JP2004068731A

JP2004068731A - Method of replacing sox storage catalyst

Info

Publication number: JP2004068731A
Application number: JP2002230490A
Authority: JP
Inventors: Toshisuke Toshioka; 利岡　俊祐
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-07
Also published as: JP4306203B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the worsening of fuel economy caused by regenerating a SOx storage agent during travel of a vehicle and the incomplete regeneration of a SOx storage catalyst. <P>SOLUTION: The amount of SOx stored in the SOx storage catalyst replaceably arranged on the vehicle 50, when reaching a preset amount or greater, is reported to a collection station 70. Then, the SOx storage catalyst 19 is collected in the collection station 70, where a SOx storage catalyst 19 having a SOx storage possible amount greater than that of the collected SOx storage catalyst 19 is mounted on the vehicle 50. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＯｘ吸蔵触媒の交換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リーン混合気による燃焼を基本とする内燃機関において、流入する排気ガスに含まれるＮＯｘをリーンの空燃比で吸蔵し、ストイキ又はリッチの空燃比であって還元剤の存在下において吸蔵したＮＯｘを還元する触媒（以下ＮＯｘ触媒）を排気通路に配置した内燃機関が提案されている。ＮＯｘ触媒は排気ガスに含まれるＮＯｘを吸蔵する機能のほか、燃料や潤滑油に含まれる硫黄分が機関筒内で燃焼することにより生成されたＳＯｘをも吸蔵する。触媒に吸蔵されたＳＯｘは硫酸塩を形成し、流入する排気ガスの空燃比をリッチとしても分解されずそのまま残る。従って、ＮＯｘ触媒内には時間が経過するに連れて硫酸塩が増大することとなりＮＯｘの吸蔵を阻害する。そこで、ＮＯｘ触媒の排気上流側にＳＯｘをリーン空燃比で吸蔵し、ストイキ又はリッチ空燃比でＳＯ_２として放出するＳＯｘ吸蔵触媒を配置し、ＮＯｘ触媒へＳＯｘが流入するのを抑制する構成が提案されている（特許第２６０５５５９号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＳＯｘ吸蔵触媒に吸蔵可能なＳＯｘ量にも限界があるため、時折吸蔵したＳＯｘを放出させ再生する必要がある。ＳＯｘ吸蔵触媒を高温（例えば６００℃以上）に維持し、空燃比をストイキ又はリッチとすれば、吸蔵されたＳＯｘはＳＯ_２として放出されるが、ＳＯｘ吸蔵触媒を６００℃まで昇温させるための昇温制御や排気ガスの空燃比をストイキ又はリッチとする制御は通常の運転状態と比較して燃料を多く消費するため燃費が悪化してしまう。また、ＳＯｘ吸蔵触媒を６００℃以上まで昇温させるためには時間がかかるため、機関運転状態によってはＳＯｘ吸蔵触媒の再生を完了できない場合もある。
【０００４】
本発明の課題は、ＳＯｘ吸蔵剤の再生が車輛走行中に実施されることによって引き起こされる燃費悪化や、ＳＯｘ吸蔵触媒の不完全な再生を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明によれば、車輛の排気通路に配置され、排気ガスに含まれるＳＯｘを吸蔵するＳＯｘ吸蔵触媒を交換する方法であって、前記ＳＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯｘ量が所定量以上となったことを前記車輛から車輛管理者に報知する再生時期報知工程と、前記ＳＯｘ吸蔵触媒を回収する回収工程と、回収した前記ＳＯｘ吸蔵触媒よりもＳＯｘ吸蔵可能量が多いＳＯｘ吸蔵触媒を前記車輛に取り付ける取り付け工程と、を含む。なお、本発明における「交換」とは、車輛から回収した前記ＳＯｘ吸蔵触媒よりもＳＯｘ吸蔵可能量が多いＳＯｘ吸蔵触媒を前記車輛に取り付ける取り付ることを意味する。
【０００６】
この発明によれば、車輛に配置されたＳＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯｘ量が所定量以上となったときにその旨が車輛管理者に報知され、報知後、劣化したＳＯｘ吸蔵触媒が回収され、回収した前記ＳＯｘ吸蔵触媒よりＳＯｘ吸蔵可能量が多いＳＯｘ吸蔵触媒を前記車輛に取り付けるようにしたため、劣化したＳＯｘ吸蔵触媒を使い続けることによる排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記再生時期報知工程後、前記ＳＯｘ吸蔵触媒を回収する回収ステーションに前記ＳＯｘ吸蔵触媒の回収時期を報知する回収時期報知工程を更に含む。
【０００８】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、ＳＯｘ吸蔵触媒を回収する時期を、ＳＯｘ吸蔵触媒を回収する回収ステーション側で設定することが可能となるので、ＳＯｘ吸蔵触媒の再生装置の予約、新品のＳＯｘ吸蔵触媒の発注など充分な事前準備を行うことができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、車輛の排気通路に配置され、排気ガスに含まれるＳＯｘを吸蔵するＳＯｘ吸蔵触媒を交換する方法であって、前記ＳＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯｘ量が所定量以上となったことを、前記車輛からＳＯｘ吸蔵触媒を回収する回収ステーションに報知する再生時期報知工程と、前記ＳＯｘ吸蔵触媒を回収する回収工程と、回収した前記ＳＯｘ吸蔵触媒よりもＳＯｘ吸蔵可能量が多いＳＯｘ吸蔵触媒を前記車輛に取り付ける取り付け工程と、を含む。
【００１０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明において、前記再生報知工程後、前記車輛管理者に前記ＳＯｘ吸蔵触媒の回収時期を前記回収ステーションから報知する回収時期報知工程と、前記回収時期報知工程後、前記ＳＯｘ吸蔵触媒を回収する回収工程と、を更に含む。
【００１１】
これらの発明によれば、ＳＯｘ吸蔵触媒の再生時期が最初にＳＯｘ吸蔵触媒を回収する回収ステーションに報知され、回収ステーションから車輛の管理者に報知される。その後、劣化したＳＯｘ吸蔵触媒が回収され、回収した前記ＳＯｘ吸蔵触媒よりもＳＯｘ吸蔵可能量が多いＳＯｘ吸蔵触媒を前記車輛に取り付けるようにしたため、車輛の管理者がＳＯｘ吸蔵触媒の再生時期であるにも関わらず、再生しないままＳＯｘ吸蔵触媒を使い続けることに起因する排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２から４のいずれかに記載の発明において、前記回収工程は、前記車輛の待機場所にて前記車輛から前記ＳＯｘ吸蔵触媒を取り外す工程と、取り外された前記ＳＯｘ吸蔵触媒を前記回収ステーションに持ち込む工程と、を含む。
【００１３】
この発明によれば、ＳＯｘ吸蔵触媒を車輛から取り外し、取り外したＳＯｘ吸蔵触媒のみを回収ステーションにて回収するため、車輛自体を回収ステーションに持ち込むことに比べ輸送のコストが大幅に省ける。
【００１４】
請求項６に記載の発明によれば、請求項２ら４のいずれかに記載の発明において、前記回収工程は、前記車輛を前記回収ステーションに持ち込む工程と、持ち込まれた車輛から前記ＳＯｘ吸蔵触媒を取り外す工程と、を含む。
【００１５】この発明によれば、ＳＯｘ吸蔵触媒を取付けたままの車両を回収ステーションに持ち込み、回収ステーションにて車輛からＳＯｘ吸蔵触媒を取り外すため、車輛管理者が直接車輛からＳＯｘ吸蔵触媒を取り外す手間を省くことができる。
【００１６】請求項７に記載の発明によれば、請求項２から４のいずれかに記載の発明において、前記回収ステーションは移動可能に構成され、前記回収工程は、前記回収ステーションが前記車輛の待機場所まで移動する工程と、前記車輛から前記ＳＯｘ吸蔵触媒を取り外す工程と、取り外されたＳＯｘ吸蔵触媒を回収する工程と、を含む。
【００１７】この発明によれば、回収ステーションが移動可能に構成されており、回収ステーション自体が車輛の待機場所に移動し、ＳＯｘ吸蔵触媒を回収することができるため、複数の車輛からＳＯｘ吸蔵触媒を回収する時には回収の効率が向上する。
【００１８】
請求項８に記載の発明によれば、請求項２から７のいずれかに記載の発明において、前記回収工程後、前記回収ステーションにおいて前記ＳＯｘ吸蔵触媒を再生するＳＯｘ吸蔵触媒再生工程を更に含み、前記取り付け工程は再生されたＳＯｘ吸蔵触媒を前記車輛に取り付けることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、回収ステーションにて回収されたＳＯｘ吸蔵触媒を再生し、ＳＯｘ吸蔵可能量が多くなった状態で再度車輛に取り付けられる。ＳＯｘ吸蔵触媒が劣化してＳＯｘ吸蔵量可能量が減少したとしても、ＳＯｘ吸蔵触媒に使用されている貴金属は劣化しておらず利用可能な状態であるため、このようにすることで貴金属を有効に利用することができる。
【００２０】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１から７のいずれかに記載の発明において、前記取り付け工程は、前記車輛に前記ＳＯｘ吸蔵触媒とは別個の新品のＳＯｘ吸蔵触媒を取り付けることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、ＳＯｘ吸蔵触媒の再生時期となった車輛には常に新品のＳＯｘ吸蔵触媒が取り付けられるため、再生したＳＯｘ吸蔵触媒を再度取付けることに比べてより排気エミッションが向上する。
【発明の実施の形態】
【００２２】
図１を用いて本発明を適用できるディーゼル車輛に搭載した内燃機関について説明する。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は排気ポートをそれぞれ示す。吸気ポート８は対応する吸気マニホルド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を介してエアクリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内には電気モータ１５により駆動されるスロットル弁１６が配置される。一方、排気ポート１０は排気マニホルド１７および排気管１８を介して触媒コンバータ２０とＮＯｘ触媒２１に連結される。触媒コンバータ２０にはＳＯｘ吸蔵触媒１９が収容されている。
【００２３】
ＳＯｘ吸蔵触媒１９は排気管１８に着脱可能な形態で配置されている。ＳＯｘ吸蔵触媒１９を収容した触媒コンバータ２０は排気管１８に複数のボルトによってフランジ接合され、ボルトを外すことでＳＯｘ吸蔵触媒１９を収容したまま触媒コンバータ２０を取り外すことができる。または、触媒コンバータ２０の側面、もしくは底面が排気流れ方向を軸として開閉可能となっており、ＳＯｘ吸蔵触媒１９のみを着脱可能できる、いわゆるカセット式で構成されていれば、ＳＯｘ吸蔵触媒１９の着脱が容易でありより好ましい。
【００２４】
また、車輛の排気量が大きい程ＳＯｘ吸蔵触媒を通過する排気ガス量が多くなり、必然的にＳＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されるＳＯｘの量も多くなる。そのためＳＯｘ吸蔵触媒の容量は装着される車輛の排気量に基づいて設定される。ここで、ＳＯｘ吸蔵触媒の容量を統一し、排気量が大きい車輛には複数のＳＯｘ吸蔵触媒を配置し、排気量が小さい車輛には一つのＳＯｘ吸蔵触媒を配置するようにすることが好ましい。こうすることで、後述するＳＯｘ吸蔵触媒再生装置の構成も簡略化し、新品のＳＯｘ吸蔵触媒の在庫管理も容易となる。
【００２５】
排気マニホルド１７とサージタンク１２とはＥＧＲ通路２２を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路２２内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２３が配置される。各燃料噴射弁６は燃料供給管２４を介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２５に連結される。このコモンレール２５内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２６から燃料が供給され、コモンレール２５内に供給された燃料は各燃料供給管２４を介して燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２５にはコモンレール２５内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ２７が取付けられ、燃料圧センサ２７の出力信号に基づいてコモンレール２５内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ２６の吐出量が制御される。２８は排気マニホルド１７に設けた空燃比センサ、２９および３９はＳＯｘ吸蔵触媒１９の排気下流、且つ、ＮＯｘ触媒２１の排気上流に設けた酸素濃度センサ、及びＳＯｘセンサである。
【００２６】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリーメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備する。空燃比センサ２８の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、燃料圧センサ２７の出力信号も対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。アクセルペダル４０にはアクセルペダル４０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は対応するＡＤ変換機３７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３５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４２が接続される。また、受信装置５３は通信網を介して送られた信号を受信するためのものである。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁６、電気モータ１５、ＥＧＲ制御弁２３および燃料ポンプ２６、インジケータ５１、送信装置５２に接続される。インジケータ５１は駆動回路３８からの信号を受けて発光する発光ダイオード等で構成される。送信装置５２は通信網を介して信号を送るためのものである。
【００２７】
ＮＯｘ触媒２１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、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金属、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のような貴金属が担持されている。機関吸気通路およびＮＯｘ触媒２１上流の排気通路内に供給された空気および燃料（軽油）の比をＮＯｘ触媒２１へ流入する排気ガスの空燃比と称すると、このＮＯｘ触媒２１は流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにＮＯｘを吸蔵し、流入する排気ガスの空燃比がストイキまたはリッチとなると、還元剤の存在下において吸蔵したＮＯｘを還元して浄化する作用を有する。
【００２８】
上述のＮＯｘ触媒２１を機関排気通路内に配置すればこのＮＯｘ触媒２１は実際にＮＯｘの吸蔵還元作用を行うが、この吸蔵還元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。しかしながらこの吸蔵還元作用は次のようなメカニズムで行われていると考えられる。このメカニズムについて担体に白金Ｐｔおよびバリウム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、アルカリ土類金属、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
【００２９】
即ち、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気ガスがかなりリーンとなると排気ガス中の酸素濃度が大幅に増大し、これら酸素Ｏ_２がＯ_２ ^―又はＯ^２−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Ｏ_２ ^―又はＯ^２−と反応しＮＯｘとなる（２ＮＯ＋Ｏ２→２ＮＯ_２）。次いで生成されたＮＯ_２の一分は白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸蔵剤内に吸蔵された酸化バリウムＢａＯと結合しながら硝酸イオンＮＯ_３ ⁻の形で吸蔵剤内に拡散する。このようにしてＮＯｘがＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵される。
【００３０】
流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔの表面でＮＯ_２が生成され、吸蔵剤のＮＯｘ吸蔵能力が上限に達しない限りＮＯ_２が吸蔵剤に吸蔵されて硝酸イオンＮＯ_３ ⁻が生成される。これに対して流入排気ガス中の酸素濃度が低下してＮＯ_２の生成量が低下すると、反応が逆の方向（ＮＯ_３ ⁻→ＮＯ_２）に進み、かくして吸蔵剤内の硝酸イオンＮＯ_３ ⁻がＮＯ_２の形で吸蔵剤内から放出され、排気ガス中に含まれるＨＣ，ＣＯによって還元される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下するとＮＯｘ触媒２１からＮＯｘが還元される。
【００３１】
ここで「吸蔵」という文言の意味は、少なくとも一時的に触媒上にＮＯｘ、ＳＯｘ等が留まる現象のことを指し、「吸収」「吸着」等の物理的、化学的な現象を含む。言い換えると、少なくとも一時的に触媒上にＮＯｘ、ＳＯｘ等が留まれば、その形態には限定されない。
【００３２】
ところで排気ガス中にはＳＯｘが含まれており、ＮＯｘ触媒２１にはＮＯｘばかりでなくＳＯｘも吸蔵される。このＮＯｘ触媒へのＳＯｘの吸蔵メカニズムはＮＯｘの場合と同じであると考えられる。しかしながら、ＳＯｘの吸蔵により触媒内に生成される硫酸塩は安定していて分解し難く、流入する排気ガスをストイキまたはリッチとしても分解されずにそのまま残留する。従ってＮＯｘ触媒内には機関運転時間が経過するに連れて硫酸塩が増大することになり、かくしてＮＯｘ触媒２１が吸蔵し得るＮＯｘ量が低下することになる。
【００３３】
そこで本発明では、ＮＯｘ触媒２１にＳＯｘが流入するのを抑制するために、流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときにＳＯｘを吸蔵するＳＯｘ吸蔵触媒１９をＮＯｘ触媒２１の排気上流側に配置している。ＳＯｘ吸蔵触媒１９としては、アルミナからなる担体上に鉄Ｆｅ、マンガンＭｎ、ニッケルＮｉ，錫Ｓｎのような遷移金属およびリチウムＬｉから選ばれた少なくとも一つを担持した吸蔵触媒を用いることができる。特にアルミナからなる担体上にリチウムＬｉを担持させた吸蔵触媒が好ましいことが判明している。
【００３４】
このＳＯｘ吸蔵触媒１９によりＮＯｘ触媒２１へのＳＯｘの流入するのを抑制することができるが、ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵可能なＳＯｘ量にも限界があるため、ＳＯｘ吸蔵触媒１９がＳＯｘを吸蔵できなくなる前に、再度ＳＯｘを吸蔵できるよう再生する必要がある。
【００３５】
ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵可能なＳＯｘ量の限界を知るためには、ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵されたＳＯｘ量を求める必要がある。ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵されたＳＯｘ量を推定する方法として燃料中の硫黄濃度を推定し、硫黄濃度と燃料消費量の積を累積することによってＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵されたＳＯｘ量を推定する方法がある。燃料中の硫黄濃度は、燃料中の硫黄濃度が多い程排気通路に設けられた酸素濃度センサ２９の出力の最大値が小さいことを利用することで推定できる。また、国や地域によって燃料中の硫黄濃度はある程度一定であるため、予め国別、地域別にＲＯＭ３２に記憶しておいてもよい。燃料消費量は一定時間毎に燃料タンク内に残留した燃料を直接比較することで検出してもよいし、車輛走行距離で代替しても良い。
【００３６】
このように推定されたＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵されたＳＯｘ量が所定量以上の時は、ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵可能なＳＯｘ量が上限に近い量となっていると判断される。この場合、ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵可能なＳＯｘ量の上限を示す所定量は、ＳＯｘ吸蔵触媒１９に担持された触媒の材料によってある程度決められる量であり、事前に実験等で求めることができる。さらに、ＳＯｘ吸蔵触媒１９の使用条件（例えば温度）は車輛毎に異なるため、車輛の運転履歴に応じて所定量を補正してもよい。また、ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵可能なＳＯｘ量の上限を示す所定量は、ＳＯｘ吸蔵触媒の回収までの時間を考慮してある程度余裕を持った量にする必要がある。
【００３７】
また、ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵されたＳＯｘ量を推定するのではなく、ＳＯｘ吸蔵触媒１９の下流に設けられたＳＯｘセンサ３９の出力を利用する方法もある。ＳＯｘ吸蔵触媒１９がＳＯｘ吸蔵可能な状態であれば、下流に設けられたＳＯｘセンサの出力はほとんど零であるため、ＳＯｘセンサ３９の出力が所定値より大きければ、ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵されたＳＯｘ量はＳＯｘ吸蔵能の限界に達していると推定できる。ここで、一時的にＳＯｘセンサ３９の出力が所定値以上となったとしても、燃焼条件の悪化等が原因である可能性があるため、ＳＯｘセンサ３９の出力が所定時間所定値以上となったときにＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵されたＳＯｘ量が限界を超えたと判断する方がより好ましい。
【００３８】
ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵可能なＳＯｘ量が限界に近づいた場合、速やかにＳＯｘ吸蔵触媒１９をＳＯｘ吸蔵可能な状態に戻す必要があるため、その旨を車輛管理者に報知する。ここで車輛管理者とは、車輛運転者、車輛を所有する所有者、車輛の運行をモニタする者等を含む。
【００３９】
［第１の実施形態］
図２（ａ）は本発明における第１の実施形態を示す図であり、車輛、車輛管理ステーション、回収ステーションの概要を示している。
【００４０】
５０は図１に示した内燃機関を搭載した車輛であり、排気通路にはＳＯｘ吸蔵触媒１９を具備している。５１はインジケータ、５２は送信装置、５３は受信装置を示している。
【００４１】
６０は車輛の運行を管理する車輛管理ステーションであり、車輛の車庫等に併設されている施設である。６１は通信網を介して車輛５０に配置された受信装置５３や、回収ステーション７０に配置された受信装置７６に信号を送信するための装置である。６２は受信装置であり、車輛に具備された送信装置５２の信号を受信するためのものである。車輛管理ステーション６０には、車輛の運行を管理している車輛管理ステーションの管理者が常駐しており、車輛管理ステーションの管理者は無線やＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）を介して各車輛の位置を把握することができ、種々の手段により車輛管理者（車輛運転者）と通信を行うことができる。
【００４２】
７０は回収ステーションであり、車輛に配置されたＳＯｘ吸蔵触媒を回収するための施設である。回収ステーション７０は本実施形態において車輛の販売店、整備工場、用品販売店、給油所等の形態を取ることができ、車輛管理者にとって利用し易いように広い範囲に渡って複数の施設を配置することがより好ましい。送信装置７５、受信装置７６は通信網を介して信号を送受信するためのものである。
【００４３】
回収ステーション７０には、持ち込まれたＳＯｘ吸蔵触媒１９を再生し、再度ＳＯｘを吸蔵することが可能な状態に戻すためのＳＯｘ吸蔵触媒再生装置７１が配置されている。ＳＯｘ吸蔵触媒再生装置７１は、ＳＯｘ還元ガス発生装置７２、加熱装置７３、ＳＯｘ処理装置７４から構成される。ＳＯｘ還元ガス発生装置７２は、ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵されたＳＯｘを還元し、ＳＯｘ吸蔵触媒１９から放出させるための還元ガス（例えばＣＯ）を発生させる。ＳＯｘ吸蔵触媒１９から放出させるためのガスはＳＯｘ吸蔵触媒１９に満遍なく導入される。加熱装置７３は、ＳＯｘ吸蔵触媒１９からＳＯｘが放出される温度（例えば６００〜７００℃）にまでＳＯｘ吸蔵触媒１９を加熱する炉である。上記ＳＯｘ還元ガス発生装置７２とこの加熱装置７３によりＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵されたＳＯｘはＳＯ_２として放出される。放出されたＳＯｘはＳＯｘ処理装置７４に導入され無害な状態にされる。ＳＯｘ処理装置７４の代わりに、ＳＯｘ吸蔵触媒１９から放出されたＳＯ_２を捕集するタンクを設け、一旦タンクにＳＯ_２を捕集した後、別の場所で無害な状態にされてもよい。
【００４４】
上述したＳＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯｘ量を推定する方法に基づいて算出されたＳＯｘ量は、記憶されたＳＯｘ吸蔵量の上限を示す所定量と比較される。比較の結果、推定されたＳＯｘ量が所定量を超えたと判断された時に発光ダイオード等で構成されたインジケータ５１が発光する。インジケータ５１に代えて、駆動回路３８に接続されたナビゲーション装置のディスプレイや携帯電話等によりＳＯｘ吸蔵触媒の再生時期を報知してもよいし、音声を用いて再生時期を報知してもよい。この場合、発光ダイオードによる報知に比べて、より明確に車輛運転者に再生時期を報知することができる。
【００４５】
また、車輛運転者以外（例えば車輛管理ステーション６０に待機した車輛管理者）にＳＯｘ吸蔵触媒の再生時期を報知する時には、推定されたＳＯｘ量が所定量を超えたと判断された時に出力ポート３６から送信装置５２に接続された駆動回路３８に駆動信号が伝達され、駆動信号を受けた送信装置５２は通信網を介して車輛管理ステーション６０に配置された受信装置６２に信号を伝達する。このように車輛運転者だけではなく、車輛管理ステーション６０にもＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期を報知することにより、車輛管理ステーション６０に待機した車輛管理者は管理する各車輛のＳＯｘ吸蔵触媒１９の状態を把握することができる。
【００４６】
もちろん、車輛５０の運転者、車両管理ステーション６０に待機した車輛管理者のいずれか一方のみにＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期を報知してもよいし、車輛５０の運転者、車両管理ステーション６０に待機した車輛管理者の両者に報知してもよい。
【００４７】
ＳＯｘ吸蔵触媒の再生時期を知った車輛管理者は車輛５０自体を回収ステーション７０に持ち込むか、もしくは車輛５０からＳＯｘ吸蔵触媒１９（もしくはＳＯｘ吸蔵触媒１９を収容した触媒コンバータ２０）を取り外して回収ステーション７０に持ち込む。車輛５０自体を回収ステーション７０に持ち込んだ場合は、回収ステーション７０に待機した従業員等が車輛５０からＳＯｘ吸蔵触媒１９を取り外す。この場合、車輛管理者自身が車輛５０によるＳＯｘ吸蔵触媒１９を取り外す手間が省けるため利便性が高い。また、車輛管理者自身が車輛５０からＳＯｘ吸蔵触媒１９を取り外し、取り外されたＳＯｘ吸蔵触媒１９のみを回収ステーション７０に持ち込むことにより、車輛５０自体を回収ステーション７０に持ち込むことに比べ運送の手間が省ける。また、複数の車輛５０から取り外されたＳＯｘ吸蔵触媒１９を一度に回収ステーション７０に持ち込むことで、ＳＯｘ吸蔵触媒１個当たりの輸送コストが少なくて済む。
【００４８】
上述したＳＯｘ吸蔵触媒再生装置７１により、回収ステーション７０に持ち込まれたＳＯｘ吸蔵触媒１９が再生される。ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵可能なＳＯｘ量は再生前の状態に比べ新品時に近い状態にまで再生される。ＳＯｘ吸蔵触媒１９が回収ステーション７０に車輛ごと持ち込まれた場合には、再生されたＳＯｘ吸蔵触媒１９は持ちこまれた車輛５０に装着される。
【００４９】
このように、車輛走行中にＳＯｘ吸蔵触媒１９の温度を上昇させ、流入する排気ガスの空燃比をストイキ又はリッチにしていた従来のＳＯｘ再生処理方法に比べ、本発明によれば車輛運転状態でＳＯｘ再生処理を行う必要がないため、機関の制御がより簡易となる。また、車輛運転状態では、ＳＯｘ吸蔵触媒にとって必ずしも最適の条件で再生することができない。そのためＳＯｘ吸蔵触媒が過度の高温に晒され、ＳＯｘ吸蔵触媒に担持された貴金属が凝集して表面積が小さくなり、結果的に排気ガス中の有害成分との接触面積が減少して触媒としての機能を低下させる可能性がある。それに比べ本発明によれば、ＳＯｘ吸蔵触媒を最適な条件で再生することができるため、上記のような問題の発生を抑制することができる。
【００５０】
ここで、回収ステーション７０側では車輛５０に配置されたＳＯｘ吸蔵触媒１９を回収するのみとし、車輛５０には回収されたＳＯｘ吸蔵触媒１９とは別個の新品のＳＯｘ吸蔵触媒１９を取り付けても良い。ＳＯｘ吸蔵触媒再生装置７１により再生されたとしても、新品と同量のＳＯｘを吸蔵するまでは再生されないため、次回以降の再生時期が早く訪れる。回収されたＳＯｘ吸蔵触媒の代わりに新品のＳＯｘ吸蔵触媒を取り付けることで再生の頻度を少なくすることができる。
【００５１】
また、車輛５０に配置されたＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期を車輛５０から車輛管理者に報知した後、車輛管理者がＳＯｘ吸蔵触媒１９の回収時期を回収ステーション７０に報知してもよい。ここで、ＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期はＳＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＳＯｘ量に基づいて一義的に決まる時期であるのに対し、ＳＯｘ吸蔵触媒１９の回収時期とはＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期に加え、車輛管理者、及び回収ステーション７０側の都合に基づいて設定される時期である。このことから回収時期は再生時期を越えない時期に設定する必要がある。
【００５２】
図２（ｂ）は車輛管理者がＳＯｘ吸蔵触媒１９の回収時期を回収ステーション７０に報知することを示した図である。インジケータ５１を介して車輛運転者、または車輛５０から送信装置５２を介して車輛管理ステーション６０にＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期を報知する点は第１の実施形態と同様である。ＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期を知った車輛管理者は、実際にＳＯｘ吸蔵触媒１９を回収する時期を回収ステーション７０に報知する。上述したようにＳＯｘ吸蔵触媒１９の回収時期は、車輛管理者がＳＯｘ吸蔵触媒１９を回収ステーション７０に持ち込むのであれば、その日にちや時刻である。報知する方法は、電話や手紙、その他周知の通信手段を用いることができる。
【００５３】
図２（ｂ）では、回収ステーション７０に回収時期が報知されるため、回収ステーション７０の従業員が車輛５０の待機場所に赴き、車輛５０に配置されたＳＯｘ吸蔵触媒１９を取り外し、取り外したＳＯｘ吸蔵触媒１９を回収ステーション７０に持ち込むことが可能となる。このことにより車輛管理者が回収ステーション７０にＳＯｘ吸蔵触媒１９を持ち込む必要がなくなり、車輛管理者の負担が軽減される。
【００５４】
［第２の実施形態］
図３（ａ）は第３の実施例における車輛５０、車輛管理ステーション６０、回収ステーション７０の概要を示したものである。第２の実施形態は、第１の実施例とは車輛５０に配置されたＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期を車輛５０から最初に回収ステーション７０に報知される点で異なる。第１の実施形態は、ＳＯｘ吸蔵触媒の再生時期を知った車輛管理者がＳＯｘ吸蔵触媒１９を回収ステーション７０に持ち込んだり、回収ステーション７０に回収時期を知らせたりと、車輛管理者が主体の回収方法であるのに対し、本実施形態では回収ステーション７０が主体の回収方法である。
【００５５】
車輛５０に配置されたＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期は車輛５０に配置された送信手段５２から通信網を介して回収ステーション７０の受信装置７６に報知される。ＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期を知った回収ステーション７０側では、第１の実施形態のように回収ステーション７０の従業員が車輛５０の待機場所に赴き、車輛５０に配置されたＳＯｘ吸蔵触媒１９を取り外し、取り外したＳＯｘ吸蔵触媒１９を回収ステーション７０に持ち込む。
【００５６】
図３（ｂ）はＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期を知った回収ステーション７０側から、車輛管理者に対してＳＯｘ吸蔵触媒１９の回収時期を報知することを示した図である。図３（ｂ）において、車輛５０に具備された送信装置５２から送信されたＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期に関する情報は、通信網を介して回収ステーション７０が具備する受信装置７６によって受信される。受信装置７６によって受信された情報に基づいて、回収ステーション７０では、ＳＯｘ吸蔵剤再生装置７１の準備やＳＯｘ吸蔵剤１９の劣化状況に応じて新品のＳＯｘ吸蔵剤１９を発注する。このようにＳＯｘ吸蔵剤１９の再生、又は交換の準備を進めた後、車輛管理者に対してＳＯｘ吸蔵触媒１９の回収時期を報知する。報知する方法は、電話や手紙、その他周知の通信手段を用いることができる。
【００５７】
この実施形態では、ＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期を最初に回収ステーション７０側が把握することで、その後に続く、ＳＯｘ吸蔵剤１９を再生するためのＳＯｘ吸蔵触媒再生装置７１の使用予約や、ＳＯｘ吸蔵剤１９の劣化が進んで新品のＳＯｘ吸蔵剤１９に交換する必要がある時は、新品のＳＯｘ吸蔵剤１９を予め発注することができる。そのため、車輛管理者の都合でＳＯｘ吸蔵剤１９を回収ステーション７０に持ち込まれるのに比べてＳＯｘ吸蔵触媒再生装置７１や新品のＳＯｘ吸蔵剤の需要予測が立て易い。
【００５８】
さらに、ＳＯｘ吸蔵触媒１９が再生時期となったことが車輛管理者に報知されたとしても、ＳＯｘ吸蔵触媒１９を回収ステーション７０に持ち込むという行為は車輛管理者の自主性に任されているため、ＳＯｘ吸蔵触媒１９が劣化したまま使用され続ける可能性は否定できない。そこで、第２の実施形態のようにＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期が回収ステーション７０に報知されることにより、ＳＯｘ吸蔵触媒１９を再生させるためのきっかけを回収ステーション７０側から車輛管理者に与えることができる。また、回収ステーション７０側から強制的に車輛５０のＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生、もしくは交換が可能であるため、劣化したＳＯｘ吸蔵触媒１９を使い続けることによる排気エミッションの悪化をより抑制することができる。
【００５９】
［第３の実施形態］
図４は第３の実施形態を示した図である。第３の実施形態は、上記実施例と前記ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵されたＳＯｘ量が所定量以上となったことを最初に車輛５０から回収ステーション７０に報知する点で同じだが、回収ステーション７０は固定された施設ではなく、車輛のように移動可能に構成されている点で異なる。ＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期もしくは回収時期を上記実施形態に示した工程により報知された回収ステーション７０側では、ＳＯｘ吸蔵触媒１９が配置された車輛５０が保管してある車庫等に赴き、車輛５０からＳＯｘ吸蔵触媒１９を取り外して回収する。回収ステーション７０には、上述したＳＯｘ吸蔵触媒再生装置７１や新品のＳＯｘ吸蔵触媒１９が具備されているため、車輛５０の待機場所においてＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生や新品のＳＯｘ吸蔵触媒１９の取り付けが可能となる。回収ステーション７０が車輛５０の待機場所まで赴くことが前提であるため、車輛管理者にとって利便性が高い。また、ＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期となった車輛が複数の場合、それぞれの車輛の待機場所に赴いてＳＯｘ吸蔵触媒１９を取り外し、取り外したＳＯｘ吸蔵触媒１９を固定された施設である回収ステーション７０に持ち込む上記実施形態に比べ効率が良い。
【００６０】
上記実施例ではＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期を車輛管理者、回収ステーション７０に報知したが、ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵されたＳＯｘ量と比較する所定量を複数設定し、所定量を超える毎に車輛管理者、回収ステーション７０に報知してもよい。このことによりＳＯｘ吸蔵触媒１９の劣化度合いを逐一把握することができ、ＳＯｘ吸蔵触媒１９の再生時期（再生時期）の予測も可能となる。
【００６１】
また、ＳＯｘ吸蔵触媒再生装置７１によりＳＯｘ放出処理が施されても、ＳＯｘ吸蔵触媒１９に吸蔵可能なＳＯｘ量が所定量以下となったときに、貴金属回収装置によりＳＯｘ吸蔵触媒１９に担持された貴金属を回収するようにしてもよい。また、回収ステーション７０には貴金属回収装置のみを有し、最初にＳＯｘ吸蔵触媒再生時期となったときに車輛５０から取り外されたＳＯｘ吸蔵触媒１９に担持された貴金属を回収するようにし、車輛５０には新品のＳＯｘ吸蔵触媒１９を取り付けるようにしてもよい。
【００６２】
車輛に配置され、再生を要する排気浄化触媒としてパティキュレートフィルタがあるが、パティキュレートフィルタに堆積したパティキュレートは流入する排気ガスの空燃比がリーンの状態でフィルタを高温（例えば６００℃以上）に所定時間継続すればよく、機関膨張行程に筒内に燃料を噴射する、いわゆるポスト噴射等を実施して排気温度を上昇させることにより、車輛走行中においてもフィルタを再生条件とすることが可能である。それに対し、ＳＯｘ吸蔵触媒１９は、触媒を高温（例えば６００℃以上）にするという条件は同じだが、さらに触媒に流入する排気ガスの空燃比をストイキ又はリッチにする必要がある。車輛走行中に排気ガスの空燃比をストイキ又はリッチとするためには、ＳＯｘ吸蔵触媒１９に機関筒内から未燃ＨＣを供給する必要がある。供給する未燃ＨＣ量が過剰となると、ＳＯｘ吸蔵触媒１９をすり抜ける未燃ＨＣの量も多くなり排気エミッションが悪化する。本発明では、パティキュレートフィルタの再生より困難なＳＯｘ吸蔵触媒の再生を回収ステーションにて行うことで、排気エミッション悪化を防止する。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、車輛に配置されたＳＯｘ吸蔵触媒を確実に回収し、回収したＳＯｘ吸蔵触媒よりもＳＯｘ吸蔵可能量が多いＳＯｘ吸蔵触媒を車輛に取り付けることで、ＳＯｘ吸蔵剤の再生が車輛走行中に実施されることによって引き起こされる燃費悪化や、ＳＯｘ吸蔵触媒の不完全な再生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車輛の内燃機関の概略を示す図である。
【図２】本発明における第１の実施形態を示す図である。
【図３】本発明における第２の実施形態を示す図である。
【図４】本発明における第３の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１　機関本体
２　シリンダブロック
３　シリンダヘッド
４　ピストン
５　燃焼室
６　電気制御式燃料噴射弁
７　吸気弁
８　吸気ポート
９　排気弁
１０　排気ポート
１１　吸気マニホルド
１２　サージタンク
１３　吸気ダクト
１４　エアクリーナ
１５　電気モータ
１６　スロットル弁
１７　排気マニホルド
１８　排気管
１９　ＳＯｘ吸蔵触媒
２０　触媒コンバータ
２１　ＮＯｘ触媒
２２　ＥＧＲ通路
２３　電気制御式ＥＧＲ制御弁
２４　燃料供給管
２５　コモンレール
２６　燃料ポンプ
２７　燃料圧センサ
２８　空燃比センサ
２９　酸素濃度センサ
３０　電子制御ユニット
３１　双方向バス
３２　ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）
３３　ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）
３４　ＣＰＵ（中央演算処理装置）
３５　入力ポート
３６　出力ポート
３７　ＡＤ変換器
３８　駆動回路
３９　ＳＯｘセンサ
４０　アクセルペダル
４１　負荷センサ
５０　車輛
５１　インジケータ
５２　送信装置
５３　受信装置
６０　車輛管理ステーション
６１　送信装置
６２　受信装置
７０　回収ステーション
７１　ＳＯｘ吸蔵触媒再生装置
７２　ＳＯｘ還元ガス発生装置
７３　加熱装置
７４　ＳＯｘ処理装置
７５　送信装置
７６　受信装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for replacing a SOx storage catalyst.
[0002]
[Prior art]
In an internal combustion engine based on combustion based on a lean air-fuel mixture, NOx contained in inflowing exhaust gas is stored at a lean air-fuel ratio, and NOx stored at a stoichiometric or rich air-fuel ratio and reduced in the presence of a reducing agent is reduced. There has been proposed an internal combustion engine in which a catalyst (hereinafter, NOx catalyst) is disposed in an exhaust passage. The NOx catalyst has a function of storing NOx contained in exhaust gas, and also stores SOx generated by burning sulfur contained in fuel and lubricating oil in an engine cylinder. The SOx stored in the catalyst forms sulfate, and remains as it is without being decomposed even if the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich. Therefore, the amount of sulfate increases in the NOx catalyst as time elapses, thereby inhibiting the NOx storage. Therefore, SOx is stored at a lean air-fuel ratio on the exhaust gas upstream side of the NOx catalyst, and SOx is stored at a stoichiometric or rich air-fuel ratio.₂There has been proposed a configuration in which a SOx storage catalyst that releases SOx is disposed to suppress SOx from flowing into a NOx catalyst (Japanese Patent No. 2605559).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the amount of SOx that can be stored in the SOx storage catalyst is limited, it is necessary to occasionally release and regenerate the stored SOx. If the SOx storage catalyst is maintained at a high temperature (for example, 600 ° C. or higher) and the air-fuel ratio is stoichiometric or rich, the stored SOx becomes SO₂However, the temperature rise control for raising the temperature of the SOx storage catalyst to 600 ° C. and the control for setting the air-fuel ratio of the exhaust gas to stoichiometric or rich consume more fuel than in a normal operation state, and therefore fuel efficiency is increased. Will get worse. Further, since it takes time to raise the temperature of the SOx storage catalyst to 600 ° C. or higher, the regeneration of the SOx storage catalyst may not be completed depending on the engine operating state.
[0004]
It is an object of the present invention to prevent deterioration of fuel efficiency and incomplete regeneration of an SOx storage catalyst caused by regeneration of an SOx storage agent while the vehicle is running.
[Means for Solving the Problems]
[0005]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a method of replacing a SOx storage catalyst disposed in an exhaust passage of a vehicle and storing SOx contained in exhaust gas, wherein an amount of SOx stored in the SOx storage catalyst is reduced. A regeneration time notifying step of notifying the vehicle manager that the amount is equal to or more than a predetermined amount, a recovering step of recovering the SOx storage catalyst, and an SOx storage having a larger SOx storage amount than the recovered SOx storage catalyst. Attaching a catalyst to the vehicle. The term "replacement" in the present invention means that an SOx storage catalyst having a larger SOx storage capacity than the SOx storage catalyst recovered from the vehicle is attached to the vehicle.
[0006]
According to the present invention, when the amount of SOx stored in the SOx storage catalyst disposed in the vehicle becomes equal to or more than a predetermined amount, the fact is notified to the vehicle manager, and after the notification, the deteriorated SOx storage catalyst is recovered. Since the SOx storage catalyst having a larger SOx storage capacity than the recovered SOx storage catalyst is attached to the vehicle, it is possible to suppress the deterioration of the exhaust emission due to the continued use of the deteriorated SOx storage catalyst.
[0007]
According to the second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, after the regeneration time informing step, a recovery time notification for notifying a recovery time of the SOx storage catalyst to a recovery station for recovering the SOx storage catalyst. The method further includes a step.
[0008]
According to this invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the time at which the SOx storage catalyst is recovered can be set at the recovery station for recovering the SOx storage catalyst. Sufficient preparations can be made, such as making a reservation for a regenerator and ordering a new SOx storage catalyst.
[0009]
According to the third aspect of the present invention, there is provided a method of replacing a SOx storage catalyst disposed in an exhaust passage of a vehicle and storing SOx contained in exhaust gas, wherein the SOx storage amount of the SOx storage catalyst is reduced. A regeneration time notifying step of notifying that the amount becomes equal to or more than a predetermined amount to a recovery station for recovering the SOx storage catalyst from the vehicle, a recovery step of recovering the SOx storage catalyst, and a SOx storage more than the recovered SOx storage catalyst. Attaching a large amount of the SOx storage catalyst to the vehicle.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, after the regeneration notification step, a recovery time notification step of notifying the vehicle manager of a recovery time of the SOx storage catalyst from the recovery station to the vehicle manager. And a recovery step of recovering the SOx storage catalyst after the recovery time notifying step.
[0011]
According to these inventions, the regeneration time of the SOx storage catalyst is first reported to the recovery station that recovers the SOx storage catalyst, and is reported from the recovery station to the manager of the vehicle. Thereafter, the deteriorated SOx storage catalyst is recovered, and a SOx storage catalyst having a larger SOx storage capacity than the recovered SOx storage catalyst is mounted on the vehicle. Therefore, the vehicle manager is in the regeneration time of the SOx storage catalyst. Nevertheless, it is possible to suppress deterioration of exhaust emission caused by continuing to use the SOx storage catalyst without regeneration.
[0012]
According to the invention described in claim 5, in the invention described in any one of claims 2 to 4, the recovery step includes a step of removing the SOx storage catalyst from the vehicle at a standby place of the vehicle, and a step of removing the SOx storage catalyst. Bringing the obtained SOx storage catalyst into the recovery station.
[0013]
According to the present invention, the SOx storage catalyst is removed from the vehicle, and only the removed SOx storage catalyst is recovered at the recovery station. Therefore, the transportation cost can be greatly reduced as compared with bringing the vehicle itself to the recovery station.
[0014]
According to the invention described in claim 6, in the invention described in any one of claims 2 to 4, the collection step includes a step of bringing the vehicle to the collection station, and a step of bringing the SOx storage catalyst from the brought vehicle. Removing the.
According to the present invention, the vehicle with the SOx storage catalyst mounted thereon is brought into the recovery station, and the SOx storage catalyst is removed from the vehicle at the recovery station, so that the vehicle manager has to remove the SOx storage catalyst directly from the vehicle. Can be omitted.
According to the invention described in claim 7, in the invention described in any one of claims 2 to 4, the collection station is configured to be movable, and in the collection step, the collection station is provided for the vehicle. Moving the vehicle to a standby location; removing the SOx storage catalyst from the vehicle; and collecting the removed SOx storage catalyst.
According to the present invention, the recovery station is configured to be movable, and the recovery station itself can move to the standby position of the vehicle and recover the SOx storage catalyst, so that the SOx storage catalyst can be recovered from a plurality of vehicles. The efficiency of recovery is improved when recovering.
[0018]
According to the invention described in claim 8, in the invention described in any one of claims 2 to 7, after the recovery step, further includes a SOx storage catalyst regeneration step of regenerating the SOx storage catalyst in the recovery station, In the attaching step, the regenerated SOx storage catalyst is attached to the vehicle.
[0019]
According to the present invention, the SOx storage catalyst recovered at the recovery station is regenerated, and the SOx storage catalyst is attached to the vehicle again in a state where the SOx storage possible amount has increased. Even if the SOx storage catalyst deteriorates and the possible SOx storage amount decreases, the noble metal used in the SOx storage catalyst is not deteriorated and is in a usable state. Can be used for
[0020]
According to the ninth aspect of the present invention, in the invention of any one of the first to seventh aspects, the attaching step includes attaching a new SOx storage catalyst separate from the SOx storage catalyst to the vehicle. Features.
[0021]
According to the present invention, a new SOx storage catalyst is always attached to a vehicle at which the regeneration time of the SOx storage catalyst is reached, so that the exhaust emission is further improved as compared with the case where the regenerated SOx storage catalyst is attached again.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0022]
An internal combustion engine mounted on a diesel vehicle to which the present invention can be applied will be described with reference to FIG. 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, 8 is an intake port, 9 is an exhaust valve, 10 is Each of the exhaust ports is shown. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake manifold 11, and the surge tank 12 is connected to an air cleaner 14 via an intake duct 13. A throttle valve 16 driven by an electric motor 15 is arranged in the intake duct 13. On the other hand, the exhaust port 10 is connected to a catalytic converter 20 and a NOx catalyst 21 via an exhaust manifold 17 and an exhaust pipe 18. The SOx storage catalyst 19 is accommodated in the catalytic converter 20.
[0023]
The SOx storage catalyst 19 is disposed in the exhaust pipe 18 in a detachable manner. The catalytic converter 20 containing the SOx storage catalyst 19 is flanged to the exhaust pipe 18 with a plurality of bolts, and the catalyst converter 20 can be removed with the SOx storage catalyst 19 contained by removing the bolts. Alternatively, if the side surface or the bottom surface of the catalytic converter 20 is openable and closable about the exhaust flow direction and only the SOx storage catalyst 19 can be mounted and removed, and if it is configured as a so-called cassette type, the SOx storage catalyst 19 can be mounted and removed. Is easier and more preferred.
[0024]
In addition, the larger the displacement of the vehicle, the greater the amount of exhaust gas passing through the SOx storage catalyst, and the greater the amount of SOx stored in the SOx storage catalyst. Therefore, the capacity of the SOx storage catalyst is set based on the displacement of the vehicle to be mounted. Here, it is preferable to unify the capacity of the SOx storage catalyst, arrange a plurality of SOx storage catalysts in a vehicle with a large displacement, and arrange one SOx storage catalyst in a vehicle with a small displacement. This simplifies the configuration of the SOx storage catalyst regeneration device to be described later, and facilitates inventory management of new SOx storage catalysts.
[0025]
The exhaust manifold 17 and the surge tank 12 are connected to each other via an EGR passage 22, and an electrically controlled EGR control valve 23 is disposed in the EGR passage 22. Each fuel injection valve 6 is connected to a fuel reservoir, a so-called common rail 25, via a fuel supply pipe 24. Fuel is supplied into the common rail 25 from a fuel pump 26 of an electrically controlled variable discharge amount, and the fuel supplied into the common rail 25 is supplied to the fuel injection valve 6 through each fuel supply pipe 24. A fuel pressure sensor 27 for detecting the fuel pressure in the common rail 25 is attached to the common rail 25, and the fuel pump 26 is controlled so that the fuel pressure in the common rail 25 becomes the target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 27. Is controlled. Reference numeral 28 denotes an air-fuel ratio sensor provided in the exhaust manifold 17, and reference numerals 29 and 39 denote oxygen concentration sensors and SOx sensors provided downstream of the SOx storage catalyst 19 and upstream of the NOx catalyst 21, respectively.
[0026]
The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and is connected to each other by a bidirectional bus 31 such as a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, a CPU (Central Processing Unit) 34, an input port 35 and an output port. 36. The output signal of the air-fuel ratio sensor 28 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. The output signal of the fuel pressure sensor 27 is also input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. A load sensor 41 that generates an output voltage proportional to the depression amount L of the accelerator pedal 40 is connected to the accelerator pedal 40, and the output voltage of the load sensor 41 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. . Further, the input port 35 is connected to a crank angle sensor 42 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates, for example, 30 °. The receiving device 53 is for receiving a signal transmitted via a communication network. On the other hand, the output port 36 is connected to the fuel injection valve 6, the electric motor 15, the EGR control valve 23 and the fuel pump 26, the indicator 51, and the transmission device 52 via the corresponding drive circuit 38. The indicator 51 includes a light emitting diode or the like that emits light in response to a signal from the drive circuit 38. The transmitting device 52 is for transmitting a signal via a communication network.
[0027]
The NOx catalyst 21 uses, for example, alumina as a carrier, and on the carrier, for example, an alkali metal such as potassium K, sodium Na, or cesium Cs, an alkaline earth metal such as barium Ba or calcium Ca, lanthanum La, or yttrium Y. And at least one selected from rare earths and a noble metal such as platinum Pt. When the ratio of air and fuel (light oil) supplied to the engine intake passage and the exhaust passage upstream of the NOx catalyst 21 is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 21, the NOx catalyst 21 When the air-fuel ratio is lean, NOx is stored, and when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes stoichiometric or rich, the stored NOx is reduced and purified in the presence of a reducing agent.
[0028]
If the above-described NOx catalyst 21 is disposed in the engine exhaust passage, the NOx catalyst 21 actually performs the NOx storage-reduction operation, but there are portions where the detailed mechanism of the storage-reduction operation is not clear. However, it is considered that this storage reduction action is performed by the following mechanism. This mechanism will be described by taking as an example a case where platinum Pt and barium Ba are supported on a carrier, but the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earth metals, and rare earths.
[0029]
That is, when the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 21 becomes considerably lean, the oxygen concentration in the exhaust gas greatly increases, and the oxygen O₂Is O₂ ^―Or O^2-On the surface of platinum Pt. On the other hand, NO in the inflowing exhaust gas becomes O 2 on the surface of platinum Pt.₂ ^―Or O^2-And becomes NOx (2NO + O2 → 2NO₂). NO generated next₂Is oxidized on platinum Pt and combines with barium oxide BaO stored in the storage agent while nitrate ions NO₃ ⁻And diffuses into the occluding agent. In this way, NOx is stored in the NOx storage agent.
[0030]
NO on the surface of platinum Pt as long as the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is high₂Is generated, and unless the NOx storage capacity of the storage agent reaches the upper limit, NO₂Is stored in the storage agent and nitrate ion NO₃ ⁻Is generated. On the other hand, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases and NO₂Is reduced, the reaction is reversed (NO₃ ⁻→ NO₂) And thus the nitrate ion NO in the storage agent₃ ⁻Is NO₂Is released from the occluding agent in the form of NO and is reduced by HC and CO contained in the exhaust gas. That is, when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases, NOx is reduced from the NOx catalyst 21.
[0031]
Here, the meaning of the word “occlusion” refers to a phenomenon in which NOx, SOx, and the like stay at least temporarily on the catalyst, and includes physical and chemical phenomena such as “absorption” and “adsorption”. In other words, the form is not limited as long as NOx, SOx, and the like remain on the catalyst at least temporarily.
[0032]
The exhaust gas contains SOx, and the NOx catalyst 21 stores not only NOx but also SOx. The mechanism for storing SOx into the NOx catalyst is considered to be the same as that for NOx. However, the sulfate generated in the catalyst due to the storage of SOx is stable and hardly decomposed, and remains as it is without being decomposed even if the inflowing exhaust gas is stoichiometric or rich. Therefore, sulfate increases in the NOx catalyst as the engine operation time elapses, and thus the amount of NOx that can be stored by the NOx catalyst 21 decreases.
[0033]
Therefore, in the present invention, in order to prevent SOx from flowing into the NOx catalyst 21, the SOx storage catalyst 19 that stores SOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean is moved upstream of the NOx catalyst 21 to the exhaust gas. Are placed. As the SOx storage catalyst 19, a storage catalyst in which at least one selected from a transition metal such as iron Fe, manganese Mn, nickel Ni, and tin Sn and lithium Li is supported on a support made of alumina can be used. In particular, it has been found that a storage catalyst in which lithium Li is supported on a support made of alumina is preferable.
[0034]
Although the SOx storage catalyst 19 can suppress the inflow of SOx into the NOx catalyst 21, the SOx storage catalyst 19 can store SOx because the amount of SOx that can be stored in the SOx storage catalyst 19 is limited. Before exhaustion, it is necessary to regenerate so that SOx can be stored again.
[0035]
In order to know the limit of the amount of SOx that can be stored in the SOx storage catalyst 19, it is necessary to find the amount of SOx stored in the SOx storage catalyst 19. As a method of estimating the amount of SOx stored in the SOx storage catalyst 19, the sulfur concentration in the fuel is estimated, and the product of the sulfur concentration and the fuel consumption is accumulated to estimate the amount of SOx stored in the SOx storage catalyst 19. There is a way. The sulfur concentration in the fuel can be estimated by utilizing that the maximum value of the output of the oxygen concentration sensor 29 provided in the exhaust passage is smaller as the sulfur concentration in the fuel is higher. Further, since the sulfur concentration in the fuel is somewhat constant depending on the country or region, the sulfur concentration may be stored in advance in the ROM 32 for each country or region. The fuel consumption may be detected by directly comparing the fuel remaining in the fuel tank at regular intervals, or may be replaced by the vehicle travel distance.
[0036]
When the estimated amount of SOx stored in the SOx storage catalyst 19 is equal to or more than a predetermined amount, it is determined that the amount of SOx that can be stored in the SOx storage catalyst 19 is close to the upper limit. In this case, the predetermined amount indicating the upper limit of the amount of SOx that can be stored in the SOx storage catalyst 19 is an amount that is determined to some extent by the material of the catalyst supported on the SOx storage catalyst 19, and can be obtained in advance by experiments or the like. Furthermore, since the use conditions (for example, temperature) of the SOx storage catalyst 19 differ for each vehicle, the predetermined amount may be corrected according to the operation history of the vehicle. Further, the predetermined amount indicating the upper limit of the amount of SOx that can be stored in the SOx storage catalyst 19 needs to have a certain amount of margin in consideration of the time until the recovery of the SOx storage catalyst.
[0037]
Further, instead of estimating the amount of SOx stored in the SOx storage catalyst 19, there is a method of using the output of an SOx sensor 39 provided downstream of the SOx storage catalyst 19. If the SOx storage catalyst 19 is in a state capable of storing SOx, the output of the SOx sensor provided downstream is almost zero. Therefore, if the output of the SOx sensor 39 is larger than a predetermined value, the SOx storage catalyst 19 is stored. It can be estimated that the SOx amount has reached the limit of the SOx storage capacity. Here, even if the output of the SOx sensor 39 temporarily exceeds the predetermined value, the output of the SOx sensor 39 may exceed the predetermined value for a predetermined period of time because the deterioration of the combustion condition may be the cause. It is more preferable to determine that the amount of SOx stored in the SOx storage catalyst 19 has exceeded the limit.
[0038]
When the amount of SOx that can be stored in the SOx storage catalyst 19 approaches the limit, it is necessary to promptly return the SOx storage catalyst 19 to a state where SOx can be stored, and this is notified to the vehicle manager. Here, the vehicle manager includes a vehicle driver, an owner who owns the vehicle, a person who monitors the operation of the vehicle, and the like.
[0039]
[First Embodiment]
FIG. 2A is a view showing a first embodiment of the present invention, and shows an outline of a vehicle, a vehicle management station, and a collection station.
[0040]
Reference numeral 50 denotes a vehicle on which the internal combustion engine shown in FIG. 1 is mounted, and has an SOx storage catalyst 19 in an exhaust passage. 51 indicates an indicator, 52 indicates a transmitting device, and 53 indicates a receiving device.
[0041]
Reference numeral 60 denotes a vehicle management station that manages the operation of the vehicle, and is a facility provided in a garage or the like of the vehicle. Reference numeral 61 denotes a device for transmitting a signal to a receiving device 53 arranged in the vehicle 50 and a receiving device 76 arranged in the collection station 70 via a communication network. A receiving device 62 receives a signal from the transmitting device 52 provided in the vehicle. In the vehicle management station 60, a manager of a vehicle management station that manages the operation of the vehicle is resident, and the manager of the vehicle management station determines the position of each vehicle via wireless or GPS (Global Positioning System). It can be grasped and can communicate with the vehicle manager (vehicle driver) by various means.
[0042]
A recovery station 70 is a facility for recovering the SOx storage catalyst disposed in the vehicle. In this embodiment, the collection station 70 can take the form of a vehicle dealer, a maintenance shop, a supplies dealer, a gas station, and the like, and a plurality of facilities are arranged over a wide range so as to be easily used by a vehicle manager. Is more preferable. The transmitting device 75 and the receiving device 76 are for transmitting and receiving signals via a communication network.
[0043]
The recovery station 70 is provided with a SOx storage catalyst regenerating device 71 for regenerating the brought-in SOx storage catalyst 19 and returning the SOx storage catalyst 19 to a state where SOx can be stored again. The SOx storage catalyst regenerating device 71 includes an SOx reducing gas generating device 72, a heating device 73, and an SOx processing device 74. The SOx reducing gas generator 72 reduces SOx stored in the SOx storage catalyst 19 and generates a reducing gas (for example, CO) for release from the SOx storage catalyst 19. Gas to be released from the SOx storage catalyst 19 is uniformly introduced into the SOx storage catalyst 19. The heating device 73 is a furnace that heats the SOx storage catalyst 19 to a temperature at which SOx is released from the SOx storage catalyst 19 (for example, 600 to 700 ° C.). The SOx stored in the SOx storage catalyst 19 by the SOx reducing gas generator 72 and the heater 73 is converted to SO2₂Is released as The released SOx is introduced into the SOx processing device 74 and made harmless. Instead of the SOx treating device 74, the SOx released from the SOx storage catalyst 19₂A tank is installed to collect the SO₂After being collected, it may be rendered harmless elsewhere.
[0044]
The SOx amount calculated based on the method of estimating the SOx amount stored in the SOx storage catalyst described above is compared with a predetermined amount indicating the stored upper limit of the SOx storage amount. As a result of the comparison, when it is determined that the estimated SOx amount exceeds a predetermined amount, the indicator 51 including a light emitting diode or the like emits light. Instead of the indicator 51, the regeneration timing of the SOx storage catalyst may be reported by a display of a navigation device connected to the drive circuit 38, a mobile phone, or the like, or the regeneration timing may be reported by sound. In this case, it is possible to more clearly notify the vehicle driver of the reproduction time as compared with the notification by the light emitting diode.
[0045]
Further, when notifying the regeneration timing of the SOx storage catalyst to a person other than the vehicle driver (for example, a vehicle manager standing by at the vehicle management station 60), the output port 36 is used when it is determined that the estimated SOx amount exceeds a predetermined amount. The driving signal is transmitted to the driving circuit 38 connected to the transmitting device 52, and the transmitting device 52 receiving the driving signal transmits the signal to the receiving device 62 arranged in the vehicle management station 60 via the communication network. By notifying the vehicle management station 60 of the regeneration time of the SOx storage catalyst 19 as well as the vehicle driver in this way, the vehicle manager waiting at the vehicle management station 60 can control the SOx storage catalyst 19 of each vehicle to be managed. The state can be grasped.
[0046]
Of course, only one of the driver of the vehicle 50 and the vehicle manager standing by at the vehicle management station 60 may be notified of the regeneration time of the SOx storage catalyst 19, or the driver of the vehicle 50 and the vehicle management station 60 may be notified. It may notify both of the waiting vehicle managers.
[0047]
The vehicle manager who knows the time of regeneration of the SOx storage catalyst brings the vehicle 50 itself to the recovery station 70, or removes the SOx storage catalyst 19 (or the catalytic converter 20 containing the SOx storage catalyst 19) from the vehicle 50 and returns to the recovery station. Bring to 70. When the vehicle 50 itself is brought into the collection station 70, an employee or the like waiting at the collection station 70 removes the SOx storage catalyst 19 from the vehicle 50. In this case, the vehicle manager himself / herself does not have to remove the SOx storage catalyst 19 from the vehicle 50, so that the convenience is high. In addition, the vehicle manager himself removes the SOx storage catalyst 19 from the vehicle 50 and brings only the removed SOx storage catalyst 19 to the collection station 70, thereby reducing the time and effort required for transporting the vehicle 50 itself to the collection station 70. Can be omitted. Further, by bringing the SOx storage catalysts 19 removed from the plurality of vehicles 50 to the collection station 70 at one time, the transportation cost per SOx storage catalyst can be reduced.
[0048]
The SOx storage catalyst 19 brought into the recovery station 70 is regenerated by the SOx storage catalyst regeneration device 71 described above. The amount of SOx that can be stored in the SOx storage catalyst 19 is regenerated to a state near new when compared to the state before the regeneration. When the SOx storage catalyst 19 is brought into the collection station 70 for each vehicle, the regenerated SOx storage catalyst 19 is mounted on the brought vehicle 50.
[0049]
According to the present invention, as compared with the conventional SOx regeneration processing method in which the temperature of the SOx storage catalyst 19 is raised while the vehicle is running and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is stoichiometric or rich, the present invention provides Since there is no need to perform the SOx regeneration process, the control of the engine becomes simpler. Further, in the vehicle operating state, the regeneration cannot always be performed under the optimum conditions for the SOx storage catalyst. As a result, the SOx storage catalyst is exposed to an excessively high temperature, and the noble metal supported on the SOx storage catalyst aggregates to reduce the surface area. As a result, the contact area with harmful components in the exhaust gas is reduced, and the function as a catalyst is reduced. May be reduced. In contrast, according to the present invention, since the SOx storage catalyst can be regenerated under optimal conditions, the occurrence of the above-described problems can be suppressed.
[0050]
Here, the recovery station 70 only recovers the SOx storage catalyst 19 disposed in the vehicle 50, and the vehicle 50 may be provided with a new SOx storage catalyst 19 that is separate from the recovered SOx storage catalyst 19. . Even if the SOx storage catalyst is regenerated by the SOx storage catalyst regenerating device 71, the regeneration is not performed until the same amount of SOx as that of a new product is stored, so that the next or subsequent regeneration time comes earlier. The frequency of regeneration can be reduced by installing a new SOx storage catalyst in place of the recovered SOx storage catalyst.
[0051]
Further, after informing the vehicle manager of the regeneration time of the SOx storage catalyst 19 disposed in the vehicle 50 from the vehicle 50, the vehicle administrator may report the recovery time of the SOx storage catalyst 19 to the recovery station 70. Here, the regeneration timing of the SOx storage catalyst 19 is uniquely determined based on the amount of SOx stored in the SOx storage catalyst, whereas the recovery timing of the SOx storage catalyst 19 is the regeneration timing of the SOx storage catalyst 19. Is set based on the vehicle manager and the convenience of the collection station 70 side. For this reason, the recovery time must be set at a time that does not exceed the regeneration time.
[0052]
FIG. 2B is a diagram showing that the vehicle manager notifies the collection station 70 of the collection time of the SOx storage catalyst 19. As in the first embodiment, the vehicle driver or the vehicle 50 notifies the vehicle management station 60 of the regeneration timing of the SOx storage catalyst 19 via the transmission device 52 via the indicator 51. The vehicle manager who has learned the regeneration time of the SOx storage catalyst 19 notifies the recovery station 70 of the time at which the SOx storage catalyst 19 is actually recovered. As described above, the recovery time of the SOx storage catalyst 19 is the date and time if the vehicle manager brings the SOx storage catalyst 19 to the recovery station 70. As a method of informing, a telephone, a letter, or other known communication means can be used.
[0053]
In FIG. 2B, since the collection time is notified to the collection station 70, the employee of the collection station 70 goes to the waiting place of the vehicle 50, removes the SOx storage catalyst 19 arranged in the vehicle 50, and removes the removed SOx. The storage catalyst 19 can be brought into the collection station 70. This eliminates the need for the vehicle manager to bring the SOx storage catalyst 19 into the collection station 70, thereby reducing the burden on the vehicle manager.
[0054]
[Second embodiment]
FIG. 3A shows an outline of a vehicle 50, a vehicle management station 60, and a collection station 70 in the third embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that the regeneration timing of the SOx storage catalyst 19 disposed in the vehicle 50 is reported from the vehicle 50 to the recovery station 70 first. In the first embodiment, when the vehicle manager who knows the regeneration time of the SOx storage catalyst brings the SOx storage catalyst 19 to the collection station 70 or informs the collection station 70 of the recovery time, the vehicle administrator mainly performs the recovery. On the other hand, in the present embodiment, the collection station 70 is a collection method mainly.
[0055]
The time of regeneration of the SOx storage catalyst 19 arranged in the vehicle 50 is reported from the transmitting means 52 arranged in the vehicle 50 to the receiving device 76 of the collection station 70 via a communication network. On the side of the recovery station 70, which has learned the regeneration time of the SOx storage catalyst 19, the employee of the recovery station 70 goes to the standby location of the vehicle 50 and removes the SOx storage catalyst 19 arranged in the vehicle 50 as in the first embodiment. The removed SOx storage catalyst 19 is taken into the recovery station 70.
[0056]
FIG. 3B is a diagram showing that the collection station 70 that has learned the regeneration time of the SOx storage catalyst 19 notifies the vehicle manager of the recovery time of the SOx storage catalyst 19. In FIG. 3B, the information on the regeneration time of the SOx storage catalyst 19 transmitted from the transmitting device 52 provided in the vehicle 50 is received by the receiving device 76 provided in the collection station 70 via a communication network. Based on the information received by the receiving device 76, the collection station 70 orders a new SOx occluding agent 19 according to the preparation of the SOx occluding agent regenerating device 71 and the deterioration state of the SOx occluding agent 19. After the preparation for the regeneration or replacement of the SOx storage agent 19 is advanced in this way, the vehicle manager is notified of the time of recovery of the SOx storage catalyst 19. As a method of informing, a telephone, a letter, or other known communication means can be used.
[0057]
In this embodiment, the recovery station 70 first recognizes the regeneration time of the SOx storage catalyst 19, and subsequently reserves the use of the SOx storage catalyst regeneration device 71 for regenerating the SOx storage agent 19, When the agent 19 is deteriorated and needs to be replaced with a new SOx occluding agent 19, an order for a new SOx occluding agent 19 can be made in advance. Therefore, it is easier to predict the demand for the SOx storage catalyst regeneration device 71 and a new SOx storage agent than when the SOx storage agent 19 is brought into the collection station 70 for the convenience of the vehicle manager.
[0058]
Furthermore, even if the vehicle manager is notified that the SOx storage catalyst 19 has reached the regeneration time, the act of bringing the SOx storage catalyst 19 to the collection station 70 is left to the autonomy of the vehicle manager. It is undeniable that the SOx storage catalyst 19 may continue to be used with deterioration. Therefore, the regeneration time of the SOx storage catalyst 19 is notified to the recovery station 70 as in the second embodiment, so that the recovery station 70 gives the vehicle manager an opportunity to regenerate the SOx storage catalyst 19 from the recovery station 70 side. Can be. Further, since the SOx storage catalyst 19 of the vehicle 50 can be forcibly regenerated or replaced from the collection station 70 side, deterioration of exhaust emission due to continued use of the deteriorated SOx storage catalyst 19 can be further suppressed. .
[0059]
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment. The third embodiment is the same as the above embodiment in that the vehicle 50 first notifies the collection station 70 that the amount of SOx stored in the SOx storage catalyst 19 has exceeded a predetermined amount. Is different from a fixed facility in that it is configured to be movable like a vehicle. On the side of the recovery station 70 in which the regeneration time or the recovery time of the SOx storage catalyst 19 is notified by the process described in the above embodiment, the vehicle goes to a garage or the like where the vehicle 50 in which the SOx storage catalyst 19 is disposed is stored, and the vehicle 50 The SOx storage catalyst 19 is removed from the tank and collected. Since the recovery station 70 is provided with the SOx storage catalyst regenerating device 71 and the new SOx storage catalyst 19 described above, the regeneration of the SOx storage catalyst 19 and the installation of the new SOx storage catalyst 19 can be performed at the standby position of the vehicle 50. It becomes possible. Since it is premised that the collection station 70 goes to the waiting place of the vehicle 50, the convenience is high for the vehicle manager. In the case where there are a plurality of vehicles in which the regeneration time of the SOx storage catalyst 19 has been reached, the vehicle goes to a standby place of each vehicle to remove the SOx storage catalyst 19, and the recovery station 70 is a facility where the removed SOx storage catalyst 19 is fixed. Is more efficient than the above embodiment.
[0060]
In the above embodiment, the vehicle manager and the recovery station 70 are notified of the regeneration time of the SOx storage catalyst 19, but a plurality of predetermined amounts to be compared with the SOx amount stored in the SOx storage catalyst 19 are set, and each time the predetermined amount is exceeded. The vehicle manager and the collection station 70 may be notified. As a result, the degree of deterioration of the SOx storage catalyst 19 can be grasped one by one, and the regeneration time (regeneration time) of the SOx storage catalyst 19 can be predicted.
[0061]
Further, even when the SOx release process is performed by the SOx storage catalyst regeneration device 71, when the amount of SOx that can be stored in the SOx storage catalyst 19 becomes equal to or less than a predetermined amount, the SOx storage catalyst 19 carries the SOx storage catalyst on the SOx storage catalyst 19. The precious metal may be recovered. The recovery station 70 has only a precious metal recovery device, and recovers the precious metal carried on the SOx storage catalyst 19 removed from the vehicle 50 when the SOx storage catalyst is first regenerated. , A new SOx storage catalyst 19 may be attached.
[0062]
There is a particulate filter as an exhaust purification catalyst that is disposed in a vehicle and requires regeneration. The particulate deposited on the particulate filter raises the temperature of the filter to a high temperature (for example, 600 ° C. or higher) while the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing in is lean. It is sufficient to continue for a predetermined time, and by performing fuel injection into the cylinder during the engine expansion stroke, so-called post injection or the like, and raising the exhaust gas temperature, it is possible to set the filter as a regeneration condition even during vehicle running. is there. On the other hand, the SOx storage catalyst 19 has the same condition that the temperature of the catalyst is set to a high temperature (for example, 600 ° C. or higher), but the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst needs to be stoichiometric or rich. In order to make the air-fuel ratio of the exhaust gas stoichiometric or rich while the vehicle is running, it is necessary to supply unburned HC to the SOx storage catalyst 19 from within the engine cylinder. When the amount of unburned HC to be supplied becomes excessive, the amount of unburned HC that passes through the SOx storage catalyst 19 increases, and the exhaust emission deteriorates. In the present invention, the recovery of the SOx storage catalyst, which is more difficult than the regeneration of the particulate filter, is performed at the recovery station, thereby preventing the exhaust emission from deteriorating.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the SOx storage catalyst disposed in the vehicle is reliably recovered, and the SOx storage catalyst having a larger SOx storage capacity than the recovered SOx storage catalyst is attached to the vehicle. It is possible to prevent deterioration of fuel efficiency and incomplete regeneration of the SOx storage catalyst caused by the regeneration of the agent while the vehicle is running.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view schematically showing an internal combustion engine of a vehicle.
FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1) Engine body
2 cylinder block
3 cylinder head
4 piston
5 combustion chamber
6 Electric control type fuel injection valve
7 intake valve
8 intake port
9 exhaust valve
10mm exhaust port
11 intake manifold
12 surge tank
13 intake duct
14 air cleaner
15 electric motor
16 throttle valve
17mm exhaust manifold
18mm exhaust pipe
19 SOx storage catalyst
20 catalytic converter
21 NOx catalyst
22 EGR passage
23 Electrically controlled EGR control valve
24 fuel supply pipe
25 mm common rail
26 fuel pump
27 ° fuel pressure sensor
28 ° air-fuel ratio sensor
29 ° oxygen concentration sensor
30 electronic control unit
31 two-way bus
32 @ ROM (read only memory)
33 RAM (random access memory)
34 CPU (central processing unit)
35 input port
36 output port
37 AD converter
38 drive circuit
39 SOx sensor
40 accelerator pedal
41mm load sensor
50 vehicle
51 indicator
52 transmitting device
53 receiving device
60 vehicle management station
61 transmitting device
62 receiving device
70 collection station
71 SOx storage catalyst regeneration device
72 SOx reducing gas generator
73 heating device
74 SOx processing equipment
75 transmitting device
76 receiving device

Claims

A method of replacing a SOx storage catalyst that is disposed in an exhaust passage of a vehicle and stores SOx contained in exhaust gas, wherein the SOx storage catalyst detects that the amount of SOx stored in the SOx storage catalyst has become a predetermined amount or more. A regeneration time notifying step of notifying the vehicle manager, a collecting step of collecting the SOx storage catalyst, and an attaching step of attaching an SOx storage catalyst having a larger SOx storage capacity than the collected SOx storage catalyst to the vehicle. How to replace SOx storage catalysts

The method for exchanging a SOx storage catalyst according to claim 1, further comprising a recovery time notification step of notifying a recovery time of the SOx storage catalyst to a recovery station for recovering the SOx storage catalyst after the regeneration time notification step.

A method for replacing a SOx storage catalyst disposed in an exhaust passage of a vehicle and storing SOx contained in exhaust gas, wherein the SOx storage catalyst stores an SOx amount equal to or greater than a predetermined amount. A recovery time notifying step of notifying the vehicle of a recovery station for recovering the SOx storage catalyst, a recovery step of recovering the SOx storage catalyst, and providing the SOx storage catalyst having a larger SOx storage capacity than the recovered SOx storage catalyst to the vehicle. A method of exchanging the SOx storage catalyst, which includes an attaching step of attaching.

4. The method of replacing a SOx storage catalyst according to claim 3, further comprising a recovery time notification step of notifying the vehicle manager of a recovery time of the SOx storage catalyst from the recovery station after the regeneration time notification step.

5. The method according to claim 2, wherein the recovering step includes a step of removing the SOx storage catalyst from the vehicle at a stand-by location of the vehicle, and a step of bringing the removed SOx storage catalyst to the recovery station. 3. The method for replacing an SOx storage catalyst according to item 1.

The method for replacing an SOx storage catalyst according to any one of claims 2 to 4, wherein the recovery step includes a step of bringing the vehicle into the collection station and a step of removing the SOx storage catalyst from the brought-in vehicle.

The collection station is configured to be movable, and the collection step includes the steps of: moving the collection station to a standby position of the vehicle; removing the SOx storage catalyst from the vehicle; and collecting the removed SOx storage catalyst. The method for replacing an SOx storage catalyst according to any one of claims 2 to 4, which comprises:

3. The method according to claim 2, further comprising: a SOx storage catalyst regenerating step of regenerating the recovered SOx storage catalyst at the collection station after the recovery step, wherein the attaching step includes attaching the regenerated SOx storage catalyst to the vehicle. 8. The method for replacing an SOx storage catalyst according to any one of items 1 to 7.

8. The method for replacing an SOx storage catalyst according to any one of 1 to 7, wherein the mounting step includes mounting a new SOx storage catalyst separate from the SOx storage catalyst on the vehicle.