JP2008240640A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排ガスに含まれるNOxの外部への排出を抑制するための排ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification device for suppressing emission of NOx contained in engine exhaust gas to the outside.
前記のような排ガス浄化装置として、エンジンの排気通路に、NOxを吸着可能なNOx吸着材とNOxから生成されるNH3を吸着可能なNH3吸着材とを有するNOx触媒装置を設け、前記NH3吸着材に吸着されたNH3により前記NOxを還元浄化するものが知られている。この装置では、酸素不足雰囲気下で前記NOxを前記NH3に転化し、この転化されたNH3を前記NH3吸着材に吸着させておく。そして、酸素過剰雰囲気下で、前記NOx吸着材にNOxを吸着させるとともにこの吸着したNOxを前記NH3で還元浄化する。 As an exhaust gas purifying apparatus as described above, in an exhaust passage of an engine, provided with a NOx catalyst device having a suction capable NH 3 adsorbing material and NH 3 generated from adsorbable NOx adsorbent and the NOx of NOx, the NH It is known that the NOx is reduced and purified by NH 3 adsorbed on the three adsorbents. In this apparatus, in an oxygen deficient atmosphere to convert the NOx into the NH 3, allowed to adsorb NH 3, which is the converted to the NH 3 adsorbent. Then, NOx is adsorbed on the NOx adsorbent in an oxygen-excess atmosphere, and the adsorbed NOx is reduced and purified with NH 3 .
このようなNOx触媒装置を用いた排ガス浄化装置として、例えば、特許文献1には、このNOx吸着材に吸着されているNOxの量を推定し、この推定値が所定値以上になれば前記燃焼室の空燃比をリッチの状態に制御して前記NH3を追加生成するものが開示されている。この装置では、前記エンジンから排出されるNOx量をエンジン回転数およびアクセル開度に基づいて推定するとともに、前記NH3により還元浄化されたNOx量を前記NOx触媒装置内の温度とエンジン回転数およびアクセル開度に基づいて推定し、これらの推定値に基づいて前記NOx吸着材に吸着されているNOxの量を推定している。
ここで、前記NH3吸着材としてはゼオライトが用いられる場合が多い。ところが、このゼオライトには酸点とよばれる活性部位が結晶内に多数存在しているため、前記NH3のみならず排ガスに含まれる燃料中のHC成分が吸着してしまう。そして、この吸着したHC成分が堆積するとゼオライトがコーキングされてしまい、前記NH3吸着材にNH3を十分に吸着させることができなくなり、前記NOxをNH3で十分に還元できなくなるおそれがある。 Here, zeolite is often used as the NH 3 adsorbent. However, since this zeolite has many active sites called acid sites in the crystal, not only the NH 3 but also HC components in the fuel contained in the exhaust gas are adsorbed. If the adsorbed HC component is deposited, the zeolite is coked, and NH 3 cannot be sufficiently adsorbed on the NH 3 adsorbent, and the NOx may not be sufficiently reduced with NH 3 .
しかしながら、前記特許文献1に開示される装置では、前記コーキング等による前記NH3吸着材のNH3吸着性能の低下については何ら考慮されていない。そのため、NH3により還元浄化されるNOx量の推定誤差ひいてはNOx吸着材に吸着されているNOx量の推定誤差が大きくなってしまい、前記NH3を適切に追加生成できない可能性がある。また、前記装置では、前記NH3吸着材の再生が行われていないので、NH3吸着材の吸着性能が低下したままとなってNH3を十分に吸着できず、その結果NOxを十分に還元浄化できなくなる可能性がある。
However, in the apparatus disclosed in the
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、前記NH3吸着材の吸着性能を確保して排ガスに含まれるNOxの外部への排出をより確実に抑制することのできる排ガス浄化装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and is an exhaust gas that can secure the adsorption performance of the NH 3 adsorbent and more reliably suppress the discharge of NOx contained in the exhaust gas to the outside. The purpose is to provide a purification device.
前記課題を解決するために本発明は、リーンバーンエンジンにおける排ガス浄化装置であって、エンジンの排気通路に設けられて、前記エンジンの燃焼室から排出される酸素過剰雰囲気の排ガスに含まれるNOxを吸着するNOx吸着材と当該NOx吸着材に吸着されたNOxが酸素不足雰囲気下で転化されてなるNH3を吸着するゼオライト系NH3吸着材とを含有し、前記排ガスが再び酸素過剰雰囲気になるようにエンジン運転条件が切り換えられた際に排出されるNOxと前記吸着されているNH3とを反応させて前記NOxを浄化するNOx触媒装置と、前記NOx触媒装置を再生するために、前記排ガスの空燃比を少なくとも前記NH3吸着材の再生が可能な空燃比に変更する触媒再生制御手段と、前記エンジンの排気通路のうち前記NOx触媒装置の下流に設けられて、当該NOx触媒装置から流出するNOxの濃度を検出するNOx濃度検出手段とを有し、前記触媒再生制御手段は、前記NOx濃度検出手段で検出された前記NOxの濃度に基づいて前記NOx触媒装置の再生を開始することを特徴とする排ガス浄化装置を提供する(請求項1)。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an exhaust gas purification apparatus for a lean burn engine, which is provided in an exhaust passage of an engine, and contains NOx contained in exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere exhausted from the combustion chamber of the engine. contains a zeolitic NH 3 adsorbent for adsorbing NH 3 to NOx adsorbed on the NOx adsorbent and the NOx adsorbent that adsorbs is being converted in an oxygen deficient atmosphere, the exhaust gas again becomes oxygen-excess atmosphere The NOx catalyst device that purifies the NOx by reacting NOx discharged when the engine operating conditions are switched and the adsorbed NH 3, and the exhaust gas for regenerating the NOx catalyst device Catalyst regeneration control means for changing the air-fuel ratio of the engine to at least an air-fuel ratio capable of regenerating the NH 3 adsorbent, and an exhaust passage of the engine. A NOx concentration detecting means provided downstream of the NOx catalyst device for detecting the concentration of NOx flowing out from the NOx catalyst device, wherein the catalyst regeneration control means is detected by the NOx concentration detecting means. An exhaust gas purification device is provided, wherein regeneration of the NOx catalyst device is started based on the concentration of the NOx (Claim 1).
本発明によれば、前記NOx触媒装置の下流にNOx濃度を検出可能なNOx濃度検出手段を設けているので、前記NOx触媒装置によるNOxの浄化性能の変化をより正確に把握することができるとともに、このNOx濃度検出手段によって直接検出されたNOxの濃度に基づいて前記NOx触媒装置の再生を開始しているので、このNOx触媒装置の浄化性能をより確実にかつ効率よく再生することができる。特に、前記触媒再生制御手段にて、前記排ガスの空燃比を少なくとも前記NH3吸着材の再生が可能な空燃比に保持してNH3吸着材の再生を行っているので、このNH3吸着材にNOxを還元するための十分なNH3量を吸着させることができ、このNH3吸着材に吸着されるNH3によってNOxをより確実に還元浄化することが可能となる。 According to the present invention, since the NOx concentration detecting means capable of detecting the NOx concentration is provided downstream of the NOx catalyst device, the change in the NOx purification performance by the NOx catalyst device can be grasped more accurately. Since the regeneration of the NOx catalyst device is started based on the NOx concentration directly detected by the NOx concentration detection means, the purification performance of the NOx catalyst device can be regenerated more reliably and efficiently. In particular, the at catalyst regeneration control means, so that by performing the regeneration of NH 3 adsorbent holds the air-fuel ratio of the exhaust gas can be air-fuel ratio reproduction of at least the NH 3 adsorbing material, the NH 3 adsorbent to be able to adsorb the sufficient amount of NH 3 for reducing NOx, the NH 3 adsorbed in the NH 3 adsorbing material can be more reliably reduced and purified NOx.
また本発明において、前記触媒再生制御手段は、前記NH3吸着材のコーキング除去を行うことで前記NH3吸着材の再生を行う手段を含み、前記NOx触媒装置の再生期間のうち少なくとも一部の期間、前記排ガスの空燃比を、通常の運転時よりもリッチ側であって、かつ、理論空燃比よりもリーン側のコーキング除去用空燃比にするよう構成されているのが好ましい(請求項2)。 In the present invention, the catalyst regeneration control means includes means for regenerating the NH 3 adsorbent by removing coking of the NH 3 adsorbent, and at least a part of the regeneration period of the NOx catalyst device. It is preferable that the air-fuel ratio of the exhaust gas is made richer than that during normal operation and leaner than the stoichiometric air-fuel ratio during the period. ).
このように前記排ガスの空燃比を理論空燃比よりもリーン側に保持し、このNH3吸着材を酸素過剰雰囲気下に晒すとともに、前記空燃比を通常の運転時よりもリッチ側に保持することでNOx触媒装置内の温度を昇温すれば、前記NH3吸着材に付着している炭素成分を容易に焼きとばすことができ、NH3吸着材のコーキング除去を容易に行うことが可能となる。そして、このようにNH3吸着材のコーキング除去を行うことができれば、NH3吸着材のNH3吸着性能を確保することができ、より確実にNOxを還元浄化することが可能となる。 In this way, the air-fuel ratio of the exhaust gas is kept leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the NH 3 adsorbent is exposed to an oxygen-excess atmosphere, and the air-fuel ratio is kept richer than during normal operation. in if the temperature of the NOx catalyst device Atsushi Nobori, the NH 3 carbon component attached can skip easily shrink the adsorbent, it is possible to easily caulk removal of NH 3 adsorbent . Then, if it is possible to carry out the coking removal of the thus NH 3 adsorbent, it is possible to secure the NH 3 adsorption capacity of the NH 3 adsorbing material, it is possible to reduce and purify NOx more reliably.
また本発明において、前記NOx吸着材は、酸素濃度が高い酸素過剰の雰囲気下において前記排ガスに含まれる硫黄成分を吸着する一方、酸素濃度の低下に伴って前記硫黄成分を排出するものであり、前記触媒再生制御手段は、前記NOx吸着材から前記硫黄成分を脱離させることで当該NOx吸着材の再生を行う手段を含み、当該NOx吸着材から前記硫黄成分を脱離させるために、前記NOx触媒装置の再生期間のうち少なくとも一部の期間、前記排ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の被毒回復空燃比にするよう構成されているのが好ましい(請求項3)。 Further, in the present invention, the NOx adsorbent adsorbs the sulfur component contained in the exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere having a high oxygen concentration, and discharges the sulfur component as the oxygen concentration decreases, The catalyst regeneration control means includes means for regenerating the NOx adsorbent by desorbing the sulfur component from the NOx adsorbent, and for desorbing the sulfur component from the NOx adsorbent. Preferably, the exhaust gas air-fuel ratio is set to a poisoning recovery air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio during at least a part of the regeneration period of the catalyst device.
このようにすれば、前記NOx吸着材の硫黄成分による被毒を回復することができ、NOx吸着材のNOx吸着性能を確保することができるので、外部へのNOxの排出をより確実に抑制することが可能となる。特に、前記NOx触媒装置の再生期間中は前記NH3吸着材のコーキング除去が行われておりNOx触媒装置内の温度が高温に保たれるので、この期間中に前記空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に保持すれば、コーキング除去と関係なく別時期に硫黄除去のみのために前記空燃比をリッチ側にする場合に比べて、少ない燃料消費で、より効率よくNOx吸着材の硫黄成分による被毒を回復することができる。 If it does in this way, since the poisoning by the sulfur component of the NOx adsorbent can be recovered and the NOx adsorbing performance of the NOx adsorbent can be ensured, the emission of NOx to the outside can be more reliably suppressed. It becomes possible. In particular, during the regeneration period of the NOx catalyst device, coking removal of the NH 3 adsorbent is performed, and the temperature in the NOx catalyst device is maintained at a high temperature. If the air-fuel ratio is kept on the rich side, the fuel / fuel ratio is reduced more efficiently and the sulfur component of the NOx adsorbent is more efficiently consumed than when the air-fuel ratio is made rich for only removing sulfur at a different time regardless of coking removal. The poisoning can be recovered.
ここで、前記のように前記NOx触媒装置の再生期間中にNH3吸着材の再生とNOx吸着材の再生を行う場合には、前記再生期間中に前記排ガスの空燃比を前記コーキング除去用空燃比と前記被毒回復用空燃比とに複数回にわたって交互に保持するよう構成してもよいし、前記排ガスの空燃比を所定期間前記コーキング除去用空燃比に保持した後、前記被毒回復用空燃比に保持するよう構成してもよい(請求項4、請求項5)。
Here, when the regeneration of the NH 3 adsorbent and the regeneration of the NOx adsorbent are performed during the regeneration period of the NOx catalyst device as described above, the air-fuel ratio of the exhaust gas is set to the coking removal empty space during the regeneration period. It may be configured to alternately hold the fuel ratio and the poisoning recovery air-fuel ratio a plurality of times, or after maintaining the air-fuel ratio of the exhaust gas at the coking removal air-fuel ratio for a predetermined period, You may comprise so that it may hold | maintain to an air fuel ratio (
また本発明において、前記再生期間の終了後に、前記NOx濃度検出手段で検出された前記NOx触媒装置から流出するNOxの濃度に基づいて前記NOx吸着材の劣化判定を行う劣化判定手段を有するのが好ましい(請求項6)。 In the present invention, after the regeneration period ends, the NOx concentration detecting means has deterioration determining means for determining deterioration of the NOx adsorbent based on the NOx concentration flowing out from the NOx catalyst device. Preferred (claim 6).
この構成では、前記NOx吸着材の硫黄成分による被毒が回復された後にこのNOx吸着材の劣化判定を行うので、このNOx吸着材の劣化状態をより正確に把握することが可能となる。しかも、この構成では、前記NOx濃度検出手段で直接検出されたNOx濃度に基づいて前記劣化判定を行っており、さらに正確な劣化判定を行うことが可能となる。 In this configuration, since the NOx adsorbent deterioration determination is performed after the poisoning of the NOx adsorbent due to the sulfur component is recovered, the deterioration state of the NOx adsorbent can be grasped more accurately. In addition, in this configuration, the deterioration determination is performed based on the NOx concentration directly detected by the NOx concentration detection means, and it is possible to perform a more accurate deterioration determination.
また本発明において、前記NOx吸着材は、セリウムを含有する酸化物であり、前記NOx触媒装置は、前記NOx吸着材および前記NH3吸着材に加えて、アルカリ金属成分あるいはアルカリ土類金属成分の少なくとも一方からなるNOx吸蔵材を備えるのが好ましい(請求項7)。 In the present invention, the NOx adsorbent is an oxide containing cerium, and the NOx catalyst device includes an alkali metal component or an alkaline earth metal component in addition to the NOx adsorbent and the NH 3 adsorbent. It is preferable to provide at least one NOx occlusion material.
このようにすれば、前記NH3吸着材に吸着されたNH3によるNOxの還元浄化のみならず、NOx吸蔵材によってNOxを浄化することができるので、外部に排出されるNOxの量をより低減することが可能となる。 In this way, not only reduction and purification of NOx by NH 3 adsorbed on the NH 3 adsorbent, but also NOx can be purified by the NOx storage material, so the amount of NOx discharged to the outside is further reduced. It becomes possible to do.
以上のように、本発明によれば、NH3吸着材のNH3吸着性能を確保し、このNH3吸着材に吸着されるNH3によってより確実にNOxを還元浄化することのできる排ガス浄化装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, to ensure the NH 3 adsorption capacity of the NH 3 adsorbing material, the exhaust gas purifying device capable of reducing and purifying the more reliably NOx by NH 3 adsorbed in the NH 3 adsorbent Can be provided.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、本発明にかかる排ガス浄化装置をディーゼルエンジンに搭載した場合について説明する。図1は本発明に係る排ガス浄化装置10を含むディーゼルエンジンの概略構成図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the case where the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is mounted on a diesel engine will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a diesel engine including an exhaust
このディーゼルエンジンのエンジン本体1には、複数の気筒12(例えば4気筒)が形成されており、各気筒12にはコンロッドを介してクランクシャフト3に連結されたピストン13が嵌挿されている。また、ピストン13の上方には燃焼室14が形成されている。そして、このディーゼルエンジンでは通常の運転状態にて前記燃焼室14内の空燃比が理論空燃比よりリーンの状態で運転されるよう構成されている。
A plurality of cylinders 12 (for example, four cylinders) are formed in the
各気筒12の燃焼室14の頂部には、燃焼室14内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁16が設けられている。この燃料噴射弁16は、図略のニードル弁及びソレノイドを内蔵し、パルス信号が入力されることにより、そのパルス入力時期にパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を噴射するように構成されている。この燃料噴射弁16は、後述する再生期間中には、少なくとも圧縮行程の上死点付近で燃料を噴射するメイン噴射と当該メイン噴射の後に膨張行程で燃料を噴射するポスト噴射とを行う。
A
エンジン本体1には、クランクシャフト3の回転速度すなわちエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ30が設けられている。また、各気筒12の燃焼室14は吸気通路21および排気通路22に通じており、各通路21,22との間に吸気弁17および排気弁18が設けられている。前記吸気通路21には、吸気スロットル40が設けられている。この吸気スロットル40は、その開度に応じて吸気通路21の流路断面積を調節することで各気筒12に流入する吸気量を制御する。また、この吸気スロットル40の下流には吸気通路21に排気通路22から排ガスを還流させるためのEGR通路23が接続されている。このEGR通路23には、前記吸気通路21に還流する排ガス(以下EGRガスという)の量を調節するためのEGRバルブ41が設けられている。このEGR通路23を通り前記吸気通路21に還流されたEGRガスは、吸気通路21の上流から流入した新気と合流して各気筒12内に流入する。
The
前記排気通路22には、DOC(酸化触媒)50とDPF(PMフィルタ)52とLNT(NOx触媒装置)54とが設けられている。そして、DPF52の上下流部、具体的には前記DOC50とDPF52との間およびDPF52とLNT54との間にはそれぞれ背圧センサ33,34が取り付けられている。また、LNT54の上流部、具体的にはLNT54とDPF52との間には温度センサ35およびNOxセンサ36が取り付けられている。さらに、このLNT54の下流部にはNOxセンサ37が取り付けられている。そして、前記DOC50の上流部には前記EGR通路23が接続されており、DOC50の上流の排ガスが前記EGR通路23に流入するよう構成されている。前記背圧センサ33,34は、前記DPF52の上下流部の圧力を検出するためのものであり、前記NOxセンサ36,37は、前記LNT54の上下流部のNOx(窒素酸化物)濃度を検出するためのものである。
The
前記DOC50は、排ガスの酸化反応を促すためのものであって、排ガス中のCO(一酸化炭素)やHC(炭化水素)はこのDOC50内で酸化浄化される。
The
前記DPF52は、排ガス中のPM(パティキュレートマター:排ガスに含まれる煤等からなる粒子状物質)を捕集するためのものである。このDPF52は、例えばSiC等のセラミック製ウォールスルータイプであって、前記PMがDPF52の流入側セルから流出側セルに向かってセル壁を通過する際に、当該PMがその内部に捕集されるよう構成されている。また、このDPF52には、排ガスの酸化反応を促す触媒が担持されており、このDPF52内での酸化反応によって、前記捕集したPMを燃焼除去できるようになっている。
The
前記LNT54は、排ガス中のNOxを浄化するためのものである。このLNT54は、図2に示すように、ハニカム状をなすコージェライト担体基材54aとNOx吸着触媒層54bとNH3吸着触媒層54cとから構成されている。この図2では、前記NOx吸着触媒層54bの上、すなわち排ガス側に前記NH3吸着触媒層54cを配置している。
The
前記NOx吸着触媒層54bには、白金等の貴金属とNOx吸着材とNOx吸蔵材およびアルミナ等のサポート材とが担持されている。前記白金は触媒として作用するものであり後述する各種反応を促進させる。前記NOx吸着材は、例えばCeO2(酸化セリウム)、又はCe(セリウム)とZr(ジルコニウム)または希土類元素を組み合わせたセリア系の複酸化物であって、排ガス中のNOxを吸着するものである。具体的には、排ガス中のNO(一酸化窒素)と酸素とが前記触媒の作用で反応することで生成されたNO2(二酸化窒素)を吸着するとともに、前記排ガス中のNOを吸着する。
The NOx
前記NOx吸蔵材は、例えばバリウムであって、排ガス中のNOxをBa(NO3)2(硝酸バリウム)の形で吸蔵するものである。 The NOx storage material is, for example, barium, and stores NOx in the exhaust gas in the form of Ba (NO 3 ) 2 (barium nitrate).
前記NH3吸着触媒層54cには、NH3吸着材であるゼオライトが担持されている。このNH3吸着材は、前記LNT54内に流入した排ガスが酸素不足雰囲気すなわちリッチ状態とされた際に、前記触媒の作用によって、前記NOx吸着材に吸着されているNO2が、排ガス中のCOあるいはHCと水との反応により生成した水素と反応することで転化されてなるNH3(アンモニア)をNH4+(アンモニウムイオン)として吸着・保持する。
The NH 3
そして、このLNT54では、通常の運転状態、すなわち燃焼室14内の空燃比が理論空燃比よりもリーンの状態であって、LNT54の内部が酸素過剰の雰囲気となる場合には、前記NH3吸着材に吸着されているNH3によって排ガス中のNOxおよび前記NOx吸着材に保持されているNOxをN2(窒素)に還元浄化する。さらに、前記燃焼室14内の空燃比がリッチの状態であってLNT54の内部に未燃燃料が供給される場合には、前記NOx吸蔵材にBa(NO3)2の形で吸蔵されているNOxを還元浄化して、外部に排出されるNOx量を抑制する。
When the
また、本ディーゼルエンジンには、エンジンの運転を制御するコントロールユニットとして、ECU2が設けられている。ECU2は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータ等からなり、予めROM(またはRAM)に記憶されているプログラムがCPUによって実行されることによって、各アクチュエータ等の動作を制御している。 The diesel engine is provided with an ECU 2 as a control unit for controlling the operation of the engine. The ECU 2 includes a computer having a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and controls the operation of each actuator and the like by executing a program stored in the ROM (or RAM) in advance by the CPU.
本実施形態におけるECU2には、図示しない種々の制御部に加えて、DPF制御部60と、LNT制御部70とが設けられている。
The ECU 2 in the present embodiment is provided with a
前記DPF制御部60は、前記DPF52の状態に応じてこのDPF52の再生制御を実行するためのものである。このDPF制御部60では、前記背圧センサ33,34の出力に基づいてDPF前後の差圧を算出し、この差圧が所定値以上の場合、すなわち、DPF52内に捕集されたPMが所定値以上となった場合に、前記DPF52内の温度を上昇させる。そして、この温度上昇によってDPF52内のPMを燃焼除去させDPF52のPM捕集能力を再生する。具体的には、エンジンの膨張行程で燃料を噴射(所謂、ポスト噴射)し、排気通路22内に未燃のHC成分を増加させ、前記DOC50でこのHC成分を酸化燃焼させることで排ガス温度を高め、この昇温された排ガスをDPF52内に流入させ、さらにこのDPF52内に設けられた触媒の作用によってDPF52内でPMの酸化反応を起こさせる。
The
前記LNT制御部70は、前記LNT54においてNOxの吸着、吸蔵、NH3の生成、あるいはNH3吸着材等の各触媒材のコーキング除去や硫黄成分の除去等を制御するためのものであって、NH3生成部72と、再生制御部(触媒再生制御手段)74と、劣化判定部(劣化判定手段)78とを有している。
The
前記NH3生成部72は、排ガスに含まれるNOxからNH3を生成するためのものである。前述のように、NH3は、排ガス中のCOあるいはHCと水との反応により生成された水素との反応によって生成されるので、このNH3生成部72では、前記水素を生成するために排ガス中に前記COあるいはHCを供給すべく排ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に保持する。 The NH 3 generator 72 is for generating NH 3 from NOx contained in the exhaust gas. As described above, NH 3 is generated by the reaction of hydrogen generated by the reaction between CO or HC in the exhaust gas and water, so that the NH 3 generator 72 generates the exhaust gas to generate the hydrogen. In order to supply the CO or HC, the air-fuel ratio of the exhaust gas is kept richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
このようにして排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に保持されると、排ガス中のCOおよびHCの量が確保されるのでこれらと水との反応により水素が生成され、この水素によって前記NOxからNH3が生成される。このようにして生成されたNH3は、前記NH3吸着材に吸着される。 Thus, if the air-fuel ratio of the exhaust gas is kept richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the amount of CO and HC in the exhaust gas is secured, so that hydrogen is generated by the reaction of these with water, and this hydrogen NH 3 is generated from the NOx. The NH 3 thus generated is adsorbed on the NH 3 adsorbent.
前記再生制御部74は、NOxの外部への排出を確実に抑制するために、前記NH3吸着材のNH3吸着性能、前記NOx吸着材のNOx吸着性能および前記NOx吸蔵材のNOx吸蔵性能を確保すべく、これらNH3吸着材、NOx吸着材、NOx吸蔵材を再生させるものである。この再生制御部74は、前記NH3吸着材を再生するためのNH3再生制御部75と、前記NOx吸着材およびNOx吸蔵材を再生するためのSリジェネ制御部76とを有している。
The
この再生制御部74では、まず、前記NH3再生制御部75およびSリジェネ制御部76による再生制御を開始する時期、すなわち再生期間の開始時期を決定する。具体的には、前記NOxの上下流部に設けられた前記NOxセンサ36,37の値からLNT54におけるNOx浄化率(上流側のNOxセンサ36の検出値NOx_1に対する、当該上流側のNOxセンサ36の検出値NOx_1と下流側のNOxセンサ37の検出値NOx_2との差の比(NOx_1−NOx_2)/NOx_1)を算出し、このNOx浄化率が予め設定された再生開始浄化率以上であるかどうかを判定する。そして、このNOx浄化率がこの再生開始浄化率未満であると判断された場合には、LNT54においてNOxが十分に浄化されておらず前記NH3吸着材、NOx吸着材、NOx吸蔵材の再生が必要であるとして、前記NH3再生制御部75およびSリジェネ制御部76による再生制御を開始する。ここで、前記再生開始浄化率は、エンジン回転数、実噴射量および排ガス温度の値に基づいて予め設定された値であって、前記再生制御部74に再生開始浄化率マップとして記憶されている。そして、前記エンジン回転数センサ30の検出値、燃料噴射弁16での噴射量および前記温度センサ35の検出値に基づいて、前記再生開始浄化率マップから運転条件に合った値が抽出される。
In the
前記NH3再生制御部75は、前記NH3吸着材のNH3吸着性能を確保すべく、前記NH3吸着材を再生するためのものである。ここで、前記NH3吸着材として用いているゼオライトは、酸点と呼ばれる活性部位が結晶内に多数存在している物質であり、前記のようにNH3を吸着することができる一方、排ガスに含まれる未燃燃料のHC成分をも吸着してしまうという特性を有している。従って、このNH3吸着材を長時間にわたり排ガスに晒すと前記HC成分によってコーキングされてしまい、その吸着性能が低下してしまう。そこで、このNH3再生制御部75では、NH3吸着材のNH3吸着性能を確保すべくNH3吸着材のコーキング除去を行いこのNH3吸着材を再生する。
The NH 3
具体的には、膨張行程にて各気筒12内にポスト噴射を行い、排ガスの空燃比を通常の運転時よりも低いコーキング除去用空燃比に保持するとともに排ガスの温度を上昇させる。そして、前記NH3吸着材を高温、かつ酸素過剰の雰囲気に晒すことで、前記HC成分を燃焼除去する。本実施形態では、排ガスの空燃比が20程度になるよう、かつ、LNT54内の温度が650℃〜750℃になるようにポスト噴射を実行している。ここで、前記のように膨張行程でポスト噴射を行えば、このポスト噴射により噴射された燃料の後燃えによって燃焼室14から排出される排ガスの温度を効率よく上昇させることができる。
Specifically, post-injection is performed in each
前記Sリジェネ制御部76は、前記NOx吸着材のNOx吸着性能および前記NOx吸蔵材NOx吸蔵性能を確保すべく、これらNOx吸着材およびNOx吸蔵材を再生するためのものである。ここで、前記NOx吸着材として用いているセリア系酸化物は、酸素過剰の雰囲気下において、前記NOxを吸着するとともに排ガス中の燃料およびエンジンオイルに含まれる硫黄成分を吸着してしまうという特性を有している。従って、このセリア系酸化物からなるNOx吸着材に排ガスを供給し続けると硫黄成分を吸着してしまい、そのNOx吸着性能が低下してしまう。一方、前記セリア系酸化物は、酸素濃度の低下に伴って吸着していた硫黄成分を脱離するという特性を有している。
The S
また、前記NOx吸蔵材として用いているバリウムは、酸素過剰の雰囲気下において、前記NOxを硝酸バリウムとして吸蔵するとともに前記硫黄成分を硫酸バリウムとして吸蔵してしまうという特性を有している。従って、前記NOx吸着材と同様に、このNOx吸蔵材に排ガスを供給し続けると硫黄成分を吸蔵してしまい、そのNOx吸蔵性能が低下してしまう。一方、このNOx吸蔵材もまた、酸素濃度の低下および供給されるHCあるいはCOの増加に伴って吸蔵していた硫黄成分を脱離するという特性を有している。 Further, barium used as the NOx occlusion material has a characteristic that occludes the NOx as barium nitrate and occludes the sulfur component as barium sulfate in an oxygen-excess atmosphere. Therefore, similarly to the NOx adsorbent, if the exhaust gas is continuously supplied to the NOx adsorbent, the sulfur component is occluded and the NOx occlusion performance is deteriorated. On the other hand, this NOx occlusion material also has a characteristic of desorbing the sulfur component occluded as the oxygen concentration decreases and the supplied HC or CO increases.
そこで、このSリジェネ制御部76では、前記NOx吸着材および前記NOx吸蔵材を酸素不足の雰囲気に晒すことで、前記硫黄成分をNOx吸着材およびNOx吸蔵材から脱離させこれらNOx吸着材とNOx吸蔵材を再生する。
Therefore, the S
具体的には、前記EGRバルブ41の開度を大きくするとともに前記吸気スロットル40の開度を絞り、燃焼室14に流入するEGRガス量を増加させつつ燃焼室14に流入する新気量を低下させる。さらに、各気筒12内にポスト噴射を行うことで各気筒12内に供給される噴射量を増大し、排ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の被毒回復用空燃比に低下させる。本実施形態では、排ガスの空燃比が例えば14になるよう制御する。
Specifically, the opening degree of the
ここで、前記NOx吸着材から前記硫黄成分を脱離させるためには、前記触媒の温度が所定値以上(例えば650℃〜750℃)であるのが好ましいことがわかっている。従って、本排ガス浄化装置10では、前記NH3再生制御部75において排ガス温度が十分に昇温された直後に、このSリジェネ制御部76での再生制御を実施することで前記硫黄成分を効率よく脱離させるよう構成している。すなわち、本実施形態における前記再生制御部74では、前記NH3再生制御部75によるNH3吸着材のコーキング除去制御(NH3吸着材の再生制御)と、前記Sリジェネ制御部76によるNOx吸着材およびNOx吸蔵材のSリジェネ制御(NOx吸着材およびNOx吸蔵材の再生制御)とを連続して実施している。
Here, in order to desorb the sulfur component from the NOx adsorbent, it has been found that the temperature of the catalyst is preferably a predetermined value or higher (for example, 650 ° C. to 750 ° C.). Therefore, in the exhaust
具体的には、この再生制御部74では、再生期間の開始時期になると、図5に示すように、まず、t1時間(例えば1min〜10min)の間、前記NH3再生制御部75により排ガスの空燃比(A/F)を20程度に保持するコーキング除去制御を行い、LNT54内を昇温させつつ前記NH3吸着材のコーキング除去を行う。その後、t2時間(例えば1min〜10min)の間、前記Sリジェネ制御部76により前記空燃比を14程度にまで低下させるSリジェネ制御を行い、前記NOx吸着材およびNOx吸蔵材から硫黄成分を脱離させる。続いて、通常運転状態に戻した後、前記NOxセンサ36,37の値から算出されたLNT54のNOx浄化率が予め設定した再生終了浄化率以上かどうかを判断し、このNOx浄化率が再生終了浄化率未満の場合には、再生終了浄化率以上になるまで、前記コーキング除去制御と前記Sリジェネ制御とを交互に実施し、前記NH3吸着材、NOx吸着材およびNOx吸蔵材とを再生する。前記再生終了浄化率とは、LNT54が十分に再生されたと考えられるNOxの浄化率であって、前記再生開始浄化率と同様に、エンジン回転数、実噴射量および前記排ガス温度の値に基づいて予め設定されており、前記再生制御部74に、再生開始浄化率マップとして記憶されている。
Specifically, at the
前記LNT劣化判定部(劣化判定手段)78は、前記LNT54の劣化判定を行うものである。このLNT劣化判定手段78では、前記再生制御部74による再生制御が終了し、通常の運転に戻った際に、前記NOxセンサ36,37の検出値からLNT54におけるNOx浄化率を算出し、このNOx浄化率が予め設定した劣化判定浄化率未満であれば、前記LNT54が劣化したと判定する。前記劣化判定浄化率は前記再生開始浄化率と同じ値であってもよいし、別途運転条件毎に予め設定した値であってもよい。ここで、LNT54に前記NOx吸蔵材を設けない場合には、このLNT劣化判定手段78では前記NOx吸着材のみの劣化状態が判定されることになる。
The LNT degradation determination unit (degradation determination means) 78 performs the degradation determination of the
次に、前記LNT制御部70におけるLNT54の再生制御の要領を図3および図4のフローチャートに基づいて説明する。
Next, the point of the reproduction control of the
まず、ステップS1にて前記DPF52が再生中であるかどうかを判定する。すなわち、DPF52内のPMを燃焼除去してDPF52を再生するために、前記DPF制御部60にてポスト噴射によるPM燃焼促進制御が実施されているかどうかを判定する。この判定がYESの場合は、LNT54の再生制御を実施することなくステップS1に戻る。一方、この判定がNOの場合は、前記エンジン回転数センサ30により検出されたエンジン回転数、燃料噴射弁16にて噴射された噴射量および前記温度センサ35により検出されたLNT54の上流部の排ガス温度に基づいて、前記再生開始浄化率マップから再生開始浄化率を抽出し、前記再生終了浄化率マップから再生終了浄化率を抽出するとともに、前記劣化判定浄化率マップから劣化判定浄化率を抽出する(ステップS2)。次に、LNT54の上流側のNOxセンサ36の検出値NOx_1および下流側のNOxセンサ37の検出値NOx_2からLNT54のNOx浄化率の値をNOx浄化率=(NOx_1−NOx_2)/NOx_1にて算出する(ステップS3)。
First, in step S1, it is determined whether or not the
次に、前記NOx浄化率の値と前記再生開始浄化率を比較する(ステップS4)。ここで、NOx浄化率の値が再生開始浄化率以上の場合(ステップS4でYES)は、前記LNT54が十分なNOx浄化性能を有しており、各吸着材および吸蔵材の再生が不要であるとして、ステップS1に戻る。一方、前記NOx浄化率の値が再生開始浄化率未満の場合(ステップS4でNO)には、前記LNT54によってNOxが十分に還元浄化されておらず、各吸着材の吸着性能および吸蔵材の吸蔵性能が低下しているとしてLNT54の再生制御を開始する。
Next, the value of the NOx purification rate is compared with the regeneration start purification rate (step S4). Here, when the value of the NOx purification rate is equal to or higher than the regeneration start purification rate (YES in step S4), the
まず、前記NH3再生制御部75にて、t1時間の間コーキング除去制御を行う。すなわち、排ガスの空燃比(A/F)が20になるようにポスト噴射を実施し、LNT54内を昇温しつつ前記NH3吸着材のコーキング除去を行う(ステップS5)。次に、前記Sリジェネ制御部76にて、t2時間の間Sリジェネ制御を行う。すなわち、排ガスの空燃比(A/F)が14になるようにポスト噴射を実施するとともに前記吸気スロットル40とEGRバルブ41の開度を調整して、NOx吸着材およびNOx吸蔵材から硫黄成分を脱離させる(ステップS6)。
First, the NH 3
その後、通常運転に戻す(ステップS7)。そして、再度NOx浄化率を算出し(ステップS8)、このNOx浄化率の値と前記再生終了浄化率とを比較する(ステップS9)。ここで、NOx浄化率の値が再生終了浄化率以上の場合(ステップS9でNO)は、前記NH3吸着材のNH3吸着性能、前記NOx吸着材のNOx吸着性能およびNOx吸蔵材のNOx吸蔵性能が回復し、LNT54のNOx浄化性能が回復されたとしてステップS10に移る。一方、NOx浄化率の値が前記再生終了浄化率未満の場合(ステップS9でYES)は、NOx浄化率の値が前記再生終了浄化率以上になるまで(ステップS9でNOになるまで)前記ステップS5、6、7、8を繰り返す。
Thereafter, the normal operation is resumed (step S7). Then, the NOx purification rate is calculated again (step S8), and the value of the NOx purification rate is compared with the regeneration end purification rate (step S9). Here, if the value of the NOx purification rate than the playback end purification rate (NO in step S9) is, NH 3 adsorption performance of the NH 3 adsorbent, the NOx occlusion of the NOx adsorption performance and NOx-absorbing material of the NOx adsorbent Since the performance is recovered and the NOx purification performance of the
ステップS10では、前記ステップS8で算出されたNOx浄化率と前記劣化判定浄化率とを比較する。ここで、NOx浄化率が劣化判定浄化率以上の場合(ステップS10でYES)は、そのまま処理を終了し、NOx浄化率が劣化判定浄化率未満の場合(ステップS10でNO)は、LNT54が劣化したと判定して(ステップS11)処理を終了する。
In step S10, the NOx purification rate calculated in step S8 is compared with the deterioration determination purification rate. Here, if the NOx purification rate is equal to or higher than the deterioration determination purification rate (YES in step S10), the process is terminated, and if the NOx purification rate is less than the deterioration determination purification rate (NO in step S10), the
以上のように、本排ガス浄化装置10によれば、前記LNTの上流および下流にNOx濃度を直接検出することのできるNOxセンサ36,37設けているので、前記LNT54によるNOxの浄化性能の変化をより正確に把握することができる。そして、このNOxセンサ36,37によって直接検出されたNOxの濃度に基づいて前記LNT54の再生開始時期を決定しているので、このLNT54の浄化性能を効率よく回復させることができる。特に、このLNT54の再生期間中に、排ガスの空燃比を少なくとも前記NH3吸着材の再生が可能な空燃比に保持してNH3吸着材の再生を行っているので、このNH3吸着材にNOxを還元するための十分なNH3量を吸着させることができ、このNH3吸着材に吸着されるNH3によってNOxを還元浄化することが可能となる。
As described above, according to the present exhaust
また、本実施形態では、前記NH3再生制御部75にて前記NH3吸着材の再生制御としてコーキング除去を行っており、コーキングによるNH3吸着材のNH3吸着性能の低下を回復させることができる。そして、このNH3再生制御部75にて、排ガスの空燃比を通常の運転時よりもリッチ側に保持し、LNT54内の温度を昇温して前記NH3吸着材を高温の雰囲気に晒すとともに、前記空燃比を理論空燃比よりもリーン側に保持し、このNH3吸着材を酸素過剰雰囲気下に晒すよう制御することで、NH3吸着材に付着している炭素成分を容易に焼きとばすことができ、NH3吸着材のコーキング除去を効率よく行うことが可能となる。
Further, in the present embodiment, the NH 3 is performed caulking removed as regeneration control of the NH 3 adsorbent by the reproducing
また、前記再生制御部74にSリジェネ制御部76を設け、このSリジェネ制御部76によって前記再生期間中に前記排ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の被毒回復空燃比に保持するよう構成すれば、前記NOx吸着材の硫黄成分による被毒を回復してNOx吸着材のNOx吸着性能を確保することができるので、外部へのNOxの排出を抑制することが可能となる。特に、前記再生期間中は前記NH3吸着材のコーキング除去が行なわれており、排ガスの空燃比が通常の運転時よりもリッチ側に保持されているので、このSリジェネ制御のためだけに排ガスの空燃比をリッチ側にする場合に比べて、少ない燃料消費で、効率よくNOx吸着材の硫黄成分による被毒を回復することができる。また、前記コーキング除去制御によりLNT54内の温度が高温に保たれているので、前記硫黄成分を効率よくNOx吸着材から脱離させることができる。
The
また、前記再生期間の終了後に前記NOxセンサ36,37で検出された前記NOxの濃度に基づいて前記NOx吸着材の劣化状態の判定を行う劣化判定手段78を設ければ、前記NOx吸着材の硫黄成分による被毒が回復された後にこのNOx吸着材の劣化判定が行われるので、このNOx吸着材の劣化状態をより正確に把握することが可能となる。しかも、この構成では、前記NOxセンサ36,37で直接検出されたNOx濃度に基づいて前記劣化判定を行っており、さらに正確な劣化判定を行うことが可能となる。
In addition, if the deterioration determining means 78 for determining the deterioration state of the NOx adsorbent based on the NOx concentration detected by the
また、前記LNT54に、前記NOx吸着材および前記NH3吸着材に加えて、バリウム等のアルカリ金属成分あるいはアルカリ土類金属成分の少なくとも一方からなるNOx吸蔵材を備えるよう構成すれば、前記NH3吸着材に吸着されたNH3によるNOxの還元浄化のみならず、NOx吸蔵材によってNOxを浄化することができるので、外部に排出されるNOxの量をより低減することが可能となる。
Further, if the
ここで、前記実施形態では、LNT54の再生制御において、再生期間中に、所定期間前記コーキング除去制御を実行した後、所定期間Sリジェネ制御を実行するように示したが、各制御を小刻みに予め設定した回数だけ繰り返し実行するようにしてもよい。例えば図6に示すように、所定の再生期間のうちt11期間のコーキング除去とt12期間のSリジェネ制御とを予め設定した回数だけ行うようにしてもよい。
Here, in the above embodiment, in the regeneration control of the
また、前記NH3再生制御部75においてNH3吸着材のコーキング除去を行うための空燃比の値は前記のように20に限らない。同様に、前記Sリジェネ制御部76においてNOx吸着材およびNOx吸蔵材から硫黄成分を脱離させるための空燃比の値は前記のように14に限らない。また、前記Sリジェネ制御部76にて空燃比を14付近とする場合において、前記図5に示すように、空燃比(A/F)を14に一定に保つのではなく、図7に示すように、空燃比(A/F)=14付近において空燃比を小刻みに増減させるように制御してもよい。この場合には、NOx吸蔵材から硫黄成分の脱離を効果的に促進することが可能となる。
Further, the value of the air-fuel ratio for performing the coking removal of the NH 3 adsorbent in the NH 3
また、前記NH3再生制御部75および前記Sリジェネ制御部76において、LNT54に流入する排ガスの空燃比を各所定の値に保持するための方法は前記に限らない。
Further, the method for maintaining the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the
また、前記実施形態では、LNT54の上下流にそれぞれNOxセンサ36,37を取り付け、これらのセンサの検出値に基づいて算出したNOx浄化率に基づいて各種判定を行った場合について示したが、LNT54の下流側にのみNOxセンサを取り付けるよう構成してもよい。この場合には、前記各種の判定をNOx浄化率ではなく、下流側に取り付けられたNOxセンサにより検出されたNOx濃度の絶対値で実施すればよい。また、LNT54の上流側のNOx濃度の値を運転条件等から推定するよう構成してもよい。また、前記再生開始浄化率、再生終了浄化率、劣化判定浄化率等を、前記実施形態のように運転条件毎に設けずに一定値としてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、前記実施形態では、DPF再生中でなくかつNOx浄化率が再生開始浄化率未満であればすぐさま再生制御を実行するよう構成した場合について示したが、さらに運転条件が所定の条件を満足している場合にのみ再生制御を実行するようにしてもよい。例えば、前記温度センサ35により検出されたLNT54の上流側の排ガス温度が所定値以上の場合にのみ、前記再生制御を実行するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the regeneration control is executed immediately when the DPF regeneration is not being performed and the NOx purification rate is less than the regeneration start purification rate has been described, but the operation condition further satisfies a predetermined condition. The reproduction control may be executed only when it is. For example, the regeneration control may be executed only when the exhaust gas temperature upstream of the
また、前記LNT54、DPF52、DOC50の配置は図1に限らず、例えば図8に示すように、LNT54をDPF52の上流に配置してもよい。また、図9に示すように、DOC50を排除してもよい。
Further, the arrangement of the
また、このNOx吸蔵材の材料は、前記に限らずストロンチウム等でもよい。また、このNOx吸蔵材は省略してもよい。同様に、前記NH3吸着材、NOx吸着材の材料は前記に限らない。また、LNT54内におけるNH3吸着触媒層54c、NOx吸着触媒層54bの配置は前記にかぎらず、NH3吸着触媒層54cの上にNOx吸着触媒層54bを配置するようにしてもよい。
The material of the NOx storage material is not limited to the above, and strontium or the like may be used. Further, this NOx occlusion material may be omitted. Similarly, the materials of the NH 3 adsorbent and the NOx adsorbent are not limited to the above. Further, the arrangement of the NH 3
また、本排ガス浄化装置10は、ディーゼルエンジンのみならずリーンバーン燃焼を行う種々のエンジンに適応可能である。
The exhaust
1 エンジン本体
2 ECU
16 燃料噴射弁
22 排気通路
23 EGR通路
36 NOxセンサ(NOx濃度検出手段)
37 NOxセンサ(NOx濃度検出手段)
40 吸気スロットル
41 EGRバルブ
54 LNT(NOx触媒装置)
54a コージェライト担体基材
54b NOx吸着触媒層
54c NH3吸着触媒層
70 LNT制御部
72 NH3生成部
74 再生制御部(触媒再生制御手段)
75 NH3再生制御部
76 Sリジェネ制御部
78 劣化判定手段
A/F 空燃比
1 Engine body 2 ECU
16
37 NOx sensor (NOx concentration detection means)
40
54a Cordierite
75 NH 3 regeneration control unit 76 S
Claims (7)
エンジンの排気通路に設けられて、前記エンジンの燃焼室から排出される酸素過剰雰囲気の排ガスに含まれるNOxを吸着するNOx吸着材と当該NOx吸着材に吸着されたNOxが酸素不足雰囲気下で転化されてなるNH3を吸着するゼオライト系NH3吸着材とを含有し、前記排ガスが再び酸素過剰雰囲気になるようにエンジン運転条件が切り換えられた際に排出されるNOxと前記吸着されているNH3とを反応させて前記NOxを浄化するNOx触媒装置と、
前記NOx触媒装置を再生するために、前記排ガスの空燃比を少なくとも前記NH3吸着材の再生が可能な空燃比に変更する触媒再生制御手段と、
前記エンジンの排気通路のうち前記NOx触媒装置の下流に設けられて、当該NOx触媒装置から流出するNOxの濃度を検出するNOx濃度検出手段とを有し、
前記触媒再生制御手段は、前記NOx濃度検出手段で検出された前記NOxの濃度に基づいて前記NOx触媒装置の再生を開始することを特徴とする排ガス浄化装置。 An exhaust gas purification device for a lean burn engine,
A NOx adsorbent provided in the exhaust passage of the engine and adsorbs NOx contained in exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere exhausted from the combustion chamber of the engine, and NOx adsorbed on the NOx adsorbent is converted in an oxygen-deficient atmosphere. And a zeolite-based NH 3 adsorbent that adsorbs NH 3, and NOx discharged when the engine operating conditions are switched so that the exhaust gas becomes an oxygen-excess atmosphere again, and the adsorbed NH a NOx catalyst device for purifying the NOx 3 and reacted,
Catalyst regeneration control means for changing the air-fuel ratio of the exhaust gas to an air-fuel ratio capable of regenerating at least the NH 3 adsorbent in order to regenerate the NOx catalyst device;
NOx concentration detecting means provided downstream of the NOx catalyst device in the exhaust passage of the engine and detecting the concentration of NOx flowing out from the NOx catalyst device;
The exhaust gas purification device, wherein the catalyst regeneration control means starts regeneration of the NOx catalyst device based on the NOx concentration detected by the NOx concentration detection means.
前記触媒再生制御手段は、前記NH3吸着材のコーキング除去を行うことで前記NH3吸着材の再生を行う手段を含み、前記NOx触媒装置の再生期間のうち少なくとも一部の期間、前記排ガスの空燃比を、通常の運転時よりもリッチ側であって、かつ、理論空燃比よりもリーン側のコーキング除去用空燃比にするよう構成されていることを特徴とする排ガス浄化装置。 The exhaust gas purification apparatus according to claim 1,
The catalyst regeneration control means includes means for regenerating the NH 3 adsorbent by removing coking removal of the NH 3 adsorbent, and the exhaust gas is regenerated during at least a part of the regeneration period of the NOx catalyst device. An exhaust gas purifying apparatus, characterized in that the air-fuel ratio is made richer than that during normal operation and leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
前記NOx吸着材は、酸素濃度が高い酸素過剰の雰囲気下において前記排ガスに含まれる硫黄成分を吸着する一方、酸素濃度の低下に伴って前記硫黄成分を排出するものであり、
前記触媒再生制御手段は、前記NOx吸着材から前記硫黄成分を脱離させることで当該NOx吸着材の再生を行う手段を含み、当該NOx吸着材から前記硫黄成分を脱離させるために、前記NOx触媒装置の再生期間のうち少なくとも一部の期間、前記排ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の被毒回復空燃比にするよう構成されていることを特徴とする排ガス浄化装置。 The exhaust gas purification apparatus according to claim 2,
The NOx adsorbent adsorbs the sulfur component contained in the exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere with a high oxygen concentration, and discharges the sulfur component as the oxygen concentration decreases,
The catalyst regeneration control means includes means for regenerating the NOx adsorbent by desorbing the sulfur component from the NOx adsorbent, and for desorbing the sulfur component from the NOx adsorbent. An exhaust gas purification apparatus configured to make the air-fuel ratio of the exhaust gas a poison recovery air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio during at least a part of the regeneration period of the catalyst device.
前記触媒再生制御手段は、前記NOx触媒装置の再生期間中に、前記排ガスの空燃比を前記コーキング除去用空燃比と前記被毒回復用空燃比とに複数回にわたって交互に保持することを特徴とする排ガス浄化装置。 In the exhaust gas purification apparatus according to claim 3,
The catalyst regeneration control means alternately maintains the air-fuel ratio of the exhaust gas at the coking removal air-fuel ratio and the poisoning recovery air-fuel ratio a plurality of times during the regeneration period of the NOx catalyst device. Exhaust gas purification device.
前記触媒再生制御手段は、前記NOx触媒装置の再生期間中に、前記排ガスの空燃比を所定期間前記コーキング除去用空燃比に保持した後、当該排ガスの空燃比を前記被毒回復用空燃比に保持することを特徴とする排ガス浄化装置。 In the exhaust gas purification apparatus according to claim 3,
The catalyst regeneration control means maintains the air-fuel ratio of the exhaust gas at the coking removal air-fuel ratio for a predetermined period during the regeneration period of the NOx catalyst device, and then changes the air-fuel ratio of the exhaust gas to the poisoning recovery air-fuel ratio. An exhaust gas purifying apparatus characterized by holding.
前記NOx触媒装置の再生期間の終了後に、前記NOx濃度検出手段で検出された前記NOx触媒装置から流出するNOxの濃度に基づいて前記NOx吸着材の劣化判定を行う劣化判定手段を有することを特徴とする排ガス浄化装置。 In the exhaust gas purifying apparatus according to any one of claims 1 to 5,
After the end of the regeneration period of the NOx catalyst device, there is provided a deterioration determination means for determining the deterioration of the NOx adsorbent based on the concentration of NOx flowing out from the NOx catalyst device detected by the NOx concentration detection means. Exhaust gas purification device.
前記NOx吸着材は、セリウムを含有する酸化物であり、
前記NOx触媒装置は、前記NOx吸着材および前記NH3吸着材に加えて、アルカリ金属成分あるいはアルカリ土類金属成分の少なくとも一方からなるNOx吸蔵材を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。 In the exhaust gas purification apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The NOx adsorbent is an oxide containing cerium,
The NOx catalyst device includes an NOx occlusion material comprising at least one of an alkali metal component or an alkaline earth metal component in addition to the NOx adsorbent and the NH 3 adsorbent.
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