JP2009041441A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents
Exhaust emission control device of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009041441A JP2009041441A JP2007206991A JP2007206991A JP2009041441A JP 2009041441 A JP2009041441 A JP 2009041441A JP 2007206991 A JP2007206991 A JP 2007206991A JP 2007206991 A JP2007206991 A JP 2007206991A JP 2009041441 A JP2009041441 A JP 2009041441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- trap catalyst
- trap
- upstream
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
Description
本発明は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.
内燃機関に使用される燃料および潤滑油内にはイオウが含まれており、従って排気ガス中にはSOxが含まれている。ところがこのSOxは機関排気通路内に配置された排気ガス浄化用触媒等の後処理装置の性能や耐久性を大巾に低下させる働きがあり、従って排気ガス中のSOxは除去することが好ましい。 Sulfur is contained in the fuel and lubricating oil used in the internal combustion engine, and therefore SO x is contained in the exhaust gas. However, this SO x has a function of greatly reducing the performance and durability of the aftertreatment device such as an exhaust gas purification catalyst disposed in the engine exhaust passage, and therefore, SO x in the exhaust gas can be removed. preferable.
そこで機関排気通路内に排気ガス中に含まれるSOxを捕獲しうるSOxトラップ触媒を配置した内燃機関が公知である(特許文献1参照)。この内燃機関では機関から排出される全てのSOxをSOxトラップ触媒により捕獲し、捕獲したSOxをSOxトラップ触媒内に永久的に保持し続けるようにしている。そのためにこのSOxトラップ触媒は強い塩基性を有するように形成されている。
しかしながらSOxトラップ触媒に強い塩基性を持たせると特に低温時における酸化能力が弱められるために低温時におけるSOxの捕獲能力が低下する。その結果、低温時にSOxがSOxトラップ触媒をすり抜けてしまうという問題を生ずる。
本発明は、これまでにない新たなSOxトラップ方法を用いることによって温度にかかわらずに排気ガス中に含まれるSOxを除去し続けることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
However, if the SO x trap catalyst has a strong basicity, the oxidizing ability at a low temperature is particularly weakened, so that the SO x trapping ability at a low temperature is lowered. As a result, problems arise in that SO x will slip through the SO x trap catalyst when the temperature is low.
An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can continue to remove SO x contained in exhaust gas regardless of temperature by using a new SO x trapping method that has never existed. .
即ち、本発明によれば、機関排気通路内に一対のSOxトラップ触媒を直列に配置し、上流側のSOxトラップ触媒は、排気ガス中に含まれるSOxを一時的に捕獲すると共に捕獲したSOxを放出しうる状態になったときに一時的に捕獲したSOxを放出する触媒からなり、下流側のSOxトラップ触媒は、上流側SOxトラップ触媒から放出されたSOxの大部分を捕獲して蓄積し続ける触媒からなる。 That is, according to the present invention, a pair of SO x trap catalysts are arranged in series in the engine exhaust passage, and the upstream SO x trap catalyst captures and captures SO x contained in the exhaust gas temporarily. was made the sO x from the catalyst to release temporarily captured sO x when the state capable of releasing, the sO x trap catalyst on the downstream side, a large of released sO x from the upstream side the sO x trap catalyst It consists of a catalyst that captures and accumulates parts.
排気ガス中に含まれるSOxを上流側SOxトラップ触媒に一時的に捕獲し、次いで捕獲されたSOxを放出させて放出されたSOxを下流側SOxトラップ触媒に再度捕獲させることにより、温度にかかわらずに排気ガス中に含まれるSOxを除去し続けることができる。 By temporarily capturing SO x contained in the exhaust gas in the upstream SO x trap catalyst, then releasing the captured SO x and allowing the downstream SO x trap catalyst to capture again the released SO x The SO x contained in the exhaust gas can be continuously removed regardless of the temperature.
図1に圧縮着火式内燃機関の全体図を示す。
図1を参照すると、1は機関本体、2は各気筒の燃焼室、3は各燃焼室2内に夫々燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、4は吸気マニホルド、5は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド4は吸気ダクト6を介して排気ターボチャージャ7のコンプレッサ7aの出口に連結され、コンプレッサ7aの入口は吸入空気量を検出するためのエアフローメータ8を介してエアクリーナ9に連結される。吸気ダクト6内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁10が配置され、更に吸気ダクト6周りには吸気ダクト6内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置11が配置される。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置11内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
FIG. 1 shows an overall view of a compression ignition type internal combustion engine.
Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a combustion chamber of each cylinder, 3 is an electronically controlled fuel injection valve for injecting fuel into each
一方、排気マニホルド5は排気ターボチャージャ7の排気タービン7bの入口に連結され、排気タービン7bの出口に連結された排気通路12内には上流側に位置する上流側SOxトラップ触媒13と下流側に位置する下流側SOxトラップ触媒14からなる一対のSOxトラップ触媒が直列に配置される。下流側SOxトラップ触媒14の出口は排気管15を介してNOx吸蔵触媒を担持したパティキュレートフィルタ16に連結され、排気管15内には排気ガス中に例えば炭化水素からなる還元剤を供給するための還元剤供給弁17が取付けられる。
On the other hand, the exhaust manifold 5 is connected to an inlet of an
排気マニホルド5と吸気マニホルド4とは排気ガス再循環(以下、EGRと称す)通路18を介して互いに連結され、EGR通路18内には電子制御式EGR制御弁19が配置される。また、EGR通路18周りにはEGR通路18内を流れるEGRガスを冷却するための冷却装置20が配置される。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置20内に導かれ、機関冷却水によってEGRガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁3は燃料供給管21を介してコモンレール22に連結される。このコモンレール22内へは電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ23から燃料が供給され、コモンレール22内に供給された燃料は各燃料供給管21を介して燃料噴射弁3に供給される。
The exhaust manifold 5 and the
電子制御ユニット30はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス31によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具備する。上流側SOxトラップ触媒13には上流側SOxトラップ触媒13の温度を検出するための温度センサ24が取付けられ、下流側SOxトラップ触媒14にも下流側SOxトラップ触媒14の温度を検出するための温度センサ25が取付けられる。これらの温度センサ24,25およびエアフローメータ8の出力信号は夫々対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。また、NOx吸蔵触媒を担持したパティキュレートフィルタ16にはパティキュレートフィルタ16の前後差圧を検出するための差圧センサ26が取付けられており、この差圧センサ26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。
The
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変換器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15°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。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3、スロットル弁10駆動用ステップモータ、還元剤供給弁17、EGR制御弁19および燃料ポンプ23に接続される。
A
図2に圧縮着火式内燃機関の別の実施例を示す。この実施例ではパティキュレートフィルタ16′がNOx吸蔵触媒を担持しておらず、パティキュレートフィルタ16′の下流にNOx吸蔵触媒27が配置される。また、図3に圧縮着火式内燃機関の更に別の実施例を示す。この実施例では還元剤供給弁17が排気マニホルド5内に配置されている。
FIG. 2 shows another embodiment of the compression ignition type internal combustion engine. In this embodiment, the
図4(A)および(B)は図1および図3に示されるNOx吸蔵触媒を担持したパティキュレートフィルタ16の構造を示している。なお、図2に示されるNOx吸蔵触媒を担持していないパティキュレートフィルタ16′も図1および図3に示されるパティキュレートフィルタ16と同様な構造を有する。また、図4(A)はパティキュレートフィルタ16,16′の正面図を示しており、図4(B)はパティキュレートフィルタ16,16′の側面断面図を示している。
4A and 4B show the structure of the
図4(A)および(B)に示されるようにパティキュレートフィルタ16,16′はハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路60,61を具備する。これら排気流通路は下流端が栓62により閉塞された排気ガス流入通路60と、上流端が栓63により閉塞された排気ガス流出通路61とにより構成される。なお、図4(A)においてハッチングを付した部分は栓63を示している。従って排気ガス流入通路60および排気ガス流出通路61は薄肉の隔壁64を介して交互に配置される。云い換えると排気ガス流入通路60および排気ガス流出通路61は各排気ガス流入通路60が4つの排気ガス流出通路61によって包囲され、各排気ガス流出通路61が4つの排気ガス流入通路60によって包囲されるように配置される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
パティキュレートフィルタ16,16′は例えばコージライトのような多孔質材料から形成されており、従って排気ガス流入通路60内に流入した排気ガスは図4(B)において矢印で示されるように周囲の隔壁64内を通って隣接する排気ガス流出通路61内に流出する。
The
次にNOx吸蔵触媒について説明する。図1および図3に示されるようにNOx吸蔵触媒がパティキュレートフィルタ16上に担持されている場合にはパティキュレートフィルタ16の基体上に例えばアルミナからなる触媒担体が担持されており、図2に示されるようにNOx吸蔵触媒27がパティキュレートフィルタ16の下流に独立した配置されている場合にはNOx吸蔵触媒27の基体上に例えばアルミナからなる触媒担体が担持されている。図5はこの触媒担体45の表面部分の断面を図解的に示している。図5に示されるように触媒担体45の表面上には貴金属触媒46が分散して担持されており、更に触媒担体45の表面上にはNOx吸収剤47の層が形成されている。
Next, the NO x storage catalyst will be described. As shown in FIGS. 1 and 3, when the NO x storage catalyst is supported on the
本発明による実施例では貴金属触媒46として白金Ptが用いられており、NOx吸収剤47を構成する成分としては例えばカリウム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、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が用いられている。
In the embodiment according to the present invention, platinum Pt is used as the
機関吸気通路、燃焼室2、およびパティキュレートフィルタ16又はNOx吸蔵触媒27上流の排気通路内に供給された空気および燃料(炭化水素)の比を排気ガスの空燃比と称すると、NOx吸収剤47は排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOxを吸収し、排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したNOxを放出するNOxの吸放出作用を行う。
When the ratio of air and fuel (hydrocarbon) supplied into the engine intake passage, the
即ち、NOx吸収剤47を構成する成分としてバリウムBaを用いた場合を例にとって説明すると、排気ガスの空燃比がリーンのとき、即ち排気ガス中の酸素濃度が高いときには排気ガス中に含まれるNOは図5に示されるように白金Pt46上において酸化されてNO2となり、次いでNOx吸収剤47内に吸収されて炭酸化バリウムBaCO3と結合しながら硝酸イオンNO3 -の形でNOx吸収剤47内に拡散する。このようにしてNOxがNOx吸収剤47内に吸収される。排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Pt46の表面でNO2が生成され、NOx吸収剤47のNOx吸収能力が飽和しない限りNO2がNOx吸収剤47内に吸収されて硝酸イオンNO3 -が生成される。
That is, the case where barium Ba is used as a component constituting the NO x absorbent 47 will be described as an example. When the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, that is, when the oxygen concentration in the exhaust gas is high, it is contained in the exhaust gas. As shown in FIG. 5, NO is oxidized on
これに対し、還元剤供給弁17から還元剤を供給することによって排気ガスの空燃比をリッチ或いは理論空燃比にすると排気ガス中の酸素濃度が低下するために反応が逆方向(NO3 -→NO2)に進み、斯くしてNOx吸収剤47内の硝酸イオンNO3 -がNO2の形でNOx吸収剤47から放出される。次いで放出されたNOxは排気ガス中に含まれる未燃HC,COによって還元される。
In contrast, the reaction is reverse to the oxygen concentration in the exhaust gas to the rich or the stoichiometric air-fuel ratio of the exhaust gas by supplying a reducing agent from the reducing
このように排気ガスの空燃比がリーンであるとき、即ちリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときには排気ガス中のNOxがNOx吸収剤47内に吸収される。しかしながらリーン空燃比のもとでの燃焼が継続して行われるとその間にNOx吸収剤47のNOx吸収能力が飽和してしまい、斯くしてNOx吸収剤47によりNOxを吸収できなくなってしまう。そこで本発明による実施例ではNOx吸収剤47の吸収能力が飽和する前に還元剤供給弁17から還元剤を供給することによって排気ガスの空燃比を一時的にリッチにし、それによってNOx吸収剤47からNOxを放出させるようにしている。
In this way, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, that is, when combustion is performed under the lean air-fuel ratio, NO x in the exhaust gas is absorbed into the NO x absorbent 47. However becomes saturated the absorption of NO x capacity of the NO x absorbent 47 during the combustion of the fuel under a lean air-fuel ratio is continued, no longer able to absorb NO x by the NO x absorbent 47 and thus End up. Therefore, in the embodiment according to the present invention, the air-fuel ratio of the exhaust gas is temporarily made rich by supplying the reducing agent from the reducing
ところで排気ガス中にはSOx、即ちSO2が含まれており、このSO2がパティキュレートフィルタ16に担持されたNOx吸蔵触媒或いはNOx吸蔵触媒27に流入するとこのSO2は白金Pt46において酸化されてSO3となる。次いでこのSO3はNOx吸収剤47内に吸収されて炭酸化バリウムBaCO3と結合しながら、硫酸イオンSO4 2-の形でNOx吸収剤47内に拡散し、安定した硫酸塩BaSO4を生成する。しかしながらNOx吸収剤47が強い塩基性を有するためにこの硫酸塩BaSO4は安定していて分解しづらく、排気ガスの空燃比を単にリッチにしただけでは硫酸塩BaSO4は分解されずにそのまま残る。従ってNOx吸収剤47内には時間が経過するにつれて硫酸塩BaSO4が増大することになり、斯くして時間が経過するにつれてNOx吸収剤47が吸収しうるNOx量が低下することになる。
Meanwhile SO x in the exhaust gas, i.e., SO 2 are included, this SO 2 flows into the NO x storage catalyst or the NO x
ところでこの場合、パティキュレートフィルタ16或いはNOx吸蔵触媒27の温度を600℃以上のSOx放出温度まで上昇させた状態でパティキュレートフィルタ16或いはNOx吸蔵触媒27に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするとNOx吸収剤47からSOxが放出される。ただし、この場合NOx吸収剤47からは少しずつしかSOxが放出されない。従ってNOx吸収剤47から全ての吸収SOxを放出させるには長時間に亘って空燃比をリッチにしなければならず、斯くして多量の燃料或いは還元剤が必要になるという問題がある。また、NOx吸収剤47から放出されたSOxは大気中に排出されることになり、このことも好ましいことではない。
Incidentally in this case, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the
そこで本発明ではパティキュレートフィルタ16或いはNOx吸蔵触媒27の上流に一対のSOxトラップ触媒13,14を配置してこれら一対のSOxトラップ触媒13,14により排気ガス中に含まれる大部分のSOxを捕獲し、それによってパティキュレートフィルタ16に担持されたNOx吸蔵触媒或いはNOx吸蔵触媒27にほとんどSOxが流入しないようにしている。これらSOxトラップ触媒13,14は例えばハニカム構造のモノリス触媒からなり、SOxトラップ触媒13,14の軸線方向にまっすぐに延びる多数の排気ガス流通孔を有する。
Therefore, in the present invention, a pair of SO x trap catalysts 13, 14 are disposed upstream of the
図6(A)は下流側SOxトラップ触媒14の基体50の表面部分の断面を図解的に示しており、図6(B)は上流側SOxトラップ触媒13の基体53の表面部分を図解的に示している。図6(A)に示されるように下流側SOxトラップ触媒14の基体50の表面上にはコート層51が形成されており、このコート層51の表面上には金属触媒52が分散して担持されている。一方、図6(B)に示されるように上流側SOxトラップ触媒13の基体53の表面上にもコート層54が形成されており、このコート層54の表面上には貴金属触媒55が分散して担持されている。
FIG. 6A schematically shows a cross section of the surface portion of the
排気ガス中に含まれるSOxの大部分はSO2であり、残りはSO3である。図6(A),(B)に示されるように排気ガス中に含まれるSO2は金属触媒52,55においてSO3に酸化され、次いでコート層51,54内に捕獲される。コート層51,54内に捕獲されたSO3は硫酸イオンSO4 2-の形でコート層51,54内に拡散し、硫酸塩を形成する。また、排気ガス中に含まれる一部のSOx、即ちSO2およびSO3は図6(A),(B)に示されるように直接コート層51,54内に捕獲される。
Most of the SO x contained in the exhaust gas is SO 2 , and the rest is SO 3 . As shown in FIGS. 6A and 6B, SO 2 contained in the exhaust gas is oxidized to SO 3 in the
ところで上述したようにSOxトラップ触媒13,14はコート層51,54と、コート層51,54上に担持された金属触媒52,55からなる。この場合、このようなSOxトラップ触媒を一つだけ配置しただけでは排気ガス中に含まれるSOxを常時捕獲することができず、排気ガス中に含まれるSOxを常時捕獲するためには性質の異なる一対のSOxトラップ触媒13,14を配置する必要がある。次にこのことについて図7を参照しつつ説明する。
By the way, as described above, the SO x trap catalysts 13 and 14 include the coating layers 51 and 54 and the
図7(A)は、排気ガス中に含まれるSOxのうちの何%をSOxトラップ触媒に捕獲しうるかを示すSOxトラップ率および捕獲したSOxのうち何%をSOxトラップ触媒内に保持しうるかを示すSOx保持率と、SOxトラップ触媒のコート層の塩基性の強さとの関係を示している。
FIG. 7 (A) percentage of the SO x trap in the catalyst of the SO x trap rate and the captured SO x the percentage indicating able to trap the the SO x trap catalyst of SO x contained in the
排気ガス中に含まれるSO2はSO3に酸化されてコート層内に捕獲されるのでSO2に対する金属触媒の酸化能力が高いほどSOxトラップ率は高くなる。SOxトラップ触媒の温度、即ち金属触媒の温度が比較的高い場合には金属触媒の活性度合が高く、このときにはコート層の塩基性の強さにかかわらずに金属触媒は高い酸化能力を有する。従ってSOxトラップ触媒の温度が比較的高い場合には図7(A)において破線aで示されるようにSOxトラップ率はコート層の塩基性の強さにかかわらずに高くなる。 Since SO 2 contained in the exhaust gas is oxidized to SO 3 and trapped in the coat layer, the higher the oxidizing ability of the metal catalyst for SO 2, the higher the SO x trap rate. Temperature of the SO x trap catalyst, that is, when the temperature of the metal catalyst is relatively high high activity degree of the metal catalyst, the metal catalyst regardless of the basic strength of the coating layer at this time has a high oxidative capacity. Therefore, when the temperature of the SO x trap catalyst is relatively high, the SO x trap rate becomes high regardless of the basic strength of the coat layer as shown by the broken line a in FIG.
これに対し、SOxトラップ触媒の温度が低くなり、金属触媒の活性度合が低くなるとコート層の塩基性が金属触媒の酸化能力に強い影響を与えるようになる。即ち、コート層の塩基性が強くなると金属触媒の酸化能力が弱められ、従って図7(A)において破線bで示されるようにSOxトラップ触媒の温度が低いときにはコート層の塩基性が強くなるほどSOxトラップ率が低下する。 In contrast, lower temperature of the SO x trap catalyst, basic When the degree of activation of the metal catalyst decreases coat layer comes to have a strong influence on the oxidative capacity of the metal catalyst. That is, as the basicity of the coating layer becomes stronger, the oxidation ability of the metal catalyst is weakened. Therefore, as shown by the broken line b in FIG. 7A, the basicity of the coating layer becomes stronger when the temperature of the SO x trap catalyst is lower. The SO x trap rate decreases.
一方、SOx保持率もコート層の塩基性の強さの影響を受ける。即ち、SOxトラップ触媒の温度が低い場合には図7(A)において実線Cで示されるようにコート層の塩基性の強さにかかわらずにSOx保持率は高くなる。しかしながらSOxトラップ触媒の温度が高い場合にはコート層の塩基性を強くしないと高いSOx保持率を得ることができない。即ち、SOxトラップ触媒の温度が高い場合には図7(A)において実線dで示されるようにコート層の塩基性の強さが弱くなるほどSOx保持率が低下する。 On the other hand, the SO x retention rate is also affected by the basic strength of the coat layer. That is, when the temperature of the SO x trap catalyst is low, the SO x retention rate is high regardless of the basic strength of the coat layer as shown by the solid line C in FIG. However, when the temperature of the SO x trap catalyst is high, a high SO x retention rate cannot be obtained unless the basicity of the coating layer is increased. That is, when the temperature of the SO x trap catalyst is high, the SO x retention rate decreases as the basic strength of the coat layer decreases as shown by the solid line d in FIG.
SOxトラップ触媒は温度にかかわらずに捕獲したSOxを保持し続けることが要求される。従って温度にかかわらずに高いSOx保持率を有することが要求され、斯くして図7(A)からわかるようにコート層の塩基性の強さを高くすることが必要となる。従ってSOxトラップ触媒としては図7(A)において領域IIで示される性質の触媒を用いる必要がある。本発明では下流側SOxトラップ触媒14として領域IIに示される性質の触媒、即ちコート層が強い塩基性を有する触媒が用いられる。 The SO x trap catalyst is required to continue to hold the SO x that captured regardless of the temperature. Therefore, it is required to have a high SO x retention rate regardless of the temperature. Therefore, as shown in FIG. 7A, it is necessary to increase the basic strength of the coat layer. Therefore, it is necessary to use a catalyst having the property shown by region II in FIG. 7A as the SO x trap catalyst. In the present invention, a catalyst having the properties shown in the region II, that is, a catalyst having a strong basicity in the coating layer is used as the downstream SO x trap catalyst 14.
ところが図7(A)からわかるように領域IIに示される性質の触媒は温度が低下するとSOxトラップ率が低下し、斯くしてSOxトラップ触媒をSOxがすり抜けてしまうという問題を発生する。そこで本発明ではこのような問題が生じないようにするために図7(A)において領域Iで示される性質を有する上流側SOxトラップ触媒13を下流側SOxトラップ触媒14の上流に配置するようにしている。 However, as can be seen from FIG. 7 (A), the catalyst having the property shown in the region II has a problem that the SO x trap rate is lowered when the temperature is lowered, so that SO x passes through the SO x trap catalyst. . Therefore, in the present invention, in order to prevent such a problem from occurring, the upstream SO x trap catalyst 13 having the property indicated by the region I in FIG. 7A is disposed upstream of the downstream SO x trap catalyst 14. I am doing so.
図7(A)からわかるように領域Iに示される性質を有する触媒は温度が低いときにはSOxトラップ率およびSOx保持率が共に高いのでこのとき排気ガス中に含まれるSOxの大部分は上流側SOxトラップ触媒13に捕獲されて保持される。従ってこのとき下流側SOxトラップ触媒14にはほとんどSOxが流入しないので下流側SOxトラップ触媒14の温度が低くても下流側SOxトラップ触媒14からSOxがすり抜けるという問題はほとんど生じない。 As can be seen from FIG. 7A, the catalyst having the property shown in region I has a high SO x trap rate and a high SO x retention rate when the temperature is low, and at this time, most of the SO x contained in the exhaust gas is It is captured and held in the upstream SO x trap catalyst 13. Accordingly, since almost no SO x flows into the downstream SO x trap catalyst 14 at this time, even if the temperature of the downstream SO x trap catalyst 14 is low, the problem that SO x slips through the downstream SO x trap catalyst 14 hardly occurs. .
一方、上流側SOxトラップ触媒13の温度が上昇すると図7(A)からわかるようにSOx保持率が低下する。即ち、上流側SOxトラップ触媒13に捕獲されていたSOxが放出される。一方、このときには下流側SOxトラップ触媒14の温度も上昇しており、従って図7(A)からわかるように下流側SOxトラップ触媒14はSOxトラップ率およびSOx保持率が共に高くなっている。斯くしてこのとき上流側SOxトラップ触媒13から放出されたSOxの大部分は下流側SOxトラップ触媒14に捕獲されて保持される。 On the other hand, when the temperature of the upstream side SO x trap catalyst 13 rises, the SO x retention rate decreases as can be seen from FIG. That, SO x that was trapped on the upstream side the SO x trap catalyst 13 is released. On the other hand, at this time, the temperature of the downstream side SO x trap catalyst 14 also rises, and therefore, as can be seen from FIG. 7A, the downstream side SO x trap catalyst 14 has a higher SO x trap rate and SO x retention rate. ing. Thus, at this time, most of the SO x released from the upstream SO x trap catalyst 13 is captured and held by the downstream SO x trap catalyst 14.
図7(A)からわかるように下流側SOxトラップ触媒14のSOx保持率は下流側SOxトラップ触媒14の温度にかかわらずに高い保持率に維持される。従ってSOxが一旦下流側SOxトラップ触媒14に捕獲されるとこの捕獲されたSOxの大部分は下流側SOxトラップ触媒14に蓄積され続けることになる。 Stored SO x ratio downstream the SO x trap catalyst 14, as seen from FIG. 7 (A) is maintained at a high retention rate in spite of the temperature of the downstream side the SO x trap catalyst 14. Therefore, when SO x is once trapped downstream the SO x trap catalyst 14 Most of the trapped SO x will continue to be accumulated downstream the SO x trap catalyst 14.
図7(B)はSOxトラップ率とSOx保持率の積、即ちSOxを捕獲しかつ保持するSOx捕獲保持率と各SOxトラップ触媒13,14の温度との関係を示している。図7(B)を参照すると下流側SOxトラップ触媒14は破線で示されるようにSOx捕獲保持率が最大となる中間温度領域TMと、触媒温度が低下するにつれてSOx捕獲保持率が低下する低温度領域TLと、触媒温度が上昇するにつれてSOx捕獲保持率が低下する高温度領域THからなる三つの温度領域を有している。 Figure 7 (B) shows the relationship between the temperature of the SO x trap rate and the stored SO x ratio of the product, namely SO x trapping retention and each the SO x trap catalyst 13, 14 captured and retained the SO x . Downstream the SO x trap catalyst 14 Referring to FIG. 7 (B) is an intermediate temperature region TM of SO x trapping retention is maximized as shown by a broken line, decreased SO x trapping retention as the catalyst temperature drops and a low temperature region TL for, SO x trapping retention as the catalyst temperature increases has three temperature areas formed of a high-temperature region TH to decrease.
即ち、中間温度領域TMではSOxトラップ率およびSOx保持率が共にほぼ100パーセントであるためにSOx捕獲保持率はほぼ100%となり、低温度領域TLではSOxトラップ率が低下するためにSOx捕獲保持率が低下し、高温領域ではSOxが放出するためにSOx捕獲保持率が低下する。 That, SO x trapping retention for the intermediate in the temperature region TM SO x trap rate and stored SO x ratio is almost 100% Both becomes almost 100% for the low temperature region TL SO x trap rate falls The SO x trap retention decreases, and the SO x capture retention decreases because SO x is released in the high temperature region.
一方、上流側SOxトラップ触媒13は図7(B)において実線で示されるように触媒14の低温度領域TLでSOx捕獲保持率が最大となり、触媒14の中間温度領域TMでは触媒温度が上昇するにつれてSOx捕獲保持率が低下する。もう少し正確に言うと上流側SOxトラップ触媒13は触媒14の中間温度領域において触媒温度がSOx放出下限温度TXを越えるとSOxの放出が開始されるためにSOx保持率が低下し、斯くしてSOx捕獲保持率が低下する。このとき放出されたSOxは下流側SOxトラップ触媒14に捕獲される。
On the other hand, the upstream side SO x trap catalyst 13 has the maximum SO x trap retention in the low temperature region TL of the
図8に上流側SOxトラップ触媒13の温度TC1の変化と、下流側SOxトラップ触媒14の温度TC2の変化と、各時刻t1,t2,t3,t4における上流側SOxトラップ触媒13のSOx捕獲量Qおよび下流側SOxトラップ触媒14のSOx捕獲量Rの変化を示している。図8において時刻t1およびt2におけるように上流側SOxトラップ触媒13の温度TC1がSOx放出下限温度TXよりも低く維持されているときには排気ガス中のSOxは上流側SOxトラップ触媒13に捕獲される。従ってこのときには上流側SOxトラップ触媒13のSOx捕獲量Qが増大する。
And changes in temperature TC1 of the upstream the SO x trap catalyst 13 in FIG. 8, a change in temperature TC2 downstream the SO x trap catalyst 14, the time t 1, t 2, t 3 , upstream the SO x trap at t 4 It shows the change of the SO x trapped amount R of the SO x trapped amount Q and downstream the SO x trap catalyst 14 of the
次いで時刻t3におけるように上流側SOxトラップ触媒13の温度TC1がSOx放出下限温度TXよりも高くなると上流側SOxトラップ触媒13からQ′で示されるSOxが放出され、このSOxが下流側SOxトラップ触媒14に捕獲される。即ち、下流側SOxトラップ触媒14のSOx捕獲量RはQ′で示されるSOx量だけ増大する。次いで時刻t4において上流側SOxトラップ触媒13の温度TC1が再びSOx放出下限温度TX以下になると排気ガス中のSOxは上流側SOxトラップ触媒13に捕獲される。 Then SO x temperature TC1 of the upstream the SO x trap catalyst 13 is indicated by Q 'from the upstream side the SO x trap catalyst 13 becomes higher than the release of SO x lower limit temperature TX as at time t 3 is released, the SO x Is captured by the downstream SO x trap catalyst 14. That, SO x trapped amount R of the downstream the SO x trap catalyst 14 is increased by the amount of SO x shown in Q '. Then SO x in the exhaust gas temperature TC1 upstream the SO x trap catalyst 13 becomes less again release SO x lower limit temperature TX at time t 4 is captured on the upstream side the SO x trap catalyst 13.
車両運転中には各SOxトラップ触媒13,14の温度TC1,TC2は上下動し、時刻t3に示されるように上流側SOxトラップ触媒13の温度TC1がSOx放出下限温度TXを越える毎に上流側SOxトラップ触媒13から放出されたSOxが下流側SOxトラップ触媒14に捕獲される。即ち、上流側SOxトラップ触媒13の温度TC1がSOx放出下限温度TXを越える毎に上流側SOxトラップ触媒13に捕獲されていたSOxが下流側SOxトラップ触媒14内に移動せしめられ、上流側SOxトラップ触媒13のSOx捕獲能力が回復される。 Temperature TC1, TC2 of in vehicle operation each the SO x trap catalyst 13 and 14 move up and down, the temperature TC1 of the upstream the SO x trap catalyst 13, as shown at time t 3 exceeds release SO x minimum temperature TX SO x released from the upstream side the SO x trap catalyst 13 is trapped downstream the SO x trap catalyst 14 per. That, SO x temperature TC1 of the upstream the SO x trap catalyst 13 has been trapped on the upstream side the SO x trap catalyst 13 per exceeds release SO x lower limit temperature TX is moved in the downstream the SO x trap catalyst 14 The SO x trapping capacity of the upstream side SO x trap catalyst 13 is restored.
このように本発明ではコート層の塩基性の強さの差異および温度の差異から生ずるSOx保持率およびSOxトラップ率の変化を巧みに利用して一対のSOxトラップ触媒13,14により排気ガス中のSOxを良好に除去するようにしている。 As described above, in the present invention, the exhaust gas is exhausted by the pair of SO x trap catalysts 13 and 14 by skillfully utilizing the change in the SO x retention rate and the SO x trap rate resulting from the difference in the basic strength of the coat layer and the difference in temperature. The SO x in the gas is removed satisfactorily.
即ち、本発明では、排気ガス中に含まれるSOxを一時的に捕獲すると共に捕獲したSOxを放出しうる状態になったときに一時的に捕獲したSOxを放出する触媒から上流側SOxトラップ触媒13を構成し、上流側SOxトラップ触媒13から放出されたSOxの大部分を捕獲して蓄積し続ける触媒から下流側SOxトラップ触媒14を構成することによって排気ガス中のSOxを良好に除去するようにしている。
That is, in the present invention, the upstream side SO from the catalyst to release the temporarily captured SO x when the state capable of releasing the captured SO x with temporarily capture SO x contained in the exhaust gas By configuring the x
なお、この場合上流側SOxトラップ触媒13が、捕獲したSOxを放出しうる状態となるのは図8に示されるように上流側SOxトラップ触媒13の温度TC1がSOxを放出しうるSOx放出温度になったときである。 In this case upstream the SO x trap catalyst 13, the temperature TC1 of the upstream the SO x trap catalyst 13 is capable of releasing SO x as is shown in FIG. 8 for a state capable of releasing the captured SO x This is when the SO x release temperature is reached.
さて、前述したように上流側SOxトラップ触媒13は図7において領域Iで示される性質を有し、下流側SOxトラップ触媒14は図7において領域IIで示される性質を有する。即ち、上流側SOxトラップ触媒13のコート層54は下流側SOxトラップ触媒14のコート層51よりも塩基性が弱く形成されている。
As described above, the upstream SO x trap catalyst 13 has the property indicated by the region I in FIG. 7, and the downstream SO x trap catalyst 14 has the property indicated by the region II in FIG. That is, the
具体的に言うと、上流側SOxトラップ触媒13のコート層54は、弱塩基性のアルミナAl2O3、塩基性のジルコニアZrO2、酸性のチタニアTiO2、酸性のシリカSiO2、酸性の酸化タングステンWO3から選ばれた少くとも一つにより構成されている。上流側SOxトラップ触媒13におけるSOx放出下限温度TXとしては300℃から400℃にすることが好ましく、SOx放出下限温度TXが低くなりすぎる場合には希土類金属或いはアルカリ土類金属を添加することもあり得る。
Specifically, the
上流側SOxトラップ触媒13は低温でもSO2を酸化して捕獲しうるように金属触媒55は貴金属触媒から構成されており、本発明による実施例ではこの貴金属触媒55は白金Ptからなる。
The upstream side SO x trap catalyst 13 is composed of a noble metal catalyst so that the SO 2 can be oxidized and captured even at a low temperature. In the embodiment according to the present invention, the
これに対し、下流側SOxトラップ触媒14のコート層51を構成する成分としては例えばカリウム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、マグネシウムMgのようなアルカリ土類金属から選ばれた少なくとも一つが用いられている。即ち、下流側SOxトラップ触媒14のコート層51は強塩基性を呈している。
On the other hand, components constituting the
ところで、コート層51が強塩基性を呈していると排気ガス中に含まれるSOx、即ちSO2やSO3は直接コート層51内に捕獲されやすくなる。従って場合によっては下流側SOxトラップ触媒14には金属触媒52を担持させる必要はない。しかしながら本発明による実施例ではSO2を酸化して捕獲速度を早めるために白金Ptほど酸化能力のない鉄Fe又は銀Agからなる金属触媒52が使用され、或いは金属触媒52として上流側SOxトラップ触媒13よりも少量の白金Ptが使用される。
By the way, when the
このように本発明では、上流側SOxトラップ触媒13の金属触媒55は下流側SOxトラップ触媒14の金属触媒52に比べて酸化能力の高い金属触媒が使用されている。従って上流側SOxトラップ触媒13は下流側SOxトラップ触媒14に比べて塩基性が弱く、酸化能力が高いことになる。
Thus, in the present invention, the
図6(A)においてコート層51内における濃淡は捕獲されたSOxの濃度を示している。図6(A)からわかるようにコート層51内におけるSOx濃度はコート層51の表面近傍が最も高く、奥部に行くに従って次第に低くなっていく。コート層51の表面近傍におけるSOx濃度が高くなるとコート層51の表面の塩基性が弱まり、SOxの捕獲能力が弱まる。
In FIG. 6A, the shading in the
ところが下流側SOxトラップ触媒14の温度が機関運転中に上昇せしめられるとコート層51内の表面近傍に集中的に存在するSOxはコート層51内におけるSOx濃度が均一となるようにコート層51の奥部に向けて拡散していく。即ち、コート層51内に生成されている硝酸塩はコート層51の表面近傍に集中している不安定な状態からコート層51内の全体に亘って均一に分散した安定した状態に変化する。コート層51内の表面近傍に存在するSOxがコート層51の奥部に向けて拡散するとコート層51の表面近傍のSOx濃度が低下し、斯くしてSOxの捕獲能力が機関運転中に回復することになる。
However, when the temperature of the downstream SO x trap catalyst 14 is raised during engine operation, the SO x concentrated in the vicinity of the surface in the
次に、上流側SOxトラップ触媒13に捕獲されたSOx量が予め定められた許容量を越えたときに上流側SOxトラップ触媒13の温度を目標SOx放出温度まで上昇せしめ、それによって捕獲されたSOxを強制的に放出させるようにした実施例について説明する。 Next, it raised the temperature of the upstream side the SO x trap catalyst 13 to the target release SO x temperature when the amount of SO x trapped upstream the SO x trap catalyst 13 exceeds the allowable amount predetermined, whereby embodiments so as to forcibly release the trapped sO x will be explained.
ところでこのように上流側SOxトラップ触媒13からSOxを強制的に放出させるようにした場合、上流側SOxトラップ触媒13からのSOx放出速度が下流側SOxトラップ触媒14のSOx捕獲速度よりも早くなるとSOxが下流側SOxトラップ触媒14をすり抜けてしまう。従ってこの実施例では下流側SOxトラップ触媒14のSOx捕獲速度を求め、上流側SOxトラップ触媒13からのSOx放出速度がSOx捕獲速度よりも低くなるように上流側SOxトラップ触媒13からSOxを放出させるようにしている。
Meanwhile Thus when from the upstream side the SO x trap catalyst 13 so as to forcibly release the SO x, SO x trapping upstream SO x SO x release rate from
上流側SOxトラップ触媒13から単位時間当り放出されるSOx量、即ちSOx放出速度Diは上流側SOxトラップ触媒13の触媒温度TC1およびSOx捕獲量ΣSOXの関数であり、これらの関係が図9(A)に示されている。図9(A)において各破線D1,D2,…Diは同じ放出速度となる線を示しており、D1,D2,…Di間にはD1<D2<…<Diなる関係がある。また、図9(A)においてTXはSOx放出下限温度を示している。 The amount of SO x from the upstream side the SO x trap catalyst 13 is released per unit time, i.e., release SO x rate Di is a function of catalyst temperature TC1 and SO x trapped amount ΣSOX upstream the SO x trap catalyst 13, these relationships Is shown in FIG. Figure 9 each broken line D 1 in (A), D 2, ... Di is the same release indicates the speed to become a line, D 1, D 2, ... Between Di D 1 <D 2 <... <Di the relationship There is. In FIG. 9A, TX represents the SO x release lower limit temperature.
図9(A)におけるSOx捕獲量ΣSOXは機関から単位時間当り排出されるSOx量SOXAを積算することによって算出される。このSOXAは機関回転数Nおよび要求トルクTQの関数として図9(C)に示すようなマップの形で予めROM32内に記憶されている。図9(A)に示されるようにSOx放出速度Diは同一SOx捕獲量ΣSOXのもとでは触媒温度TC1が高くなるほど高くなる。
The SO x trapping amount ΣSOX in FIG. 9A is calculated by integrating the SO x amount SOXA discharged from the engine per unit time. This SOXA is stored in advance in the
一方、下流側SOxトラップ触媒14が単位時間当り捕獲しうるSOx捕獲速度Qは図9(B)に示されるように下流側SOxトラップ触媒14の触媒温度TC2の関数であり、このSOx捕獲速度Qは触媒温度TC2が高くなると高くなる。 On the other hand, SO x trapping rate Q to the downstream side the SO x trap catalyst 14 is able to trap per unit time is a function of the catalyst temperature TC2 downstream the SO x trap catalyst 14, as shown in FIG. 9 (B), the SO The x trapping speed Q increases as the catalyst temperature TC2 increases.
図10は上流側SOxトラップ触媒13のSOx捕獲量ΣSOXと、下流側SOxトラップ触媒14のSOx捕獲量ΣSOX2と、下流側SOxトラップ触媒14の触媒温度TC2と、上流側SOxトラップ触媒13の触媒温度TC1との関係を示している。図10に示されるようにこの実施例ではSOx捕獲量ΣSOXが予め定められた許容量MAXになると燃料噴射時期を遅角させることにより排気ガス温を上昇させるか、或いは図3に示される実施例では還元剤供給弁17から炭化水素を供給させることにより触媒温度TC1が目標SOx放出温度TKまで上昇せしめられる。
Figure 10 is a SO x trapped amount ΣSOX upstream the SO x trap catalyst 13, the SO x trapped amount ΣSOX2 downstream the SO x trap catalyst 14, the catalyst temperature TC2 downstream the SO x trap catalyst 14, the upstream side SO x The relationship with the catalyst temperature TC1 of the
この場合、図9(A),(B)に示す関係を用いて上流側SOxトラップ触媒13からのSOx放出速度DiがSOx捕獲速度Qよりも低くなる上流側SOxトラップ触媒13の温度を求め、この温度が目標SOx放出温度TKとされる。図9(A),(B)からわかるように触媒温度TC2が高くなってSOx捕獲速度Qが高くなるとSOx放出速度Diを高めることができる。従って図10に示されるように触媒温度TC2が高くなると目標SOx放出温度TKが高くされる。 In this case, the upstream SO x trap catalyst 13 in which the SO x release rate Di from the upstream SO x trap catalyst 13 is lower than the SO x trap rate Q using the relationship shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B). determined temperature, the temperature is targeted release of SO x temperature TK. As can be seen from FIGS. 9A and 9B, the SO x release rate Di can be increased when the catalyst temperature TC2 increases and the SO x trap rate Q increases. Thus the target release SO x temperature TK is higher when the catalyst temperature TC2 becomes higher as shown in FIG. 10.
図11は上流側SOxトラップ触媒13に捕獲されたSOxを下流側SOxトラップ触媒14に移動させるためのSOx移動制御ルーチンを示している。このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行される。
図11を参照すると、まず初めにステップ70において図9(C)に示すマップから単位時間当りのSOx排出量SOXAが算出され、次いでステップ71ではSOXAがSOx捕獲量ΣSOXに加算される。次いでステップ72ではSOx捕獲量ΣSOXが許容量MAX以上になったか否かが判別され、ΣSOX>MAXとなったときにはステップ73に進む。
Figure 11 shows the SO x movement control routine for moving the SO x trapped upstream the SO x trap catalyst 13 on the downstream side the SO x trap catalyst 14. This routine is executed by interruption every predetermined time.
Referring to FIG. 11, first, at
ステップ73では図9(A),(B)に示す関係から目標SOx放出温度TKが算出され、次いでステップ74ではSOxを放出させるのに必要な昇温時間が算出される。次いでステップ75ではこの昇温時間に亘って触媒温度TC1を目標SOx放出温度TKに維持する昇温制御が行われ、次いでステップ76ではΣSOXがクリアされる。
In
一方、例えば排気行程中に燃焼室2内に燃料を噴射することにより、或いは図3に示される実施例では還元剤供給弁17から還元剤を供給することにより上流側SOxトラップ触媒13に流入する排気ガスの空燃比をリーンからリッチに一時的に切換えても上流側SOxトラップ触媒13からSOxを放出させることができる。ただし、このとき上流側SOxトラップ触媒13から流出する排気ガスがリッチになると下流側SOxトラップ触媒14からもSOxが放出されてしまい、従ってこのとき上流側SOxトラップ触媒13から流出する排気ガスの空燃比がリッチにならないようにする必要がある。
On the other hand the inflow, for example by injecting fuel into the
そこで図16に示される実施例では上流側SOxトラップ触媒13から流出する排気ガスの空燃比をリッチにさせることなく上流側SOxトラップ触媒13に流入する排気ガスの空燃比をリーンからリッチに切換えるようにして上流側SOxトラップ触媒13からSOxを放出させるようにしている。 Therefore rich air-fuel ratio of the exhaust gas in the embodiment shown in FIG. 16 to flow into the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the upstream side the SO x trap catalyst 13 upstream the SO x trap catalyst 13 without from lean to rich By switching, SO x is released from the upstream SO x trap catalyst 13.
なお、図12は上流側SOxトラップ触媒13のSOx捕獲量ΣSOXと、下流側SOxトラップ触媒14のSOx捕獲量ΣSOX2と、上流側SOxトラップ触媒13に流入する排気ガスの空燃比(A/F)INと、上流側SOxトラップ触媒13から流出する排気ガスの空燃比(A/F)OUTとの関係を示している。図12に示されるようにこの実施例ではSOx捕獲量ΣSOXが予め定められた許容量MAXになると上流側SOxトラップ触媒13から流出する排気ガスの空燃比(A/F)OUTをリッチにさせることなく上流側SOxトラップ触媒13に流入する排気ガスの空燃比(A/F)INがリーンからリッチに一時的に切換えられる。 Note that FIG. 12 is a SO x trapped amount ΣSOX upstream the SO x trap catalyst 13, the SO x trapped amount ΣSOX2 downstream the SO x trap catalyst 14, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream side the SO x trap catalyst 13 The relationship between (A / F) IN and the air-fuel ratio (A / F) OUT of the exhaust gas flowing out from the upstream side SO x trap catalyst 13 is shown. As shown in FIG. 12, in this embodiment, when the SO x trap amount ΣSOX becomes a predetermined allowable amount MAX, the air-fuel ratio (A / F) OUT of the exhaust gas flowing out from the upstream side SO x trap catalyst 13 is made rich. The air-fuel ratio (A / F) IN of the exhaust gas flowing into the upstream side SO x trap catalyst 13 is temporarily switched from lean to rich without being made.
上流側SOxトラップ触媒13に流入する排気ガスの空燃比(A/F)INがリッチになると、即ち排気ガス中の酸素濃度が低下すると上流側SOxトラップ触媒13からSOxが放出され、このとき排気ガス中の還元成分によってSOxが還元される。排気ガスの空燃比(A/F)INがリッチにされると供給された還元剤の一部は上述したようにSOxの還元のために使用され、また供給された還元剤は上流側SOxトラップ触媒13内を通過する際に通過時間にばらつきを生ずる。その結果、上流側SOxトラップ触媒13から流出する排気ガスの空燃比(A/F)OUTのピーク値は図12に示されるように低くなり、また空燃比(A/F)OUTは長い時間に亘ってゆっくりと変化するようになる。
When the air-fuel ratio (A / F) IN of the exhaust gas flowing into the upstream side SO x trap catalyst 13 becomes rich, that is, when the oxygen concentration in the exhaust gas decreases, SO x is released from the upstream side SO x trap catalyst 13, At this time, SO x is reduced by the reducing component in the exhaust gas. Fuel ratio of the exhaust gas (A / F) IN is part of the reducing agent supplied to be rich is used for reduction of the SO x as described above, also supplied reducing agent upstream SO produce variations in transit time when passing through the x
従って排気ガスの空燃比(A/F)INがリッチにされたときのリッチの度合を適切に設定すると下流側SOxトラップ触媒14から流出する排気ガスの空燃比(A/F)OUTをリーンに維持することができる。本発明による実施例では排気ガスの空燃比(A/F)OUTをリーンに維持しうる排気ガスの空燃比(A/F)INの目標リッチ空燃比およびリッチ時間tRが予め実験により求められており、これらの目標リッチ空燃比(A/F)およびリッチ時間tRは夫々図13(A)および(B)に示されるようにSOx捕獲量ΣSOXおよび触媒温度TC1の関数として予めROM32内に記憶されている。
Therefore, if the degree of richness when the air-fuel ratio (A / F) IN of the exhaust gas is made rich is appropriately set, the air-fuel ratio (A / F) OUT of the exhaust gas flowing out from the downstream side SO x trap catalyst 14 is made lean. Can be maintained. In the embodiment according to the present invention, the target rich air-fuel ratio and the rich time tR of the exhaust gas air-fuel ratio (A / F) IN capable of maintaining the exhaust gas air-fuel ratio (A / F) OUT lean are obtained in advance by experiments. The target rich air-fuel ratio (A / F) and the rich time tR are stored in advance in the
なお、この場合、目標リッチ空燃比(A/F)とリッチ時間tRのいずれか一方を一定値に固定化することができる。従って本発明による実施例では目標リッチ空燃比(A/F)又はリッチ時間tRの少くとも一方が上流側SOxトラップ触媒13の温度TC1および上流側SOxトラップ触媒13のSOx捕獲量ΣSOXに応じて定められていることになる。 In this case, either the target rich air-fuel ratio (A / F) or the rich time tR can be fixed to a constant value. Therefore the SO x trapped amount ΣSOX of the target rich air-fuel ratio (A / F) or temperature TC1 and upstream the SO x trap catalyst 13 in at least one of the rich time tR is upstream the SO x trap catalyst 13 in the embodiment according to the present invention It will be determined accordingly.
なお、上流側SOxトラップ触媒13に流入する排気ガスの空燃比(A/F)INをリッチにするに当っては図14に示されるように複数のパルス状に空燃比(A/F)INをリッチにすることができる。 In order to make the air-fuel ratio (A / F) IN of the exhaust gas flowing into the upstream side SO x trap catalyst 13 rich, the air-fuel ratio (A / F) is made into a plurality of pulses as shown in FIG. IN can be rich.
図15は上流側SOxトラップ触媒13に捕獲されたSOxを下流側SOxトラップ触媒14に移動させるためのSOx移動制御ルーチンを示している。このルーチンも一定時間毎の割込みによって実行される。
図15を参照すると、まず初めにステップ80において図9(C)に示すマップから単位時間当りのSOx排出量SOXAが算出され、次いでステップ81ではSOXAがSOx捕獲量ΣSOXに加算される。次いでステップ82ではSOx捕獲量ΣSOXが許容量MAX以上になったか否かが判別され、ΣSOX>MAXとなったときにはステップ83に進む。
Figure 15 shows the SO x movement control routine for moving the SO x trapped upstream the SO x trap catalyst 13 on the downstream side the SO x trap catalyst 14. This routine is also executed by interruption every predetermined time.
Referring to FIG. 15, first, at step 80, the SO x emission amount SOXA per unit time is calculated from the map shown in FIG. 9C, and then at
ステップ83では図13(A)に示すマップから目標リッチ空燃比(A/F)が算出され、ステップ84では図13(B)に示すマップからリッチ時間tRが算出される。次いでステップ85では目標リッチ空燃比(A/F)およびリッチ時間tRに基づいてリッチ制御が行われ、次いでステップ86ではΣSOXがクリアされる。
In
4 吸気マニホルド
5 排気マニホルド
7 排気ターボチャージャ
13 上流側SOxトラップ触媒
14 下流側SOxトラップ触媒
16,16′ パティキュレートフィルタ
27 NOx吸蔵触媒
4 Intake Manifold 5
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007206991A JP2009041441A (en) | 2007-08-08 | 2007-08-08 | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007206991A JP2009041441A (en) | 2007-08-08 | 2007-08-08 | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009041441A true JP2009041441A (en) | 2009-02-26 |
Family
ID=40442440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007206991A Pending JP2009041441A (en) | 2007-08-08 | 2007-08-08 | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009041441A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009270553A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Denso Corp | Exhaust purifying apparatus |
JP2011099368A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Denso Corp | SOx ABSORBER AND EXHAUST EMISSION CONTROL DEVICE USING THE SAME |
CN102549421A (en) * | 2009-09-07 | 2012-07-04 | 株式会社岛津制作所 | Autosampler |
-
2007
- 2007-08-08 JP JP2007206991A patent/JP2009041441A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009270553A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Denso Corp | Exhaust purifying apparatus |
JP4538821B2 (en) * | 2008-05-12 | 2010-09-08 | 株式会社デンソー | Exhaust purification device |
US8161734B2 (en) | 2008-05-12 | 2012-04-24 | Denso Corporation | Exhaust gas purification device |
CN102549421A (en) * | 2009-09-07 | 2012-07-04 | 株式会社岛津制作所 | Autosampler |
CN102549421B (en) * | 2009-09-07 | 2015-02-11 | 株式会社岛津制作所 | Autosampler |
JP2011099368A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Denso Corp | SOx ABSORBER AND EXHAUST EMISSION CONTROL DEVICE USING THE SAME |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4270201B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP3938136B2 (en) | Exhaust gas purification device for compression ignition type internal combustion engine | |
JP4155320B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2009114879A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2006291866A (en) | Exhaust emission control device of compression ignition type internal combustion engine | |
JP4285460B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2009156168A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP4888380B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
EP2003299B1 (en) | Exhaust purification apparatus for compression ignition type internal combustion engine | |
JP4107320B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4730379B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2007231918A (en) | Exhaust emission control device for compression ignition type internal combustion engine | |
JP4404061B2 (en) | Exhaust gas purification device for compression ignition type internal combustion engine | |
JP2010048134A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2009041441A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP4747885B2 (en) | Exhaust gas purification device for compression ignition type internal combustion engine | |
JP2009156165A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2009228525A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2008303791A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2008208722A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2009108700A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2008075585A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2010053712A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP4506545B2 (en) | Exhaust gas purification device for compression ignition type internal combustion engine | |
JP2008101565A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine |