JP2009007977A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気通路に直列に並んで配置された複数の触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine including a plurality of catalysts arranged in series in an exhaust passage of the internal combustion engine.
内燃機関の排気浄化装置においては、それぞれが酸化機能を有する触媒を少なくとも一つ含んで構成される前段触媒部および後段触媒部を備えたものが知られている。後段触媒部は前段触媒部よりも下流側の排気通路に設けられる。また、前段触媒部よりも上流側の排気通路に排気中に還元剤を添加する還元剤添加弁を設ける場合がある。このような位置に還元剤添加弁が設けられた場合、前段触媒部を通過させることなく後段触媒部に直接還元剤を供給することが出来ない。 As an exhaust emission control device for an internal combustion engine, one having a front-stage catalyst section and a rear-stage catalyst section each including at least one catalyst having an oxidation function is known. The rear stage catalyst part is provided in the exhaust passage on the downstream side of the front stage catalyst part. In some cases, a reducing agent addition valve for adding a reducing agent into the exhaust gas is provided in the exhaust passage on the upstream side of the upstream catalyst unit. When the reducing agent addition valve is provided at such a position, it is not possible to supply the reducing agent directly to the rear catalyst unit without passing the front catalyst unit.
そこで、排気通路における還元剤添加弁より下流側且つ前段触媒部より上流側の部分に一端が接続され、排気通路における前段触媒部より下流側且つ後段触媒部より上流側の部分に他端が接続されたバイパス通路、および、該バイパス通路を遮断または開通させる開閉弁を設ける場合がある。このような構成によれば、開閉弁によってバイパス通路を開通させつつ還元剤添加弁から排気中に還元剤を添加することで、バイパス通路を介して還元剤を後段触媒部に供給することが出来る。つまり、還元剤添加弁から添加された還元剤の一部を前段触媒部を介さずに後段触媒部に供給することが出来る。 Therefore, one end is connected to a portion of the exhaust passage downstream from the reducing agent addition valve and upstream from the front catalyst portion, and the other end is connected to a portion downstream from the front catalyst portion and upstream from the rear catalyst portion in the exhaust passage. In some cases, a bypass passage and an on-off valve for blocking or opening the bypass passage may be provided. According to such a configuration, the reducing agent can be supplied to the downstream catalyst unit via the bypass passage by adding the reducing agent into the exhaust gas from the reducing agent addition valve while opening the bypass passage by the opening / closing valve. . That is, a part of the reducing agent added from the reducing agent addition valve can be supplied to the rear catalyst unit without going through the front catalyst unit.
しかしながら、上記のようなバイパス通路を設けた場合、バイパス通路が長くなるほど該バイパス通路の内壁面に付着する還元剤が多くなる。そのため、後段触媒部に十分な量の還元剤を直接供給することが困難な場合がある。 However, when the bypass passage as described above is provided, the reducing agent attached to the inner wall surface of the bypass passage increases as the bypass passage becomes longer. For this reason, it may be difficult to supply a sufficient amount of the reducing agent directly to the downstream catalyst unit.
また、特許文献1には、排気通路に設けられたNOx触媒よりも上流側に、燃料噴射手段から噴射された燃料を改質する改質触媒を設ける技術が記載されている。この特許文献1には、改質触媒を排気通路の中央部に配置し、該改質触媒の外周に排気が流れる迂回路を形成させる技術が開示されている。
本発明は、内燃機関の排気通路に前段触媒部および後段触媒部が設けられており、且つ、前段触媒部よりも上流側の排気通路に還元剤添加弁が設けられている場合において、後段触媒部により好適に還元剤を供給することが可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention provides a rear-stage catalyst in the case where a front-stage catalyst section and a rear-stage catalyst section are provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, and a reducing agent addition valve is provided in an exhaust passage upstream of the front-stage catalyst section. It aims at providing the technique which can supply a reducing agent suitably by a part.
本発明は、前段触媒部の外周面と排気通路の内周面との間に前段触媒部の外周面を取り囲むように形成されたバイパス通路を備えており、前段触媒部よりも上流側の排気通路に設けられた還元剤添加弁から添加された還元剤をバイパス通路を介して排気と共に後段触媒部に供給する。 The present invention includes a bypass passage formed so as to surround the outer peripheral surface of the front-stage catalyst portion between the outer peripheral surface of the front-stage catalyst portion and the inner peripheral surface of the exhaust passage, and exhaust gas upstream of the front-stage catalyst portion. The reducing agent added from the reducing agent addition valve provided in the passage is supplied to the rear catalyst unit together with the exhaust gas via the bypass passage.
より詳しくは、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に設けられており酸化機能を有する触媒を少なくとも一つ含んで構成される前段触媒部と、
該前段触媒部よりも下流側の前記排気通路に設けられており酸化機能を有する触媒を少なくとも一つ含んで構成される後段触媒部と、
前記前段触媒部よりも上流側の前記排気通路に設けられており排気中に還元剤を添加する還元剤添加弁と、
前記前段触媒部の外周面と前記排気通路の内周面との間に前記前段触媒部の外周面を取り囲むように形成されたバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられ前記バイパス通路を遮断または開通させるバイパス制御手段と、を備え、
前記後段触媒部に還元剤を供給するときに、前記還元剤添加弁から還元剤を添加すると共に前記バイパス制御手段によって前記バイパス通路を開通させることを特徴とする。
More specifically, the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is
A pre-catalyst portion configured to include at least one catalyst having an oxidation function provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A rear-stage catalyst section that is provided in the exhaust passage downstream of the front-stage catalyst section and includes at least one catalyst having an oxidation function;
A reducing agent addition valve that is provided in the exhaust passage on the upstream side of the front-stage catalyst portion and adds a reducing agent into the exhaust;
A bypass passage formed so as to surround the outer peripheral surface of the front catalyst portion between the outer peripheral surface of the front catalyst portion and the inner peripheral surface of the exhaust passage;
Bypass control means provided in the bypass passage and blocking or opening the bypass passage;
When the reducing agent is supplied to the downstream catalyst unit, the reducing agent is added from the reducing agent addition valve, and the bypass passage is opened by the bypass control means.
本発明によれば、還元剤添加弁から添加された還元剤の一部をバイパス通路を介して後段触媒部に供給することが出来る。即ち、前段触媒部を通さずに還元剤を後段触媒部に直接供給することが出来る。これにより、後段触媒部への還元剤の供給量が不足することを抑制することが出来る。また、後段触媒部に十分な量の還元剤を供給するために還元剤添加弁から添加する還元剤の量をより減少させることが出来る。 According to the present invention, a part of the reducing agent added from the reducing agent addition valve can be supplied to the rear catalyst unit through the bypass passage. That is, the reducing agent can be directly supplied to the subsequent stage catalyst part without passing through the previous stage catalyst part. Thereby, it can suppress that the supply amount of the reducing agent to a back | latter stage catalyst part runs short. Further, the amount of the reducing agent added from the reducing agent addition valve in order to supply a sufficient amount of the reducing agent to the downstream catalyst unit can be further reduced.
また、本発明によれば、還元剤添加弁から添加された還元剤の一部は前段触媒部にも流入する。そして、前段触媒部において還元剤が酸化されることで生じた酸化熱により、バイパス通路を流れる排気が加熱される。そのため、バイパス通路を流れる排気の温度低下を抑制することが出来、以って後段触媒部に還元剤を供給するときにおける後段触媒部の温度低下を抑制することが出来る。 According to the present invention, a part of the reducing agent added from the reducing agent addition valve also flows into the pre-catalyst portion. Then, the exhaust gas flowing through the bypass passage is heated by the oxidation heat generated by oxidizing the reducing agent in the upstream catalyst section. Therefore, it is possible to suppress the temperature decrease of the exhaust gas flowing through the bypass passage, and thus it is possible to suppress the temperature decrease of the rear catalyst portion when supplying the reducing agent to the rear catalyst portion.
本発明においては、前段触媒部の外周面が外周壁で覆われていてもよい。また、前段触媒部が、外周壁内において上流側から順に直列に設けられた酸化触媒と吸蔵還元型NOx触媒(以下、単にNOx触媒と称する)とを有してもよい。この場合、酸化触媒と吸蔵還元型NOx触媒との間の位置にする外周壁に貫通孔が形成されてもよい。該貫通孔は外周壁の内部と外部とを連通する。そして、バイパス制御手段が、バイパス通路における排気の入口を遮断または開通させる入口開閉弁と、バイパス通路における排気の出口を遮断または開通させる出口開閉弁とを有している場合、NOx触媒に還元剤を供給するときに、還元剤添加弁から還元剤を添加すると共にバイパス制御手段によって入口開閉弁を開弁させ且つ出口開閉弁を閉弁させてもよい。 In the present invention, the outer peripheral surface of the front catalyst part may be covered with the outer peripheral wall. In addition, the pre-catalyst portion may include an oxidation catalyst and an occlusion reduction type NOx catalyst (hereinafter simply referred to as a NOx catalyst) provided in series from the upstream side in the outer peripheral wall. In this case, a through hole may be formed in the outer peripheral wall located between the oxidation catalyst and the NOx storage reduction catalyst. The through hole communicates the inside and the outside of the outer peripheral wall. When the bypass control means has an inlet on / off valve that shuts off or opens the exhaust inlet in the bypass passage and an outlet on / off valve that shuts off or opens the exhaust outlet in the bypass passage, the NOx catalyst has a reducing agent. In addition, the reducing agent may be added from the reducing agent addition valve and the inlet on / off valve may be opened and the outlet on / off valve may be closed by the bypass control means.
これによれば、NOx触媒に還元剤を供給するときに、還元剤添加弁から添加された還元剤は排気と共にバイパス通路の入口からバイパス通路に流入するが、バイパス通路の出口からは流出しない。そして、バイパス通路に流入した還元剤は貫通孔を通って前段触媒部の外周壁内に流入しNOx触媒に供給される。つまり、酸化触媒を介さずにNOx触媒に還元剤を直接供給することが出来る。従って、NOx触媒への還元剤の供給量が不足することを抑制することが出来る。また、NOx触媒に十分な量の還元剤を供給するために還元剤添加弁から添加する還元剤の量をより減少させることが出来る。 According to this, when supplying the reducing agent to the NOx catalyst, the reducing agent added from the reducing agent addition valve flows into the bypass passage from the inlet of the bypass passage together with the exhaust gas, but does not flow out from the outlet of the bypass passage. Then, the reducing agent that has flowed into the bypass passage passes through the through hole and flows into the outer peripheral wall of the preceding catalyst portion and is supplied to the NOx catalyst. That is, the reducing agent can be directly supplied to the NOx catalyst without passing through the oxidation catalyst. Accordingly, it is possible to suppress a shortage of the supply amount of the reducing agent to the NOx catalyst. Further, the amount of reducing agent added from the reducing agent addition valve in order to supply a sufficient amount of reducing agent to the NOx catalyst can be further reduced.
本発明によれば、前段触媒部よりも上流側の排気通路に還元剤添加弁が設けられている場合においても、後段触媒部により好適に還元剤を供給することが出来る。 According to the present invention, even when the reducing agent addition valve is provided in the exhaust passage on the upstream side of the front catalyst part, the reducing agent can be suitably supplied to the rear catalyst part.
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
<内燃機関の排気系の概略構成>
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明
する。図1は、本実施例に係る内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。
<Example 1>
<Schematic configuration of exhaust system of internal combustion engine>
Here, a case where the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle will be described as an example. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust system of an internal combustion engine according to the present embodiment.
内燃機関1は車両駆動用のディーゼルエンジンである。この内燃機関1には排気通路2が接続されている。排気通路2には、コンプレッサーハウジング20aおよびタービンハウジング20bを有するターボチャージャ20のタービンハウジング20bが設けられている。
The internal combustion engine 1 is a diesel engine for driving a vehicle. An
排気通路2におけるタービンハウジング20bより下流側には、酸化触媒4が設けられており、さらに該酸化触媒4の直下流にはNOx触媒5が設けられている。酸化触媒4およびNOx触媒5の外径は排気通路2の内径よりも小さくなっており、酸化触媒4およびNOx触媒5は排気通路2の内壁とは離れて該排気通路2の径方向中央部に設置されている。また、酸化触媒4およびNOx触媒5の外周面は外周壁9で覆われている。このような構成により、酸化触媒4およびNOx触媒5の外周面と排気通路2の内周面との間に酸化触媒4およびNOx触媒5の外周面を取り囲むようにバイパス通路15が形成される。
An
バイパス通路15の上流側および下流側の端部は入口側隔壁11および出口側隔壁14によってそれぞれ塞がれている。ここで、本実施例に係る入口側隔壁11および出口側隔壁14の構成について図2に基づいて説明する。図2の(a)は図1のA−A断面を示す断面図であり、図2の(b)は図1のB−B断面を示す断面図である。
The upstream and downstream ends of the
図2の(a)に示すように、本実施例に係る入口側隔壁11には排気が流入する入口11aが二つ形成されている。各入口11aには、該入口11aを遮断または開通させる入口開閉弁12が設けられている。入口開閉弁12はアクチュエータ13によって駆動する。尚、本実施例において、入口側隔壁11に設けられる入口11aは二つに限られるものではない。
As shown in FIG. 2A, the inlet
また、図2の(b)に示すように、本実施例に係る出口側隔壁14には排気が流出する出口14aが八つ形成されている。尚、本実施例において、出口側隔壁14に設けられる出口14aは八つに限られるものではない。
Further, as shown in FIG. 2B, eight
本実施例では、入口開閉弁12が開弁するとバイパス通路15が開通される。バイパス通路15が開通されると、入口11aから該バイパス通路15内に流入した排気が酸化触媒4およびNOx触媒5をバイパスして流れ、出口14aから流出する。
In the present embodiment, the
NOx触媒5よりもさらに下流側の排気通路2には、排気中の粒子状物質(Particulate Matter:以下、PMと称する)を捕集するパティキュレートフィルタ(以下、単にフ
ィルタと称する)6が設けられている。該フィルタ6には酸化触媒7が担持されている。
The
本実施例においては、酸化触媒4およびNOx触媒5が本発明に係る前段触媒部に相当し、酸化触媒7を担持したフィルタ6が本発明に係る後段触媒部に相当する。また、本実施例においては、入口開閉弁12が本発明に係るバイパス制御手段に相当する。
In this embodiment, the
さらに、排気通路2における酸化触媒4より上流側に、排気中に還元剤として燃料を添加する燃料添加弁8が設けられている。図1における斜線部は燃料添加弁8から噴射された燃料の噴霧を表している。この斜線部によって表されるように、本実施例に係る燃料添加弁8からは燃料が円錐状に噴射される。噴射された燃料は酸化触媒4の上流側端部およびバイパス通路15の上流側端部の両方に到達する。尚、本実施例においては、燃料添加弁8が本発明に係る還元剤添加弁に相当する。
Furthermore, a
以上述べたように構成された内燃機関1には、この内燃機関1を制御するための電子制
御ユニット(ECU)10が併設されている。ECU10には燃料添加弁8およびアクチュエータ13が電気的に接続されている。ECU10によってこれらが制御される。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 10 for controlling the internal combustion engine 1. A
<フィルタ再生制御>
本実施例においては、フィルタ6に捕集されたPMを除去すべくフィルタ再生制御が行われる。フィルタ6に捕集されたPMを除去するためには、該フィルタ6に燃料を供給する必要がある。フィルタ6に供給された燃料が酸化触媒7において酸化され、そのときに生じる酸化熱によってフィルタ6が昇温する。これによりPMが酸化されフィルタ6から除去される。
<Filter regeneration control>
In this embodiment, filter regeneration control is performed to remove the PM collected by the filter 6. In order to remove PM collected by the filter 6, it is necessary to supply fuel to the filter 6. The fuel supplied to the filter 6 is oxidized in the oxidation catalyst 7, and the temperature of the filter 6 is raised by the oxidation heat generated at that time. As a result, PM is oxidized and removed from the filter 6.
ここで、本実施例に係るフィルタ再生制御のルーチンについて、図3に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ECU10に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、所定の間隔で繰り返し実行される。
Here, the routine of the filter regeneration control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in advance in the
本ルーチンでは、ECU10は、先ずS101において、フィルタ再生制御の実行条件が成立したか否かを判別する。このフィルタ再生制御の実行条件は、内燃機関1における燃料噴射量の積算値や内燃機関1を搭載した車両の走行距離等に基づいて予め定められている。S101において、肯定判定された場合、ECU10はS102に進み、否定判定された場合、ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
In this routine, the
S102において、ECU10はアクチュエータ13によって入口開閉弁12を開弁させる。
In S <b> 102, the
次に、ECU10は、S103に進み、燃料添加弁8からの燃料添加を実行する。その後、ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
Next, the
上記ルーチンによれば、フィルタ再生制御の実行時に、バイパス通路15が開通した状態で燃料添加弁8から燃料が添加される。そのため、燃料添加弁8から添加された燃料の一部がバイパス通路15を介してフィルタ6に供給される。バイパス通路15を流れる燃料は酸化触媒4およびNOx触媒5において酸化されることなくフィルタ6に直接供給される。従って、フィルタ6への燃料の供給量が不足することを抑制することが出来る。また、フィルタ6を効率よく昇温させることが出来るため、PMを十分に酸化させ除去するために燃料添加弁8から添加する燃料の量をより減少させることが出来る。
According to the above routine, when the filter regeneration control is executed, fuel is added from the
また、本実施例によれば、燃料添加弁8から添加された燃料の一部は酸化触媒4およびNOx触媒5にも流入する。該燃料は酸化触媒4およびNOx触媒5において酸化され、そのときに生じた酸化熱によりバイパス通路15を流れる排気が加熱される。そのため、従来のように酸化触媒4およびNOx触媒5をバイパスするバイパス通路を排気通路2の外側に設ける場合に比べて、バイパス通路15を流れる排気の温度低下を抑制することが出来る。その結果、フィルタ6に流入する排気の温度低下を抑制することが出来るため、フィル再生制御の実行時におけるフィルタ6の温度低下を抑制することが出来る。従って、PMの酸化をより促進することが出来る。
Further, according to this embodiment, part of the fuel added from the
また、本実施例では、バイパス通路15が排気通路2内に設けられるため、バイパス通路を排気通路2の外側に設ける場合のようにバイパス通路の取り回しを考慮する必要がない。そのため、バイパス通路をより容易に設けることが可能となる。また、バイパス通路を排気通路2の外側に設ける場合よりもバイパス通路の長さを短くすることが出来るため、バイパス通路の内壁面に付着する燃料の量を少なくすることが出来る。
In the present embodiment, since the
尚、本実施例において、フィルタ6にNOx触媒が担持されている場合、または、フィ
ルタ6に代えてNOx触媒が設けられている場合、該NOx触媒に吸蔵されたNOxまたはSOxを還元させるときに該NOx触媒に燃料を供給する必要がある。この場合においても、上記フィルタ再生制御の実行時と同様、入口開閉弁12を開弁させてバイパス通路15を開通させた状態で燃料添加弁8から燃料を添加してもよい。これによれば、NOx触媒に吸蔵されたNOxまたはSOxをより効率よく還元することが出来る。
In this embodiment, when a NOx catalyst is supported on the filter 6 or when a NOx catalyst is provided instead of the filter 6, when NOx or SOx stored in the NOx catalyst is reduced. It is necessary to supply fuel to the NOx catalyst. Also in this case, fuel may be added from the
<実施例2>
図4は、本実施例に係る内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。ここでは、実施例1に係る内燃機関の排気系の概略構成と異なる点についてのみ説明し、実施例1に係る内燃機関の排気系の概略構成と同様の構成については同様の参照番号を付しその説明を省略する。
<Example 2>
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment. Here, only the differences from the schematic configuration of the exhaust system of the internal combustion engine according to the first embodiment will be described, and the same reference numerals are assigned to the same configurations as the schematic configuration of the exhaust system of the internal combustion engine according to the first embodiment. The description is omitted.
本実施例においては、外周壁9における酸化触媒4とNOx触媒5との間の位置に複数の貫通孔18が形成されている。該貫通孔18によって外周壁9の内部と外部(バイパス通路15)が連通される。
In the present embodiment, a plurality of through
ここで、本実施例に係る出口側隔壁14の構成について図5に基づいて説明する。図5は図4のB−B断面を示す断面図である。
Here, the configuration of the
図5に示すように、本実施例に係る出口側隔壁14には排気が流出する出口14aが二つ形成されている。各出口14aには、該出口14aを遮断または開通させる出口開閉弁16が設けられている。出口開閉弁16はアクチュエータ17によって駆動する。アクチュエータ17は、ECU10に電気的に接続されており、ECU10によって制御される。尚、本実施例において、出口側隔壁14に形成される出口14aは二つに限られるものではない。
As shown in FIG. 5, two
本実施例では、入口開閉弁12および出口開閉弁16が共に開弁するとバイパス通路15が開通される。バイパス通路15が開通されると、実施例1の場合と同様、入口11aから該バイパス通路15内に流入した排気が酸化触媒4およびNOx触媒5をバイパスして流れ、出口14aから流出する。また、バイパス通路15内に流入した排気の一部は貫通孔18を通って外周壁9の内部に流入する。
In this embodiment, when both the inlet on / off
一方、入口開閉弁12が開弁され出口開閉弁16は閉弁された場合、入口11aからバイパス通路15内に排気が流入するが、該排気はバイパス通路15の下流側の端部からは流出しない。この場合、バイパス通路15内に流入した排気は貫通孔18を通って外周壁9の内部に流入する。
On the other hand, when the inlet on / off
本実施例においては、入口開閉弁12および出口開閉弁16が本実施例に係るバイパス制御手段に相当する。
In this embodiment, the inlet on / off
<フィルタ再生制御およびNOx還元制御>
本実施例においては、フィルタ6に捕集されたPMを除去するためのフィルタ再生制御およびNOx触媒5に吸蔵されたNOxを放出・還元させるためのNOx還元制御が行われる。以下、本実施例に係るフィルタ再生制御およびNOx還元制御のルーチンについて、図6に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ECU10に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、所定の間隔で繰り返し実行される。尚、本ルーチンにおけるS101およびS103は、図3に示すフローチャートと同様であるためその説明を省略する。
<Filter regeneration control and NOx reduction control>
In this embodiment, filter regeneration control for removing PM collected by the filter 6 and NOx reduction control for releasing and reducing NOx occluded in the
本ルーチンでは、S101において、肯定判定された場合、ECU10はS202に進
み、否定判定された場合、ECU10はS203に進む。
In this routine, if an affirmative determination is made in S101, the
S202に進んだECU10は、アクチュエータ13によって入口開閉弁12を開弁させると共に、アクチュエータ17によって出口開閉弁16を開弁させる。その後、ECU10はS103に進む。
In step S202, the
一方、S203に進んだECU10は、NOx触媒5に吸蔵されたNOxを還元するためのNOx還元制御の実行条件が成立したか否かを判別する。このNOx還元制御の実行条件は、内燃機関1における燃料噴射量の積算値や内燃機関1を搭載した車両の走行距離等に基づいて予め定められている。S203において、肯定判定された場合、ECU10はS204に進み、否定判定された場合、ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
On the other hand, the
S204において、ECU10は、アクチュエータ13によって入口開閉弁12を開弁させると共に、アクチュエータ17によって出口開閉弁16を閉弁させる。その後、ECU10はS103に進む。
In step S <b> 204, the
以上説明したルーチンによれば、フィルタ再生制御の実行時は、実施例1と同様、バイパス通路15が開通した状態で燃料添加弁8から燃料が添加される。そのため、燃料添加弁8から添加された燃料の一部がバイパス通路15を介してフィルタ6に供給される。従って、フィルタ6への燃料の供給量が不足することを抑制することが出来る。また、フィルタ6を効率よく昇温させることが出来るため、PMを十分に酸化させ除去するために燃料添加弁8から添加する燃料の量をより減少させることが出来る。
According to the routine described above, when the filter regeneration control is executed, fuel is added from the
また、バイパス通路15の構成自体は実施例1と同様であるため、実施例1と同様の効果を得ることが出来る。
Further, since the configuration of the
さらに、上記ルーチンによれば、NOx触媒5に吸蔵されたNOxを還元するためのNOx還元制御の実行時は、入口開閉弁12が開弁しており且つ出口開閉弁16が閉弁した状態で燃料添加弁8から燃料が添加される。そのため、バイパス通路15内に排気と共に流入した燃料は貫通孔18を通って外周壁9の内部における酸化触媒4とNOx触媒5との間に流入する。そして、この燃料がNOx触媒5に供給される。
Further, according to the above routine, when the NOx reduction control for reducing the NOx stored in the
つまり、燃料添加弁8から添加された燃料の一部が酸化触媒4を通ることなく(即ち、酸化触媒4において酸化されることなく)NOx触媒5に直接供給される。従って、NOx触媒5への燃料の供給量が不足することを抑制することが出来る。また、NOx触媒5に吸蔵されたNOxを効率よく還元することが出来るため、NOxを十分に還元するために燃料添加弁8から添加する燃料の量をより減少させることが出来る。
That is, a part of the fuel added from the
尚、NOx触媒5に吸蔵されたSOxを放出・還元すべく該NOx触媒5に燃料を供給する場合においても、上記NOx還元制御の実行時と同様、入口開閉弁12を開弁させ且つ出口開閉弁16を閉弁させた状態で燃料添加弁8から燃料を添加してもよい。これによれば、NOx触媒5に吸蔵されたSOxをより効率よく還元することが出来る。
Even when the fuel is supplied to the
また、本実施例において、フィルタ6にNOx触媒が担持されている場合、または、フィルタ6に代えてNOx触媒が設けられている場合、該NOx触媒に吸蔵されたNOxまたはSOxを還元させるときに、上記フィルタ再生制御の実行時と同様、入口開閉弁12および出口開閉弁16を共に開弁させてバイパス通路15を開通させた状態で燃料添加弁8から燃料を添加してもよい。これによれば、NOx触媒に吸蔵されたNOxまたはSOxをより効率よく還元することが出来る。
In this embodiment, when a NOx catalyst is supported on the filter 6 or when a NOx catalyst is provided in place of the filter 6, when NOx or SOx stored in the NOx catalyst is reduced. Similarly to the execution of the filter regeneration control, the fuel may be added from the
<参考例>
図7は、本参考例に係る内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。ここでは、実施例1に係る内燃機関の排気系の概略構成と異なる点についてのみ説明し、実施例1に係る内燃機関の排気系の概略構成と同様の構成については同様の参照番号を付しその説明を省略する。
<Reference example>
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust system of the internal combustion engine according to the present reference example. Here, only the differences from the schematic configuration of the exhaust system of the internal combustion engine according to the first embodiment will be described, and the same reference numerals are assigned to the same configurations as the schematic configuration of the exhaust system of the internal combustion engine according to the first embodiment. The description is omitted.
本参考例においては、NOx触媒5の外径が排気通路2の内径と同一となっている。外周壁9は酸化触媒4の外径のみを覆っている。つまり、バイパス通路15が、酸化触媒4の外周面と排気通路2の内周面との間に酸化触媒4の外周面を取り囲むように形成されている。
In this reference example, the outer diameter of the
本参考例においても、バイパス通路15の上流側および下流側の端部は、実施例1と同様、図2の(a)、(b)に示す入口側隔壁11および出口側隔壁14によってそれぞれ塞がれている。そのため、入口開閉弁12が開弁するとバイパス通路15が開通される。バイパス通路15が開通されると、入口11aから該バイパス通路15内に流入した排気が酸化触媒4をバイパスして流れ、出口14aから流出する。
Also in this reference example, the upstream and downstream ends of the
<NOx還元制御>
以下、本参考例に係る、NOx触媒5に吸蔵されたNOxを放出・還元させるためのNOx還元制御のルーチンについて、図8に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ECU10に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、所定の間隔で繰り返し実行される。尚、本ルーチンは、図3に示すフローチャートのS101をS301に置き換えたものである。そのため、S301についてのみ説明し、S102およびS103の説明は省略する。
<NOx reduction control>
Hereinafter, a routine of NOx reduction control for releasing / reducing NOx stored in the
本ルーチンでは、ECU10は、先ずS301において、NOx触媒5に吸蔵されたNOxを還元するためのNOx還元制御の実行条件が成立したか否かを判別する。このNOx還元制御の実行条件は、内燃機関1における燃料噴射量の積算値や内燃機関1を搭載した車両の走行距離等に基づいて予め定められている。S301において、肯定判定された場合、ECU10はS102に進み、否定判定された場合、ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
In this routine, the
以上説明したルーチンによれば、NOx触媒5に吸蔵されたNOxを還元するためのNOx還元制御の実行時は、バイパス通路15が開通した状態で燃料添加弁8から燃料が添加される。そのため、燃料添加弁8から添加された燃料の一部がバイパス通路15を介してNOx触媒5に供給される。バイパス通路15を流れる燃料は酸化触媒4において酸化されることなくNOx触媒5に直接供給される。従って、NOx触媒5への燃料の供給量が不足することを抑制することが出来る。また、NOx触媒5に吸蔵されたNOxを効率よく還元することが出来るため、NOxを十分に還元するために燃料添加弁8から添加する燃料の量をより減少させることが出来る。
According to the routine described above, when the NOx reduction control for reducing the NOx stored in the
尚、NOx触媒5に吸蔵されたSOxを放出・還元すべく該NOx触媒5に燃料を供給する場合においても、上記NOx還元制御の実行時と同様、入口開閉弁12を開弁させてバイパス通路15を開通させた状態で燃料添加弁8から燃料を添加してもよい。これによれば、NOx触媒5に吸蔵されたSOxをより効率的に還元することが出来る。
Even when fuel is supplied to the
1・・・内燃機関
2・・・排気通路
4・・・酸化触媒
5・・・吸蔵還元型NOx触媒
6・・・パティキュレートフィルタ
7・・・酸化触媒
8・・・燃料添加弁
9・・・外周壁
10・・ECU
11・・入口側隔壁
11a・・入口
12・・入口開閉弁
13・・アクチュエータ
14・・出口側隔壁
14a・・出口
15・・バイパス通路
16・・出口開閉弁
17・・アクチュエータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
11. ・
Claims (2)
該前段触媒部よりも下流側の前記排気通路に設けられており酸化機能を有する触媒を少なくとも一つ含んで構成される後段触媒部と、
前記前段触媒部よりも上流側の前記排気通路に設けられており排気中に還元剤を添加する還元剤添加弁と、
前記前段触媒部の外周面と前記排気通路の内周面との間に前記前段触媒部の外周面を取り囲むように形成されたバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられ前記バイパス通路を遮断または開通させるバイパス制御手段と、を備え、
前記後段触媒部に還元剤を供給するときに、前記還元剤添加弁から還元剤を添加すると共に前記バイパス制御手段によって前記バイパス通路を開通させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A pre-catalyst portion configured to include at least one catalyst having an oxidation function provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A post-stage catalyst unit configured to include at least one catalyst provided in the exhaust passage downstream of the pre-stage catalyst unit and having an oxidation function;
A reducing agent addition valve that is provided in the exhaust passage on the upstream side of the front-stage catalyst portion and adds a reducing agent into the exhaust;
A bypass passage formed so as to surround the outer peripheral surface of the front catalyst portion between the outer peripheral surface of the front catalyst portion and the inner peripheral surface of the exhaust passage;
A bypass control means provided in the bypass passage for blocking or opening the bypass passage;
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein when supplying the reducing agent to the rear catalyst unit, the reducing agent is added from the reducing agent addition valve and the bypass passage is opened by the bypass control means.
前記前段触媒部が、前記外周壁内に上流側から順に直列に設けられた酸化触媒と吸蔵還元型NOx触媒とを有し、
前記酸化触媒と前記吸蔵還元型NOx触媒との間の位置にする前記外周壁に前記外周壁の内部と外部とを連通する貫通孔が形成されており、
前記バイパス制御手段が、前記バイパス通路における排気の入口を遮断または開通させる入口開閉弁と、前記バイパス通路における排気の出口を遮断または開通させる出口開閉弁とを有し、
前記前段触媒部の前記吸蔵還元型NOx触媒に還元剤を供給するときに、前記還元剤添加弁から還元剤を添加すると共に前記バイパス制御手段によって前記入口開閉弁を開弁させ且つ前記出口開閉弁を閉弁させることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。
An outer peripheral surface of the front catalyst part is covered with an outer peripheral wall;
The front catalyst part has an oxidation catalyst and an occlusion reduction type NOx catalyst provided in series in order from the upstream side in the outer peripheral wall,
A through hole is formed in the outer peripheral wall at a position between the oxidation catalyst and the NOx storage reduction catalyst to communicate the inside and the outside of the outer peripheral wall;
The bypass control means includes an inlet on-off valve that shuts off or opens an exhaust inlet in the bypass passage, and an outlet on-off valve that shuts off or opens an exhaust outlet in the bypass passage;
When supplying a reducing agent to the NOx storage reduction catalyst of the pre-stage catalyst unit, a reducing agent is added from the reducing agent addition valve, and the inlet control valve is opened by the bypass control means and the outlet switching valve 2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve is closed.
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