of embodiments interval and rich duration of regeneration control, of course, it may be adjusted both them simultaneously.
また、この方法では上流側NOx吸蔵剤15が飽和状態となることが必要であるが、容易に飽和状態となるように上流側NOx吸蔵剤15のNOx吸蔵容量を下流側のNOx吸蔵剤担持フィルタ13のNOx吸蔵容量よりも小さくすることが好ましい。 Although in this method it is necessary that the upstream NOx absorbent 15 is saturated, readily downstream NOx storage agent carrying filter the NOx storage capacity of the upstream side NOx storage agent 15 such that the saturation it is preferably smaller than the NOx storage capacity of 13. このことは、上流側NOx吸蔵剤15とNOx吸蔵剤担持フィルタ13とで、吸蔵剤量や吸蔵剤種、あるいは吸蔵剤の担体上での分散率等を変えることにより可能である。 This means that in the upstream side NOx storage agent 15 and the NOx storage agent carrying filter 13, it is possible by changing the dispersion rate and the like on the support of the storage agent amount and absorbent species, or occluding agent.
【0046】 [0046]
次に、NOx吸蔵剤担持フィルタ13にNOxを供給するようにする別の方法について説明する。 Next, a description will be given of another method so as to supply the NOx storage agent carrying filter 13. この方法は、再生制御を実施する際の排気ガス空燃比を制御して上流側NOx吸蔵剤15から放出されたNOxを還元せずに下流側にあるNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給しようとするものである。 This method, to be supplied to the NOx storage-carrying filter 13 located downstream without reducing the NOx released by controlling the exhaust gas air-fuel ratio when performing the playback control from the upstream side NOx storage agent 15 it is intended.
上述したように、流通する排気ガスの空燃比が小さくなると吸蔵したNOxがNOx吸蔵剤から放出される。 As described above, stored NOx is released from the NOx absorbent when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing is reduced. そしてこの時還元剤が存在していれば放出されたNOxは還元されてN となる。 The NOx at this time reducing agent is released if present is the N 2 is reduced. したがって、上流側NOx吸蔵剤15において、空燃比をNOxが放出される空燃比とし且つ還元剤が不足する状態を作り出せば還元されなかったNOxが下流側のNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給される。 Accordingly, the upstream side NOx storage agent 15, NOx air-fuel ratio and to and the reducing agent is not reduced if able to create a state of lack of the air-fuel ratio NOx is released is fed to the NOx storage-carrying filter 13 on the downstream side .
【0047】 [0047]
図6はこの方法によるNOx供給制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 6 is a flowchart showing a control routine of the NOx supply control by this method. なお、本制御ルーチンはECU8により一定時間毎の割込みによって実施される。 The present control routine is performed by interruption every predetermined time by the ECU 8.
本制御ルーチンがスタートすると、まずステップ201においてNOx供給制御実施条件が成立したか否かが判定される。 When this control routine starts, first whether NOx supply control execution condition is satisfied in step 201 is determined. ここでの制御は上述した図5の制御ルーチンのステップ101における制御と同様であるので詳細な説明は省略する。 Detailed description will now control in is the same as the control at step 101 of the control routine of FIG. 5 described above will be omitted.
ステップ201においてNOx供給制御実施条件が成立していないと判定された場合には本制御ルーチンは終了し、NOx供給制御実施条件が成立していると判定された場合にはステップ203に進む。 This control routine when the NOx supply control execution condition is determined not satisfied in step 201 is terminated, when the NOx supply control execution condition is determined to be satisfied, the routine proceeds to step 203.
【0048】 [0048]
ステップ203においては、NOx吸蔵剤の再生制御時における排気ガスの空燃比について、NOx供給制御が行われていない通常制御時とは異なる値が決定される。 In step 203, the air-fuel ratio of the exhaust gas during regeneration control of the NOx storage agent, different values ​​are determined from the normal control NOx supply control is not performed. すなわち、通常制御時においては、NOx吸蔵剤からNOxを放出させると共に放出したほぼ全てのNOxを還元剤で還元浄化するため、排気ガスの空燃比は、余剰還元剤が十分に存在するように相当にリッチな空燃比とする必要がある。 That is, in the normal control, in order to reduce and purify with a reducing agent to substantially all of the NOx that is released with the release of NOx from the NOx absorbent, the air-fuel ratio of the exhaust gas is considerably as excess reducing agent is present in sufficient it is necessary to make the rich air-fuel ratio. しかしながら、本NOx供給制御においては、NOx吸蔵剤担持フィルタ13にNOxを供給するために上流側NOx吸蔵剤15において放出されたNOxを還元しないようにすべく、排気ガスの空燃比はNOxが放出され且つ還元剤が不足する空燃比とする必要がある。 However, in this NOx supply control, in order to avoid reducing the released NOx in the upstream side NOx storage agent 15 to supply the NOx storage agent carrying filter 13, the air-fuel ratio of the exhaust gas is NOx release it is necessary to air-fuel ratio and the reducing agent is insufficient is. したがって、ここで決定される空燃比は、放出されたNOxのほぼ全てを還元浄化しようとする通常制御の場合の再生制御時の空燃比に比べてリッチの度合の低いものとなる。 Accordingly, the air-fuel ratio to be determined here is becomes low degree of rich compared to air-fuel ratio at the time of reproduction control in the case of the normal control to be reduced and purified almost all of the released NOx.
【0049】 [0049]
例えば、この空燃比を理論空燃比とした場合には、再生制御時において余剰還元剤が存在せず、上流側NOx吸蔵剤15で放出されたNOxの殆どが下流側にあるNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給される。 For example, the air-fuel ratio in the case of the stoichiometric air-fuel ratio, there is no excess reducing agent at the time of reproduction control, the upstream side NOx storage agent carrying filter that most of the released NOx in the NOx storage agent 15 is on the downstream side It is supplied to the 13. そして空燃比のリッチの度合が高くなるとそれだけ余剰還元剤の量が増えるのでその分だけ放出されたNOxが還元され、NOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給されるNOx量が減少する。 And the amount of much excess reducing agent when the degree of the rich air-fuel ratio is increased increases by that amount released NOx is reduced, NOx amount supplied to the NOx storage-carrying filter 13 is reduced. すなわち、排気ガスの空燃比を制御することによりNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給されるNOx量を調整することができる。 That is, it is possible to adjust the amount of NOx supplied to the NOx storage-carrying filter 13 by controlling the air-fuel ratio of the exhaust gas.
【0050】 [0050]
したがって、ここで決定される空燃比を、ステップ201において用いられるNOx供給制御実施条件の基準に対応して(すなわちその基準に応じて決まる必要NOx供給量に対応して)予め設定しておいてもよい。 Accordingly, the air-fuel ratio determined here, correspond to the criteria NOx supply control execution conditions used in step 201 (that is, corresponds to the required NOx supply amount determined in accordance with the reference) set in advance it may be.
ステップ203において上記空燃比が決定されると、ステップ205に進み、排気ガスの空燃比がステップ203で決定された空燃比となるように還元剤噴射ノズル32から還元剤が噴射されて再生制御が実施される。 When the air-fuel ratio is determined in step 203, the process proceeds to step 205, the air-fuel ratio is the reducing agent injected from the reducing agent injection nozzle 32 so that the air-fuel ratio determined in step 203 regeneration control of the exhaust gas It is carried out.
【0051】 [0051]
図8は、NOx吸蔵剤の再生制御における排気ガス空燃比をほぼ理論空燃比にした場合及びリッチの度合を通常制御における再生制御時の空燃比に比べて下げた場合についての排気ガス浄化装置におけるNOx濃度について、通常制御における再生制御時と比較して示した説明図である。 8, in the exhaust gas purifying device for the case where lowering than a generally if the stoichiometric air-fuel ratio and a rich degree of the exhaust gas air-fuel ratio in the regeneration control of the NOx storage agent to an air-fuel ratio at the time of reproduction control in the normal control for NOx concentration is an explanatory view showing in comparison with the time of reproduction control in the normal control. 図中、NOx濃度C は上流側NOx吸蔵剤15の上流におけるNOx濃度、すなわち機関から排出された排気ガス中のNOx濃度を示し、NOx濃度C は、上流側NOx吸蔵剤15の下流におけるNOx濃度、すなわちNOx吸蔵剤担持フィルタ13に流入する排気ガスのNOx濃度を示す。 In the figure, the NOx concentration C 0 is the NOx concentration upstream of the upstream side NOx storage agent 15, namely indicates the NOx concentration in the exhaust gas discharged from the engine, NOx concentration C 1 is in the downstream of the upstream side NOx storage agent 15 NOx concentration, ie the NOx concentration in the exhaust gas flowing into the NOx storage-carrying filter 13. また、点線で示されたNOx濃度C は、NOx吸蔵剤担持フィルタ13の下流におけるNOx濃度、すなわち外部へ放出される排気ガスのNOx濃度を示している。 Further, the NOx concentration C 2 indicated by a dotted line indicates the NOx concentration in the exhaust gases emitted NOx concentration in the downstream of the NOx storage-carrying filter 13, i.e. to the outside. このNOx濃度C は、以下で説明する図8(a)、図8(b)、図8(c)の何れの場合においても相当に低く維持されている。 The NOx concentration C 2 is 8 to be described below (a), FIG. 8 (b), is kept considerably lower in the cases of FIG. 8 (c). また、図中の空燃比の変化を示す部分に示された点線Sは理論空燃比を示している。 The dotted line S shown in the portion indicating the change in the air-fuel ratio in the figure shows the stoichiometric air-fuel ratio.
【0052】 [0052]
図8(a)は基準となる通常制御時における再生制御の場合を示している。 FIG. 8 (a) shows a case of the playback control in the normal control as a reference. この場合、空燃比は相当にリッチにされ還元剤が十分にあるので上流側NOx吸蔵剤15から放出されたNOxはその殆どが還元浄化される。 In this case, the air-fuel ratio is so significantly is rich reducing agent is sufficient NOx released from the upstream side NOx storage agent 15 mostly is reduced and purified. このため、NOx濃度C は比較的低く維持され、NOx吸蔵剤担持フィルタ13に十分なNOxが供給されない。 Therefore, NOx concentration C 1 is maintained relatively low, sufficient NOx is not supplied to the NOx storage-carrying filter 13.
【0053】 [0053]
一方、図8(b)は、再生制御における空燃比をほぼ理論空燃比にした場合を示している。 On the other hand, FIG. 8 (b) shows the case where the substantially stoichiometric air-fuel ratio in the regeneration control. この場合、吸蔵されたNOxの放出速度が高い(図10参照)ので短時間でNOx放出させることができる。 In this case, a short time can be NOx emissions due to the high rate of release of occluded NOx (see Fig. 10). また、上述したように余剰となる還元剤が殆ど存在しないので上流側NOx吸蔵剤15から放出されたNOxは殆ど還元されること無く下流側のNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給される。 Further, NOx released from the upstream side NOx storage agent 15 since the reducing agent to be excess as described above almost no is supplied to the downstream side of the NOx storage-carrying filter 13 without being hardly reduced.
【0054】 [0054]
また、図8(c)は、基準となる図8(a)の場合に比べて、再生制御における空燃比のリッチの度合を低くした場合を示している。 Further, FIG. 8 (c), as compared with the case of FIG. 8 to be a reference (a), showing a case where the lower the degree of rich air-fuel ratio in the regeneration control. この場合、ある程度の余剰還元剤が存在するので上流側NOx吸蔵剤15から放出されたNOxのうちの一部は還元されてN となる。 In this case, the part is reduced N 2 of the NOx released from the upstream side NOx storage agent 15 because there is some excess reducing agent. そのため、この場合に下流側にあるNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給されるNOxの量は空燃比を理論空燃比とした図8(b)の場合に比べて少なくなる。 Therefore, the amount of NOx supplied to the NOx storage-carrying filter 13 located downstream in this case is reduced as compared with the case of FIG. 8 and the stoichiometric air-fuel ratio (b).
【0055】 [0055]
以上、説明したように、この方法では、再生制御における空燃比を制御することによって上流側NOx吸蔵剤15から放出されるNOxのうちの還元される量を調整し、還元されなかったNOxを下流側にあるNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給するようにする。 As described above, in this way, to adjust the quantity to be reduced of the NOx released from the upstream side NOx storage agent 15 by controlling the air-fuel ratio in the regeneration control, the downstream were not reduced NOx so as to supply to the NOx storage agent carrying filter 13 on the side. これによりNOx吸蔵担持フィルタ13においてNOxの吸蔵が起こって活性酸素が生成され、NOx吸蔵剤担持フィルタ13に捕集された煤等の排気微粒子の酸化除去が促進される。 Thus, in the NOx occlusion-carrying filter 13 is generated occluded going active oxygen NOx, oxidation removal of exhaust particulates such as soot trapped by the NOx storage-carrying filter 13 is promoted. また、上述したように吸蔵されたNOxが放出される時にも活性酸素が生成されるため、この際にも排気微粒子の酸化除去が促進される。 Further, since the active oxygen is generated even when the NOx occluded as described above is released, this time in the oxidation removal of exhaust particulates is promoted.
【0056】 [0056]
また、上述したように、空燃比を制御することによりNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給されるNOx量を調整することができるので、例えばNOx濃度C 及び排気ガス流量等をモニターしておき、一回の再生制御(リッチ化制御)の途中で空燃比を変化させ、必要量のNOxを下流のNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給するようにしてもよい。 Further, as described above, it is possible to adjust the amount of NOx supplied to the NOx storage-carrying filter 13 by controlling the air-fuel ratio, to monitor the example NOx concentration C 1 and the exhaust gas flow rate, etc. advance, changing the air-fuel ratio in the middle of one of the playback control (rich control), may be supplied the necessary amount of NOx downstream of the NOx storage-carrying filter 13.
【0057】 [0057]
図9は、このような制御を行った場合について示した図8と同様の図である。 Figure 9 is a view similar to that of Figure 8 which shows the case of performing such control. 図9(a)は、再生制御の初めは空燃比を理論空燃比として急速にNOxを放出させ、次いで供給NOx量が必要量に達したと判断した時点で、放出されたNOxのほぼ全てが還元される程度の還元剤が存在する程度のリッチとなるように空燃比を制御した場合を示している。 9 (a) is the beginning of the regeneration control is rapidly release NOx air-fuel ratio as the stoichiometric air-fuel ratio, and then when the amount supplied NOx is determined to have reached the required amount, almost all of the released NOx is shows the case of controlling the air-fuel ratio such that the degree of rich reducing agent to the extent that is reduced is present. 一方、図9(b)は、再生制御の初めの空燃比を還元剤が不足する程度のリッチにし、次いで供給NOx量が必要量に達したと判断した時点で、空燃比を、放出されたNOxのほぼ全てが還元される程度のリッチになるように制御した場合を示している。 On the other hand, FIG. 9 (b), and the degree of rich insufficient reducing agent an air-fuel ratio of the beginning of the playback control, and then when the amount supplied NOx is determined to have reached the required amount, the air-fuel ratio, released almost all of NOx shows the case of controlling so rich enough to be reduced.
【0058】 [0058]
図9(a)に示した場合は、余剰還元剤が殆どないので多量のNOxを下流へ供給することができるが、NOxが急速に放出されて下流へ供給されることになるので、供給量の制御の面では図9(b)に示した場合の方が有利である。 The case shown in FIG. 9 (a), the can supply a large amount of NOx downstream since excess reducing agent is almost no, it means that NOx is supplied to the downstream is rapidly released, the supply amount in terms of control of it is advantageous in the case shown in Figure 9 (b).
なお、必要量のNOxがNOx吸蔵剤担持フィルタ13に供給されたか否かの判断は、上述したようなNOx濃度C 及び排気ガス流量をモニターしておく方法の他、下流へ供給されるNOx量を空燃比及びその空燃比の維持時間等と相関させて予めマップを作成し、これに基づいて行うようにしてもよい。 Incidentally, whether the required amount of NOx is supplied to the NOx storage-carrying filter 13 determines, in addition to the method to be monitored NOx concentration C 1 and the exhaust gas flow rate as described above, NOx is supplied to the downstream the amount of air-fuel ratio and correlated with maintenance time or the like of the air-fuel ratio to create a pre-map, may be carried out based on this.
【0059】 [0059]
なお、図7を参照して行った説明においては、NOx供給制御実施条件が成立した場合に再生制御における排気ガスの空燃比を制御して下流にあるNOx吸蔵剤担持フィルタ13にNOxを供給するようにしたが、再生制御における排気ガスの空燃比を始めから理論空燃比あるいは余剰還元剤が不足する程度のリッチである所定の値に設定しておいてもよい。 In the description taken with reference to FIG. 7, for supplying the NOx storage agent carrying filter 13 downstream NOx supply control execution condition is to control the air-fuel ratio of the exhaust gas in the regeneration control when a condition is satisfied was manner, may be set to a predetermined value stoichiometric air-fuel ratio or excess reducing agent from the beginning the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich enough to shortages in playback control. つまり、この場合には再生制御は常に図8(b)または(c)で示されるように行われ、再生制御の行われる際には必ずNOx吸蔵剤担持フィルタ13にNOxが供給される。 That is, in this case takes place as indicated by always reproduction control FIG 8 (b) or (c), NOx is supplied always NOx storage-carrying filter 13 when performed the regeneration control. こうすることで、より簡単な制御によりNOx吸蔵剤担持フィルタ13へのNOxの供給が確保される。 By this way, the supply of NOx into the NOx storage-carrying filter 13 is secured by a simpler control.
【0060】 [0060]
なお、図2に示した排気ガス浄化装置10の構成においては、NOx吸蔵剤の再生制御の際に排気ガスの空燃比をリッチ化する手段として還元剤添加ノズル32が用いられたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばポスト噴射による還元剤の添加が行われるようにする等、他の方法によって空燃比を制御するようにしてもよい。 In the configuration of an exhaust gas purifying apparatus 10 shown in FIG. 2, although a reducing agent nozzle 32 as a means of enriching the air-fuel ratio of the exhaust gas during the regeneration control of the NOx storage agent is used, the present invention is not limited to this, like that, for example, as the addition of the reducing agent by post injection is performed, it may be controlling the air-fuel ratio by another method.
【0061】 [0061]
また、図2に示した排気ガス浄化装置10の構成においては、上流側NOx吸蔵剤15とNOx吸蔵剤担持フィルタ13とが別体で設けられているが、これらを同一の触媒コンバータに収容してもよい。 Further, in the configuration of the exhaust gas purifying apparatus 10 shown in FIG. 2, although the upstream side NOx storage agent 15 and the NOx storage-carrying filter 13 is provided separately, to accommodate them in the same catalytic converter it may be.
更に、図2に示した構成要素を含む排気ガス浄化装置をマフラーと一体的に構成することも可能である。 Furthermore, it is also possible to muffler constructed integrally with the exhaust gas purifying device including the components shown in FIG.
【0062】 [0062]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上のように、本発明によれば、排気ガス通路にNOx吸蔵剤担持フィルタを配置し、そのフィルタの上流側に更に別のNOx吸蔵剤を配置した排気ガス浄化装置において、NOx吸蔵剤担持フィルタにおける捕集微粒子の酸化除去が良好に行われるようにした排気ガス浄化装置が提供される。 As described above, according to the present invention, the exhaust gas passage arranged NOx storage-carrying filter, the exhaust gas purifying apparatus further place another NOx storage agent to the upstream side of the filter, the NOx storage agent carrying filter oxidation removal of the collected fine particles in the exhaust gas purification apparatus that is favorably performed is provided.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】図1は、本発明をディーゼルエンジンに適用した場合を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a case of applying the present invention to a diesel engine.
【図2】図2は、本発明の排気ガス浄化装置を示した説明図である。 Figure 2 is an explanatory view showing an exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
【図3】図3は、NOx吸蔵剤が担持されたパティキュレートフィルタの拡大断面図である。 Figure 3 is an enlarged sectional view of a particulate filter NOx storage agent is supported.
【図4】図4は、NOxの吸蔵放出及び還元浄化作用並びに生成された活性酸素による酸化促進作用を説明するための図である。 Figure 4 is a diagram for explaining the absorbing and releasing and reducing cleaning action and oxidation promoting effect by the generated active oxygen of NOx.
【図5】図5は、NOx吸蔵剤担持フィルタにNOxを供給するようにするNOx供給制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 Figure 5 is a flowchart showing the control routine of the NOx supply control so as to supply the NOx occlusion-carrying filter.
【図6】図6は、図5に示したNOx供給制御に関連した説明図であり、空燃比変化と排気ガス浄化装置前後並びに排気ガス浄化装置内におけるNOx濃度との関係を示した図である。 Figure 6 is an explanatory diagram relating to NOx supply control shown in FIG. 5, a diagram showing the relationship between the NOx concentration in the air-fuel ratio changes with the exhaust gas purifying device before and after as well as the exhaust gas purifying device is there.
【図7】図7は、NOx吸蔵剤担持フィルタにNOxを供給するようにする別のNOx供給制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 Figure 7 is a flowchart showing a control routine of another NOx supply control so as to supply the NOx occlusion-carrying filter.
【図8】図8は、図7に示したNOx供給制御に関連した説明図であり、空燃比変化と排気ガス浄化装置前後並びに排気ガス浄化装置内におけるNOx濃度との関係を示した図である。 Figure 8 is an explanatory diagram relating to NOx supply control shown in FIG. 7, a diagram showing the relationship between the NOx concentration in the air-fuel ratio changes with the exhaust gas purifying device before and after as well as the exhaust gas purifying device is there.
【図9】図9は、図8と同様の図であり、図8の場合とは異なる空燃比制御を行った場合を示している。 Figure 9 is a view similar to FIG. 8 shows the case of performing the air-fuel ratio control that is different from the case of FIG. 8.
【図10】図10は、空燃比と吸蔵NOxの放出速度との関係を示す図である。 Figure 10 is a diagram showing the relationship between the release rate of the air-fuel ratio and the storage NOx.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
2…機関(エンジン)本体4…吸気通路6…排気ガス通路8…電子制御ユニット(ECU) 2 ... combustion engine body 4 ... intake passage 6 ... exhaust gas passage 8 ... electronic control unit (ECU)
10…排気ガス浄化装置12…NOx吸蔵剤13…NOx吸蔵剤担持フィルタ14…パティキュレートフィルタ15…上流側NOx吸蔵剤16…排気ガス通路32…還元剤噴射ノズル 10 ... exhaust gas purification device 12 ... NOx storage agent 13 ... NOx storage-carrying filter 14 ... particulate filter 15 ... upstream NOx absorbent 16 ... exhaust gas passage 32 ... reducing agent injection nozzle

Claims (3)

  1. 排気ガス通路に配置されて内燃機関から排出される排気ガス中の微粒子を捕集し、該微粒子を酸化除去するパティキュレートフィルタであって、流通する排気ガスの空燃比がリーンの時にNOxを吸蔵し、流通する排気ガスの空燃比が小さくなると吸蔵したNOxを放出し且つ還元剤が存在していれば放出したNOxを還元浄化する作用を有するNOx吸蔵剤が担持されたパティキュレートフィルタと、 Exhaust is disposed in the gas passage and trapping particulate in an exhaust gas discharged from an internal combustion engine, the fine particles to a particulate filter for removing oxidation, stores NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing is lean and a particulate filter NOx absorbent is carried having an effect of reducing and purifying the NOx emission was and reducing agent was discharged if present when the air-fuel ratio becomes smaller the occluded NOx of the exhaust gas flowing,
    上記作用を有するNOx吸蔵剤であって、排気ガス通路において上記パティキュレートフィルタの上流側に配置される上流側NOx吸蔵剤と、を具備する排気ガス浄化装置において、 A NOx occluding agent having the above-described action, the exhaust gas purifying device comprising an upstream side NOx storage agent, the disposed upstream of the particulate filter in the exhaust gas passage,
    上記上流側NOx吸蔵剤から放出させたNOxを上記パティキュレートフィルタへ流入させることで、上記パティキュレートフィルタに流入するNOx量を制御する流入NOx量制御手段を具備していることを特徴とする排気ガス浄化装置。 The NOx that was released from the upstream side NOx storage agent that is flowing into the particulate filter, exhaust gas, characterized in that it comprises the inflow NOx amount control means for controlling the amount of NOx flowing into the particulate filter gas purifier.
  2. 上記流入NOx量制御手段が、上記上流側NOx吸蔵剤に流入する排気ガスの空燃比と所望の空燃比に維持する時間との少なくとも一方を調整することにより上記パティキュレートフィルタに流入するNOx量を制御する、請求項1に記載の排気ガス浄化装置。 The inflow NOx amount controlling means, the amount of NOx flowing into the particulate filter by adjusting at least one of the time for maintaining the air-fuel ratio and the desired air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream side NOx storage agent control for the exhaust gas purifying apparatus according to claim 1.
  3. 上記流入NOx量制御手段が、上記上流側NOx吸蔵剤から放出させるNOx量と上記上流側NOx吸蔵剤において還元浄化されるNOx量とを調整することにより上記パティキュレートフィルタに流入するNOx量を制御する、請求項2または3に記載の排気ガス浄化装置。 The inflow NOx amount control means controls the amount of NOx flowing into the particulate filter by adjusting the amount of NOx reduced and purified in the NOx amount and the upstream side NOx storage agent to be released from the upstream side NOx storage agent to exhaust gas purifying apparatus according to claim 2 or 3.
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