JP2010255583A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.
特開2004−169643号公報には、排気ガス中にてプラズマを発生させることによって二酸化窒素およびオゾンを発生させ、その二酸化窒素およびオゾンによってAg触媒の存在下で粒子状物質を低減させる技術が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-169643 discloses a technique for generating nitrogen dioxide and ozone by generating plasma in exhaust gas and reducing particulate matter in the presence of an Ag catalyst by the nitrogen dioxide and ozone. Has been.
Ag触媒は、排気ガス中の硫黄酸化物と反応することにより、Ag2SO4やAgSなどの化合物を形成し、活性が低下する場合がある。特開2000−64827号公報には、Ag触媒が硫黄酸化物と化合し易い温度領域に入ったときには、膨張行程燃料噴射、EGR率の増加などを行うことによってCOを発生させ、このCOによってAgが硫黄酸化物と化合することを防止する技術が開示されている。 The Ag catalyst may react with sulfur oxides in the exhaust gas to form a compound such as Ag 2 SO 4 or AgS, and the activity may decrease. In Japanese Patent Laid-Open No. 2000-64827, when the Ag catalyst enters a temperature range where it is likely to combine with sulfur oxides, CO is generated by performing expansion stroke fuel injection, increasing the EGR rate, and the like. A technique for preventing the compounding with sulfur oxides is disclosed.
NOx吸蔵触媒を備えた排気浄化装置においては、NOx吸蔵触媒に硫黄成分が蓄積することにより、NOx吸蔵性能が低下する場合がある。このため、NOx吸蔵触媒に蓄積した硫黄成分を脱離させ、性能を回復させるための硫黄脱離制御が行われる場合がある。NOx吸蔵触媒の下流側にAg触媒が設けられている排気浄化装置の場合には、NOx吸蔵触媒に蓄積した硫黄成分を脱離させた際に、脱離した多量の硫黄成分がAg触媒に流入し、Agが硫黄化合物を形成することによって活性が低下するという問題がある。 In the exhaust gas purification apparatus provided with the NOx storage catalyst, the NOx storage performance may deteriorate due to accumulation of sulfur components in the NOx storage catalyst. For this reason, sulfur desorption control for desorbing the sulfur component accumulated in the NOx storage catalyst and restoring the performance may be performed. In the case of an exhaust gas purification device in which an Ag catalyst is provided downstream of the NOx storage catalyst, a large amount of the desorbed sulfur component flows into the Ag catalyst when the sulfur component accumulated in the NOx storage catalyst is desorbed. However, there is a problem that the activity is reduced by forming sulfur compounds with Ag.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸蔵触媒から脱離した硫黄成分によって第2の触媒の活性が低下することを確実に回避す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を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of reliably avoiding a decrease in the activity of the second catalyst due to the sulfur component desorbed from the storage catalyst. An object is to provide a purification device.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の排気浄化装置であって、
排気ガス中の硫黄成分を吸蔵する性質を有する吸蔵触媒と、
硫黄成分の付着により触媒活性が低下する性質を有する第2の触媒と、
前記吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる硫黄脱離制御を実行する硫黄脱離手段と、
を備え、
前記吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる際には、前記吸蔵触媒を通過した後の排気ガスが前記第2の触媒に流入しないことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an exhaust purification device for an internal combustion engine,
A storage catalyst having the property of storing sulfur components in exhaust gas;
A second catalyst having a property that the catalytic activity is reduced due to adhesion of a sulfur component;
Sulfur desorption means for performing sulfur desorption control for desorbing a sulfur component from the storage catalyst;
With
When desorbing the sulfur component from the storage catalyst, the exhaust gas after passing through the storage catalyst does not flow into the second catalyst.
また、第2の発明は、内燃機関の排気浄化装置であって、
排気ガス中の硫黄成分を吸蔵する性質を有する吸蔵触媒と、
硫黄成分の付着により触媒活性が低下する性質を有する第2の触媒と、
前記吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる硫黄脱離制御を実行する硫黄脱離手段と、
通常時は前記吸蔵触媒を通過した後の排気ガスを前記第2の触媒に流入させ、前記吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる際には前記吸蔵触媒を通過した後の排気ガスを前記第2の触媒に流入させないように、排気ガスの流路を切り換える流路切換手段と、
を備えることを特徴とする。
The second invention is an exhaust emission control device for an internal combustion engine,
A storage catalyst having the property of storing sulfur components in exhaust gas;
A second catalyst having a property that the catalytic activity is reduced due to adhesion of a sulfur component;
Sulfur desorption means for performing sulfur desorption control for desorbing a sulfur component from the storage catalyst;
Normally, the exhaust gas that has passed through the storage catalyst is caused to flow into the second catalyst, and when the sulfur component is desorbed from the storage catalyst, the exhaust gas that has passed through the storage catalyst is used as the second catalyst. Flow path switching means for switching the flow path of the exhaust gas so as not to flow into the catalyst,
It is characterized by providing.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる際に、前記第2の触媒を通過した後の排気ガスが前記吸蔵触媒に流入することを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
When the sulfur component is desorbed from the storage catalyst, exhaust gas after passing through the second catalyst flows into the storage catalyst.
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記第2の触媒に活性酸素を供給する活性酸素供給装置を備えることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
An active oxygen supply device for supplying active oxygen to the second catalyst is provided.
第1の発明によれば、吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる際に、吸蔵触媒を通過した後の排気ガスが第2の触媒に流入しないようにすることができる。このため、吸蔵触媒から脱離した硫黄成分が第2の触媒に付着することを確実に防止することができる。よって、硫黄被毒による第2の触媒の活性低下を確実に防止することができる。 According to the first aspect, when the sulfur component is desorbed from the storage catalyst, the exhaust gas after passing through the storage catalyst can be prevented from flowing into the second catalyst. For this reason, it is possible to reliably prevent the sulfur component desorbed from the storage catalyst from adhering to the second catalyst. Therefore, it is possible to reliably prevent a decrease in the activity of the second catalyst due to sulfur poisoning.
第2の発明によれば、通常時は吸蔵触媒を通過した後の排気ガスを第2の触媒に流入させ、吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる際には吸蔵触媒を通過した後の排気ガスを第2の触媒に流入させないようにすることができる。このため、吸蔵触媒から脱離した硫黄成分が第2の触媒に付着することを確実に防止することができる。よって、硫黄被毒による第2の触媒の活性低下を確実に防止することができる。 According to the second invention, the exhaust gas after passing through the storage catalyst is normally allowed to flow into the second catalyst, and when the sulfur component is desorbed from the storage catalyst, the exhaust gas after passing through the storage catalyst. Can be prevented from flowing into the second catalyst. For this reason, it is possible to reliably prevent the sulfur component desorbed from the storage catalyst from adhering to the second catalyst. Therefore, it is possible to reliably prevent a decrease in the activity of the second catalyst due to sulfur poisoning.
第3の発明によれば、吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる際に、第2の触媒を通過した後の排気ガスを吸蔵触媒に流入させることができる。これにより、吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる際にも、吸蔵触媒に流入する前の排気ガスを第2の触媒に流し続けることができるので、第2の触媒において有害成分を浄化することができる。また、吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる間に第2の触媒が冷えてしまうことを回避することができる。更に、第2の触媒での反応熱による排気ガス温度の上昇により、硫黄脱離を促進することができる。 According to the third invention, when the sulfur component is desorbed from the storage catalyst, the exhaust gas after passing through the second catalyst can flow into the storage catalyst. As a result, even when the sulfur component is desorbed from the storage catalyst, exhaust gas before flowing into the storage catalyst can continue to flow to the second catalyst, so that harmful components can be purified in the second catalyst. it can. In addition, it is possible to avoid the second catalyst from being cooled while desorbing the sulfur component from the storage catalyst. Furthermore, sulfur desorption can be promoted by an increase in the exhaust gas temperature due to the reaction heat in the second catalyst.
第4の発明によれば、第2の触媒に活性酸素を供給することができるので、活性酸素と第2の触媒の作用が相乗して得られる触媒活性により、低温状態においてもCOを高効率に浄化することができる。 According to the fourth aspect of the invention, since active oxygen can be supplied to the second catalyst, the catalytic activity obtained by synergistic action of the active oxygen and the second catalyst enables high efficiency of CO even at low temperatures. Can be purified.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の排気浄化装置を説明するための図である。図1に示すように、本実施形態のシステムは、車両の駆動源として用いられる内燃機関10を備えている。本実施形態の内燃機関(以下、単に「エンジン」と称する)10は、直列4気筒型のディーゼルエンジン(圧縮着火式内燃機関)である。本実施形態のエンジン10は、ターボチャージャ12を備えている。なお、図1では、便宜上、エンジン10の大きさに比べて、ターボチャージャ12のタービンより下流側の排気通路および触媒コンバータの大きさを誇張してより大きく描いている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram for explaining an exhaust emission control device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system of this embodiment includes an
ターボチャージャ12のコンプレッサによって圧縮された吸入空気は、吸気マニホールド14を通って、エンジン10の各気筒に分配される。各気筒には、燃料を筒内に直接に噴射する燃料インジェクタ16が設けられている。各燃料インジェクタ16には、コモンレール18に蓄えられた高圧の燃料が供給される。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ20により加圧され、コモンレール18に供給される。各気筒から排出される排気ガスは、排気マニホールド22で合流し、ターボチャージャ12のタービンに流入する。タービンを通過した排気ガスは、排気通路24を流れる。
The intake air compressed by the compressor of the
排気通路24は、NOx吸蔵触媒26に接続されている。このNOx吸蔵触媒26は、吸蔵還元型NOx触媒(NSR: NOx Storage Reduction)である。NOx吸蔵触媒26の触媒成分としては、例えばAl2O3(アルミナ)等で構成される基材の表面に、例えばPt(白金)等の貴金属と、例えばBa(バリウム)等のNOx吸蔵材とが担持された構成となっている。NOx吸蔵材は、硝酸塩(Baの場合はBa(NO3)2)を形成することにより、NOx(窒素酸化物)を吸蔵することができる。なお、本明細書において、「吸蔵」という用語には、「保持」、「吸着」、「吸収」等に類似するすべての概念が含まれるものとする。
The
エンジン10では、通常運転時、理論空燃比よりリーンな空燃比で燃焼が行われる。このため、通常運転時には、排気ガス中に多量の酸素が含まれている。それゆえ、通常運転時には、三元反応によってNOxを浄化することができない。そこで、通常運転時には、排気ガスに含まれるNOxを、NOx吸蔵触媒26に吸収させることにより、大気中へのNOxの排出を防止するようにしている。
In the
NOx吸蔵触媒26の上流側には、排気ガス中に燃料を添加する排気燃料添加インジェクタ27が設置されている。NOx吸蔵触媒26の下流側の排気通路25は、三方弁28に接続されている。三方弁28には、排気通路30,32が更に接続されている。排気通路30は、Ag(銀)を触媒成分として含むAg触媒34に接続されている。Ag触媒34には、Ag以外の任意の触媒成分が更に含まれていてもよい。
An exhaust
通常時は、三方弁28は、排気通路25を排気通路30に連通させる状態にされている。すなわち、通常時は、NOx吸蔵触媒26を通過した後の排気ガスは、図1中の矢印で示すように、排気通路30を通って、Ag触媒34に流入する。一方、三方弁28は、排気通路25を排気通路32に連通させる状態に切り換え可能になっている。
Normally, the three-
Ag触媒34の上流側には、オゾン注入ノズル36が設けられている。オゾン注入ノズル36には、オゾンを含むガスを噴出するための複数の噴出孔が設けられている。図示の構成では、オゾン注入ノズル36は、Ag触媒34と共通のケーシング内において、Ag触媒34の前方に配置されている。オゾン注入ノズル36には、オゾン供給装置38が接続されている。オゾン供給装置38は、エアポンプ、オゾン発生器、流量調整弁等から構成されている。エアポンプで取り込まれた空気は、オゾン発生器に送られ、高圧放電を受ける。これにより、空気中の酸素からオゾン(O3)が生成される。オゾン供給装置38は、このオゾンを含むガスをオゾン注入ノズル36に送ることにより、Ag触媒34の上流側の排気ガス中にオゾンを注入することができる。
An
図2は、本実施形態のシステムのブロック図である。図2に示すように、本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50には、前述した燃料インジェクタ16、排気燃料添加インジェクタ27、三方弁28およびオゾン供給装置38を含む各種のアクチュエータと、エンジン10のクランク角度を検出するクランク角センサ40、エンジン10の吸入空気量を検出するエアフローメータ42、エンジン10を搭載した車両のアクセルペダルの位置を検出するアクセルポジションセンサ44、および車速センサ46を含む各種のセンサとが、電気的に接続されている。
FIG. 2 is a block diagram of the system of this embodiment. As shown in FIG. 2, the system of this embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. The
NOx吸蔵触媒26が吸蔵可能なNOxの量には限界がある。このため、NOx吸蔵触媒26のNOx吸蔵量が限界に達する前に、NOx吸蔵触媒26に吸蔵されたNOxを還元浄化するための還元剤供給制御が実行される。NOx吸蔵触媒26に還元剤が供給され、NOx吸蔵触媒26内の酸素濃度が低下すると、吸蔵材からNOxが脱離する。脱離したNOxは、貴金属触媒の作用によって還元剤と反応して、N2へと還元浄化される。
There is a limit to the amount of NOx that can be stored by the
本実施形態では、NOx吸蔵触媒26に還元剤を供給する方法として、排気燃料添加インジェクタ27から、還元剤としての燃料を排気ガス中に添加する。本発明では、このような方法に限らず、エンジン10においてポスト噴射を行ったり、低温リッチ燃焼を行ったりすることによって、還元剤を供給するようにしてもよい。
In the present embodiment, as a method of supplying the reducing agent to the
NOx吸蔵触媒26でNOx還元が行われると、その反応により、COが生成する。このCOも還元ガスとして、NOxと反応する。しかしながら、生成したCOの一部が、NOxと反応できずに、NOx吸蔵触媒26の下流に流出する場合がある。また、NOx吸蔵触媒26に供給された還元剤の一部が余剰となり、HCとしてNOx吸蔵触媒26の下流に流出する場合もある。
When NOx reduction is performed by the
本実施形態では、NOx吸蔵触媒26に還元剤が供給された際にNOx吸蔵触媒26の下流に流出したCOやHCを、Ag触媒34において浄化(酸化)することができる。特に、本実施形態では、オゾン注入ノズル36からオゾンを供給することにより、Ag触媒34の温度が低い場合であっても、オゾンを用いてHCやCOを十分に浄化することができる。
In the present embodiment, CO or HC flowing out downstream of the
オゾンとHCとの反応性は比較的高いが、オゾンとCOとの反応性は低い。しかしながら、本発明者らの知見によれば、Ag(銀)を用いた触媒は、オゾンが共存した場合、優れたCO酸化活性を低温から発現する。これは、Agがオゾンと反応することによって、より強力な酸化剤であるAg2OまたはAgOに変化し、このAg2OまたはAgOによってCOがCO2に酸化されるためであると考えられる。このようにして、本実施形態では、オゾン注入ノズル36からオゾンを供給することにより、始動直後や軽負荷域など、Ag触媒34の温度が低い場合であっても、NOx還元時にNOx吸蔵触媒26から流出するHCやCOを確実に浄化することができる。
The reactivity between ozone and HC is relatively high, but the reactivity between ozone and CO is low. However, according to the knowledge of the present inventors, a catalyst using Ag (silver) exhibits excellent CO oxidation activity from a low temperature when ozone coexists. This is presumably because Ag reacts with ozone to change to Ag 2 O or AgO, which is a stronger oxidant, and CO is oxidized to CO 2 by this Ag 2 O or AgO. In this way, in the present embodiment, by supplying ozone from the
軽油等の燃料に含まれる硫黄分が燃焼することにより、エンジン10の排気ガス中には、硫黄酸化物が生成する。NOx吸蔵触媒26のNOx吸蔵材は、NOxだけでなく、この硫黄酸化物をも吸収する性質がある。すなわち、NOx吸蔵材は、排気ガス中の硫黄成分を硫酸塩または亜硫酸塩として蓄積する。NOx吸蔵触媒26に硫黄成分が蓄積していくにつれて、NOx吸蔵触媒26のNOx吸蔵能力が低下していく。また、NOx吸蔵材に蓄積した硫黄成分はNOxよりも脱離しにくいため、NOx還元が行われた場合にも、硫黄成分はNOx吸蔵材から脱離しない。
Sulfur oxides are generated in the exhaust gas of the
そこで、本実施形態では、NOx吸蔵触媒26に堆積した硫黄の量が所定の飽和吸蔵量に達したと判断された場合には、NOx吸蔵触媒26のNOx吸蔵能力を回復させるため、堆積した硫黄成分を脱離させる硫黄脱離制御を実行することとしている。
Therefore, in this embodiment, when it is determined that the amount of sulfur deposited on the
NOx吸蔵触媒26から硫黄成分を脱離させるためには、NOx吸蔵触媒26の温度を、硫黄成分が脱離可能な温度以上に維持した状態で、NOx吸蔵触媒26に還元剤を供給することが必要となる。このとき、NOx吸蔵触媒26から脱離した硫黄成分によって有臭の硫化水素(H2S)が生成されると、排気臭が問題となる場合がある。このため、本実施形態では、NOx吸蔵触媒26に蓄積した硫黄成分がSO2として脱離するように、還元剤供給量等を制御することとしている。
In order to desorb the sulfur component from the
上述したような硫黄脱離制御の実行時に、NOx吸蔵触媒26を通過した後の排気ガスがAg触媒34に流入した場合には、Ag触媒34に多量のSO2が流入することになる。Agは、Pd等の他の貴金属と比べ、SO2と化合し易い。すなわち、Agは、SO2の存在下で、Ag2SO4やAgSなどの化合物を形成し易い。Ag2SO4やAgSなどの化合物が形成されると、Agの触媒活性が低下してしまうという問題がある。
If the exhaust gas after passing through the
上記のような問題を解決するため、本実施形態では、硫黄脱離制御の実行時には、三方弁28を切り換えることにより、NOx吸蔵触媒26を通過した後の排気ガスを、Ag触媒34に流入させないこととした。図3は、硫黄脱離制御の実行時における排気ガスの流通経路を説明するための図である。図3に示すように、硫黄脱離制御の実行時には、三方弁28が、排気通路25を排気通路32に連通させる状態へ切り換えられる。この状態では、図3に示すように、NOx吸蔵触媒26を通過した後の排気ガスは、Ag触媒34に流入することなく、排気通路32を通って排出される。このため、NOx吸蔵触媒26から脱離したSO2がAg触媒34に流入しないので、Agが硫黄化合物を形成することによる触媒活性の低下を確実に防止することができる。
In order to solve the above problems, in the present embodiment, the exhaust gas after passing through the
図4は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンによれば、まず、NOx吸蔵触媒26の硫黄蓄積量が飽和吸蔵量に達したか否かが判定される(ステップ100)。この判定方法は、如何なる方法であってもよいが、一例としては車両の走行距離によって判定することができる。すなわち、所定の走行距離毎(例えば20000km毎)に、硫黄蓄積量が飽和吸蔵量に達するものと判定することができる。
FIG. 4 is a flowchart of a routine executed by the
上記ステップ100で、硫黄蓄積量が飽和吸蔵量に達していないと判定された場合には、まだ硫黄脱離制御を実行する必要はないと判断できる。この場合には、オゾン注入ノズル36から必要に応じてオゾンを注入する制御が実行される(ステップ102)。
If it is determined in
これに対し、上記ステップ100で、硫黄蓄積量が飽和吸蔵量に達したと判定された場合には、硫黄脱離制御を実行する必要があると判断できる。NOx吸蔵触媒26の硫黄成分を脱離させるためには、NOx吸蔵触媒26の温度(床温)を、硫黄成分が脱離可能な所定の温度(以下「硫黄脱離温度」と称する)以上にする必要がある。このため、硫黄脱離制御が要求された場合には、ECU50は、NOx吸蔵触媒26の温度を硫黄脱離温度以上に上昇させるための制御を実行する。NOx吸蔵触媒26の温度を上昇させる方法は如何なる方法でもよく、例えば、ポスト噴射などのエンジン制御、あるいは排気燃料添加インジェクタ27からの燃料噴射などによってNOx吸蔵触媒26にHCを供給する方法や、ヒーターで加熱する方法などが挙げられる。ECU50は、NOx吸蔵触媒26の温度を、運転状態の履歴に基づいて推定するか、あるいはセンサによって検出する。そして、NOx吸蔵触媒26の温度が硫黄脱離温度に達したと判定されると、還元剤の供給が開始される。
On the other hand, when it is determined in
図4に示すルーチンでは、ステップ104において、NOx吸蔵触媒26から硫黄成分を脱離させるための還元剤の供給が実行されたか否かが判定される。このステップ104で、還元剤が供給されたと判定された場合には、三方弁28が、図3に示す状態へ切り換えられるとともに(ステップ106)、オゾン注入ノズル36からのオゾンの注入が停止される(ステップ108)。上述したように、NOx吸蔵触媒26の温度が硫黄脱離温度に達した場合に還元剤の供給が開始されるので、上記ステップ104では、還元剤の供給が実行されたか否かの判定に代えて、NOx触媒26の温度が硫黄脱離温度に達したか否かを判定するようにしてもよい。
In the routine shown in FIG. 4, it is determined in
以上説明した図4に示すルーチンの処理によれば、NOx吸蔵触媒26から硫黄成分を脱離させるための還元剤の供給が実行される場合に、三方弁28が図3に示す状態へ切り換えられるので、NOx吸蔵触媒26を通過した後の排気ガスは、Ag触媒34に流入することなく、排気通路32を通って排出される。このため、NOx吸蔵触媒26から脱離したSO2が、Ag触媒34のAgと化合することを確実に防止することができ、Ag触媒34の活性低下を確実に防止することができる。
According to the routine processing shown in FIG. 4 described above, the three-
なお、本実施形態の排気浄化装置においては、排気通路32が、Ag触媒34の下流側の排気通路48に合流するように構成されていてもよい。
In the exhaust purification device of the present embodiment, the
また、本実施形態では、活性酸素としてオゾンを排気ガス中に供給しているが、本発明では、オゾンに代えて、他の種類の活性酸素(例えば、O-,O2-,O2 -,O3 -,On -等で表される酸素マイナスイオン)を利用することもできる。また、本実施形態では、オゾン供給装置38が排気ガス流路外にあるが、本発明では、このような構成に限定されず、排気ガス流路内に配置したオゾン発生器において高電圧を印加することにより放電し、排気ガス中の酸素からオゾン等の活性酸素を発生させるようにしてもよい。
In the present embodiment, ozone is supplied as the active oxygen into the exhaust gas. However, in the present invention, other types of active oxygen (for example, O − , O 2− , O 2 −) are used instead of ozone. , O 3 − , O n −, etc.) can also be used. In this embodiment, the
また、硫黄成分の付着によって触媒活性が低下する性質は、Agだけでなく、Fe(鉄)触媒や貴金属触媒などにも見られる。このため、本発明は、Ag触媒34に代えてFe触媒あるいは貴金属触媒を備えた排気浄化装置に対しても好ましく適用することができる。
Moreover, the property that the catalytic activity is lowered by the adhesion of sulfur component is not only found in Ag but also in Fe (iron) catalyst, noble metal catalyst and the like. For this reason, the present invention can be preferably applied to an exhaust purification device provided with an Fe catalyst or a noble metal catalyst instead of the
上述した実施の形態においては、Ag触媒34が前記第1の発明における「第2の触媒」に、オゾン注入ノズル36およびオゾン供給装置38が前記第4の発明における「活性酸素供給装置」に、それぞれ相当している。また、ECU50が上記ステップ100および104の処理を実行することにより前記第1の発明における「流路切換手段」が実現されている。
In the above-described embodiment, the
実施の形態2.
次に、図5および図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。図5は、本発明の実施の形態2の排気浄化装置を説明するための図である。
Embodiment 2. FIG.
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 and FIG. 6. The description will focus on the differences from the first embodiment described above, and the same matters will be described. Simplify or omit. FIG. 5 is a diagram for explaining an exhaust emission control apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図5に示すように、ターボチャージャ12のタービンを通過した排気ガスが通る排気通路24は、三方弁52に接続されている。三方弁52には、排気通路54,56が更に接続されている。排気通路54は、三方弁58に接続されている。三方弁58には、排気通路60,62が更に接続されている。排気通路60は、NOx吸蔵触媒26に接続されている。NOx吸蔵触媒26の反対側には、排気通路64が接続されている。排気通路64は、Ag触媒34に接続されている。Ag触媒34の反対側には、排気通路66が接続されている。排気通路66は、三方弁68に接続されている。三方弁68には、前述した排気通路56と、排気通路70とが更に接続されている。三方弁52,58および68は、ECU50に対し、電気的に接続されている。本実施形態のシステムのブロック図は、上記の点以外は図2と同様であるので、省略する。
As shown in FIG. 5, the
通常時は、三方弁52は排気通路24を排気通路54に連通させる状態とされ、三方弁58は排気通路54を排気通路60に連通させる状態とされ、三方弁68は排気通路66を排気通路70に連通させる状態とされている。これにより、図5中の矢印で示すように、ターボチャージャ12のタービンを通過した排気ガスは、NOx吸蔵触媒26を通過した後、Ag触媒34に流入し、排気通路70を通って排出される。この状態においては、NOx吸蔵触媒26から流出したCOやHCをAg触媒34で浄化することができる。
Normally, the three-
図6は、硫黄脱離制御の実行時における排気ガスの流通経路を説明するための図である。硫黄脱離制御の実行時には、三方弁52,58および68が、図6に示す向きに切り換えられる。すなわち、硫黄脱離制御の実行時には、ターボチャージャ12のタービンを通過した排気ガスは、先にAg触媒34を通過し、その後NOx吸蔵触媒26を通って、排気通路62から排出される。排気燃料添加インジェクタ27は、排気通路64側に設置されている。これにより、硫黄脱離制御の実行時に、排気燃料添加インジェクタ27によって還元剤をNOx吸蔵触媒26に供給することができる。
FIG. 6 is a diagram for explaining an exhaust gas flow path during execution of sulfur desorption control. When the sulfur desorption control is executed, the three-
このように、本実施形態では、NOx吸蔵触媒26に蓄積した硫黄成分を脱離させる際には、NOx吸蔵触媒26を通過した後の排気ガスがAg触媒34に流入しないので、NOx吸蔵触媒26から脱離したSO2がAg触媒34のAgと化合することによってAg触媒34の触媒活性が低下することを確実に防止することができる。
As described above, in this embodiment, when the sulfur component accumulated in the
更に、本実施形態では、硫黄脱離制御の実行中においても、NOx吸蔵触媒26に流入する前の排気ガスをAg触媒34に流し続けることができる。このため、硫黄脱離制御の実行中においても、Ag触媒34において有害成分を浄化することができる。また、硫黄脱離制御の実行中にAg触媒34が冷えてしまうことを回避することができる。更に、Ag触媒34での反応熱による排気ガス温度の上昇により、硫黄脱離を促進することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the exhaust gas before flowing into the
本実施形態の制御は、上述した点以外は実施の形態1と同様であるので、フローチャートは省略する。 Since the control of this embodiment is the same as that of Embodiment 1 except for the points described above, the flowchart is omitted.
10 内燃機関
12 ターボチャージャ
16 燃料インジェクタ
26 NOx吸蔵触媒
27 排気燃料添加インジェクタ
28,52,58,68 三方弁
34 Ag触媒
36 オゾン注入ノズル
38 オゾン供給装置
50 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (4)
硫黄成分の付着により触媒活性が低下する性質を有する第2の触媒と、
前記吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる硫黄脱離制御を実行する硫黄脱離手段と、
を備え、
前記吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる際には、前記吸蔵触媒を通過した後の排気ガスが前記第2の触媒に流入しないことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A storage catalyst having the property of storing sulfur components in exhaust gas;
A second catalyst having a property that the catalytic activity is reduced due to adhesion of a sulfur component;
Sulfur desorption means for performing sulfur desorption control for desorbing a sulfur component from the storage catalyst;
With
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein when the sulfur component is desorbed from the storage catalyst, exhaust gas after passing through the storage catalyst does not flow into the second catalyst.
硫黄成分の付着により触媒活性が低下する性質を有する第2の触媒と、
前記吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる硫黄脱離制御を実行する硫黄脱離手段と、
通常時は前記吸蔵触媒を通過した後の排気ガスを前記第2の触媒に流入させ、前記吸蔵触媒から硫黄成分を脱離させる際には前記吸蔵触媒を通過した後の排気ガスを前記第2の触媒に流入させないように、排気ガスの流路を切り換える流路切換手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A storage catalyst having the property of storing sulfur components in exhaust gas;
A second catalyst having a property that the catalytic activity is reduced due to adhesion of a sulfur component;
Sulfur desorption means for performing sulfur desorption control for desorbing a sulfur component from the storage catalyst;
Normally, the exhaust gas that has passed through the storage catalyst is caused to flow into the second catalyst, and when the sulfur component is desorbed from the storage catalyst, the exhaust gas that has passed through the storage catalyst is used as the second catalyst. Flow path switching means for switching the flow path of the exhaust gas so as not to flow into the catalyst,
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising:
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