JP2663807B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

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JP2663807B2
JP2663807B2 JP26606492A JP26606492A JP2663807B2 JP 2663807 B2 JP2663807 B2 JP 2663807B2 JP 26606492 A JP26606492 A JP 26606492A JP 26606492 A JP26606492 A JP 26606492A JP 2663807 B2 JP2663807 B2 JP 2663807B2
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absorbent
exhaust gas
temperature
engine
exhaust
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里美 瀬戸
俊明 田中
康 荒木
伸一 竹島
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】リーン混合気を燃焼せしめるようにした
内燃機関において、流入する排気ガスの空燃比がリーン
のときにはNOX を吸収し、流入する排気ガス中の酸素
濃度が低下すると吸収したNOX を放出するNOX 吸収
剤を機関排気通路内に配置し、リーン混合気を燃焼せし
めた際に発生するNOX をNOX 吸収剤により吸収し、
NOX 吸収剤のNOX 吸収能力が飽和する前にNOX
収剤へ流入する排気ガスの空燃比を一時的にリッチにし
てNOX 吸収剤からNOX を放出させると共に放出され
たNOX を還元するようにした内燃機関が本出願人によ
り既に提案されている(特願平3−284095号参
照)。
In an internal combustion engine which is adapted BACKGROUND ART allowed to combust a lean air-fuel mixture, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas absorbs the NO X when the lean, the oxygen concentration in the exhaust gas flowing absorbed and reduced NO X the the the NO X absorbent to release disposed engine exhaust passage, the NO X generated when burned lean mixture is absorbed by the NO X absorbent,
The released NO X with Temporarily rich air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent to release NO X from the NO X absorbent before NO X absorbing capacity of the NO X absorbent is saturated An internal combustion engine adapted to reduce has already been proposed by the present applicant (see Japanese Patent Application No. Hei 3-284095).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところでこのようなN
X 吸収剤ではNOX を吸収して保持する能力、即ちN
X の吸収率が特定の温度領域においてピークとなり、
NOX 吸収剤の温度がこの特定の温度領域よりも低くな
るとNOX 吸収剤がNOX を吸収しなくなる。一方、N
X 吸収剤の温度がこの特定の温度領域よりも高くなる
とNOX 吸収剤はNOX を吸収しないばかりでなく吸収
していたNOX を放出する。従ってこのようなNOX
収剤を用いる場合にはNOX 吸収剤の温度をNOX 吸収
率がピークとなる温度領域内に維持しなければならない
ことになる。
By the way, such N
The O X absorbent capacity for absorbing and retaining NO X, i.e. N
Absorption of O X is a peak in a specific temperature range,
Temperature of the NO X absorbent becomes the the NO X absorbent lower than the specific temperature regions no longer absorb NO X. On the other hand, N
O Temperature of X absorbent becomes higher when the NO X absorbent than the specific temperature regions emits NO X which was absorbed not only not absorb NO X. Hence the temperature of the NO X absorbent is NO X absorption rate should be maintained at a temperature within the region to be the peak in the case of using such the NO X absorbent.

【0004】ところでNOX 吸収剤は排気ガスにより加
熱されて温度上昇するのでNOX 吸収剤の温度は排気ガ
ス温によって左右される。しかしながら機関から排出さ
れる排気ガスの温度は機関の運転状態により大巾に変動
し、しかも排気ガスの温度は下流に行くに従って次第に
低下する。従って機関から排出される排気ガス温が低い
ときであってもNOX 吸収剤の温度が上述の特定の温度
領域内となるようにNOX 吸収剤を機関排気通路の上流
に設けると機関から排出される排気ガス温が高くなった
ときにNOX 吸収剤の温度が上述の特定の温度領域より
も高くなってしまい、その結果NOX 吸収剤によりNO
X を吸収できないばかりでなくNOX 吸収剤からNOX
が放出されるためにNOX が大気中に排出されることに
なる。
Meanwhile the temperature of the NO X absorbent because the NO X absorbent is the temperature rise is heated by the exhaust gas is influenced by the exhaust gas temperature. However, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine fluctuates greatly depending on the operating state of the engine, and the temperature of the exhaust gas gradually decreases as going downstream. Thus discharged from the engine when the temperature of the NO X absorbent even when the the low exhaust gas temperature discharged from the engine is provided upstream of the engine exhaust passage to the NO X absorbent to be a specific temperature region above temperature of the NO X absorbent when the exhaust gas temperature is increased to be the becomes higher than a certain temperature region above, NO by the result the NO X absorbent
NO X from the NO X absorbent not only can not absorb the X
Is released, so that NO X is discharged into the atmosphere.

【0005】これに対して機関から排出される排気ガス
温が高いときにNOX 吸収剤の温度が上述の特定の温度
領域内となるようにNOX 吸収剤を機関排気通路の下流
に設けると今度は機関から排出される排気ガス温が低く
なったときにNOX 吸収剤の温度が上述の特定の温度領
域よりも低くなってしまい、その結果NOX 吸収剤によ
りNOX を吸収できなくなるのでNOX が大気中に放出
されることになる。
[0005] This temperature of the NO X absorbent when the high exhaust gas temperature exhausted from the engine with respect to the provided downstream of the engine exhaust passage to the NO X absorbent to be a specific temperature region above This time, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine becomes low, the temperature of the NO X absorbent becomes lower than the above-mentioned specific temperature range, and as a result, NO X cannot be absorbed by the NO X absorbent. NO X is to be released into the atmosphere.

【0006】即ち、上述の内燃機関におけるように機関
排気通路内に一個のNOX 吸収剤を設けた場合にはNO
X 吸収剤の取付け位置をどのように変えても機関の全運
転領域に亘ってNOX が大気中に放出されるのを阻止す
るのは困難である。
Namely, in the case of providing one of the NO X absorbent in the exhaust passage, as in the above-mentioned internal combustion engine is NO
It is difficult NO X over the entire operating range of the engine be changed how the mounting position of the X absorbent is prevented from being released into the atmosphere.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、流入する排気ガスの空燃比がリー
ンのときにはNOX を吸収し、流入する排気ガス中の酸
素濃度が低下すると吸収したNOX を放出するNOX
収剤であってNOX 吸収率がピークとなる温度領域がほ
ぼ等しい少くとも2つのNOX 吸収剤を機関排気通路内
に直列に配置し、排気ガス温の上昇により上流側のNO
X 吸収剤から自然放出されたNOX を下流側のNOX
収剤により吸収しうるようにこれらのNOX 吸収剤を互
いに間隔を隔てて配置している。
According to the present invention in order to solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing absorbs NO X when the lean, lowering the oxygen concentration in the exhaust gas flowing then the absorbed NO X temperature range a the NO X absorbent NO X absorption rate of release is peak is arranged in series to substantially equal at least the engine exhaust passage two of the NO X absorbent, the exhaust gas temperature NO on the upstream side
These NO X absorbents are arranged at a distance from each other so that NO X spontaneously released from the X absorbent can be absorbed by the NO X absorbent on the downstream side.

【0008】更に上記問題点を解決するために本発明に
よれば、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには
NOX を吸収し、流入する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 吸収剤であって
NOX 吸収率がピークとなる温度領域がほぼ等しい少く
とも2つのNOX 吸収剤を各NOX 吸収剤に至る排気ガ
ス流通路が異なるように機関排気通路内に配置し、機関
から排出される排気ガス温が低いときには排気ガス流通
路が短い方のNOX 吸収剤に排気ガスを流入させ、機関
から排出される排気ガス温が高いときには排気ガス流通
路が短い方のNOX 吸収剤への排気ガスの流入を遮断す
ると共に排気ガス流通路が長い方のNO X 吸収剤に排気
ガスを流入させる排気ガス流入切換装置を具備してい
る。
In order to further solve the above problems, the present invention
According to the description, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean,
NOXAbsorbs oxygen and reduces the oxygen concentration in the exhaust gas that flows in
Then the absorbed NOXReleases NOXAn absorbent
NOXThe temperature range where the absorption rate peaks is almost equal
Both NOXNO for each absorbentXExhaust gas to the absorbent
The engine is located in the engine exhaust passage so that the
Exhaust gas flow when exhaust gas temperature discharged from
NO on short roadXExhaust gas flows into the absorbent and the engine
Exhaust gas flow when exhaust gas temperature discharged from
NO on short roadXBlocks exhaust gas flow into the absorbent
NO with longer exhaust gas flow path XExhaust to absorbent
An exhaust gas inflow switching device for inflowing gas is provided.
You.

【0009】[0009]

【作用】請求項1に記載の発明では機関から排出される
排気ガスの温度が低いときには上流側のNOX 吸収剤に
よりNOX が吸収される。これに対して機関から排出さ
れる排気ガスの温度が高いときには下流側のNOX 吸収
剤によりNOX が吸収される。このとき上流側のNOX
吸収剤からはNOX が放出されるがこのNOX は下流側
のNOX 吸収剤により吸収される。
[Action] NO X by the upstream side of the NO X absorbent when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine in the invention described in claim 1 is low is absorbed. NO X is absorbed by the NO X absorbent in the downstream side when this temperature of the exhaust gas discharged from the engine with respect to high. In this case the upstream NO X
Although NO X is released from the absorbent the NO X is absorbed by the NO X absorbent at the downstream side.

【0010】請求項2に記載の発明では機関から排出さ
れる排気ガスの温度が低いときには排気ガス流通路が短
い方のNOX 吸収剤によりNOX が吸収される。これに
対して機関から排出される排気ガスの温度が高いときに
は排気ガス流通路が長い方のNOX 吸収剤によりNOX
が吸収される。このとき排気ガス流通路の短い方のNO
X 吸収剤への排気ガスの流入が遮断されるのでこのNO
X 吸収剤からはNOXが放出されない。
[0010] When the temperature of the exhaust gas discharged from the engine in the invention described in claim 2 is low NO X is absorbed by the NO X absorbent in the shorter exhaust gas flow path. NO X by the NO X absorbent in the longer exhaust gas flow path when this temperature of the exhaust gas discharged from the engine with respect to a high
Is absorbed. At this time, the shorter NO in the exhaust gas flow passage
Since the flow of exhaust gas into the X absorbent is shut off, this NO
NO X is not released from the X absorbent.

【0011】[0011]

【実施例】図1を参照すると、1は機関本体、2はピス
トン、3は燃焼室、4は点火栓、5は吸気弁、6は吸気
ポート、7は排気弁、8は排気ポートを夫々示す。吸気
ポート6は対応する枝管9を介してサージタンク10に
連結され、各枝管9には夫々吸気ポート6内に向けて燃
料を噴射する燃料噴射弁11が取付けられる。サージタ
ンク10は吸気ダクト12およびエアフローメータ13
を介してエアクリーナ14に連結され、吸気ダクト12
内にはスロットル弁15が配置される。
Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a piston, 3 is a combustion chamber, 4 is a spark plug, 5 is an intake valve, 6 is an intake port, 7 is an exhaust valve, and 8 is an exhaust port. Show. The intake port 6 is connected to a surge tank 10 via a corresponding branch pipe 9, and a fuel injection valve 11 for injecting fuel into the intake port 6 is attached to each branch pipe 9. The surge tank 10 includes an intake duct 12 and an air flow meter 13.
Is connected to the air cleaner 14 through the
Inside, a throttle valve 15 is arranged.

【0012】一方、排気ポート8は排気マニホルド16
を介して第1のNOX 吸収剤17を内蔵したケーシング
18に連結され、このケーシング18は排気管19を介
して第2のNOX 吸収剤20を内蔵したケーシング21
に連結される。従って排気通路内には排気ガスの流れ方
向において順に第1NOX 吸収剤17および第2NO X
吸収剤20が配置されることになる。図1に示す内燃機
関では燃焼室3内に供給される混合気の空燃比はリーン
とされ、従って燃焼室3内ではリーン混合気が燃焼せし
められる。
On the other hand, the exhaust port 8 is connected to the exhaust manifold 16.
Through the first NOXCasing with built-in absorbent 17
18, and the casing 18 is connected through an exhaust pipe 19.
And the second NOXCasing 21 containing absorbent 20
Linked to Therefore, the flow of exhaust gas in the exhaust passage
NO in orderXAbsorbent 17 and second NO X
The absorbent 20 will be arranged. Internal combustion engine shown in FIG.
In Seki, the air-fuel ratio of the mixture supplied to the combustion chamber 3 is lean.
Therefore, the lean air-fuel mixture burns in the combustion chamber 3.
Can be

【0013】図2は燃焼室3から排出される排気ガス中
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図2から
わかるように燃焼室3から排出される排気ガス中の未燃
HC,COの濃度は燃焼室3内に供給される混合気の空
燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室3から排出され
る排気ガス中の酸素O2 の濃度は燃焼室3内に供給され
る混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
FIG. 2 schematically shows the concentration of typical components in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3. As can be seen from FIG. 2, the concentrations of unburned HC and CO in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3 increase as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes rich, and the exhaust gas is discharged from the combustion chamber 3. The concentration of oxygen O 2 in the exhaust gas increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes leaner.

【0014】各ケーシング18,21内に収容されてい
る各NOX 吸収剤17,20は例えばアルミナを担体と
し、この担体上に例えばカリウムK、ナトリウムNa、
リチウムLi、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
た少なくとも一つと、白金Ptのような貴金属とが担持
されている。機関吸気通路及びNOX 吸収剤17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
比を各NOX 吸収剤17,20への流入排気ガスの空燃
比と称すると各NOX 吸収剤17,20は流入排気ガス
の空燃比がリーンのときにはNOX を吸収し、流入排気
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。なお、NOX 吸収剤17
上流の排気通路内に燃料或いは空気が供給されない場合
には流入排気ガスの空燃比は燃焼室3内に供給される混
合気の空燃比に一致し、従ってこの場合には各NOX
収剤17,20は燃焼室3内に供給される混合気の空燃
比がリーンのときにはNOX を吸収し、燃焼室3内に供
給される混合気中の酸素濃度が低下すると吸収したNO
X を放出することになる。
Each of the NO X absorbents 17 and 20 contained in each of the casings 18 and 21 uses, for example, alumina as a carrier, and, for example, potassium K, sodium Na,
At least one selected from an alkali metal such as lithium Li and cesium Cs, an alkaline earth such as barium Ba and calcium Ca, a rare earth such as lanthanum La and yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt are supported. ing. Engine intake passage and NO X air supplied to the exhaust passage of the absorbent 17 upstream and fuel air-fuel ratio is referred to as the NO X in the inflowing exhaust gas the ratio of (hydrocarbon) to the the NO X absorbent 17, 20 absorbent 17 and 20 air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is absorbed NO X when the lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is performed to absorbing and releasing action of the NO X that releases NO X absorbed and reduced. In addition, NO X absorbent 17
Air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas when the fuel or air to the exhaust passage upstream is not supplied coincides with the air-fuel ratio of the mixture supplied into the combustion chamber 3, thus in this case the the NO X absorbent 17 , 20 absorb NO X when the air-fuel ratio of the mixture supplied to the combustion chamber 3 is lean, and absorb NO when the oxygen concentration in the mixture supplied to the combustion chamber 3 decreases.
X will be released.

【0015】上述の各NOX 吸収剤17,20を機関排
気通路内に配置すれば各NOX 吸収剤17,20は実際
にNOX の吸放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細な
メカニズムについては明らかでない部分もある。しかし
ながらこの吸放出作用は図3に示すようなメカニズムで
行われているものと考えられる。次にこのメカニズムに
ついて担体上に白金PtおよびバリウムBaを担持させ
た場合を例にとって説明するが他の貴金属、アルカリ金
属、アルカリ土類、希土類を用いても同様なメカニズム
となる。
If the above-mentioned respective NO X absorbents 17 and 20 are arranged in the engine exhaust passage, the respective NO X absorbents 17 and 20 actually perform the NO X absorption / desorption operation. There are some parts that are not clear. However, it is considered that this absorption / release action is performed by a mechanism as shown in FIG. Next, this mechanism will be described by taking as an example a case where platinum Pt and barium Ba are supported on a carrier, but the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths and rare earths.

【0016】即ち、流入排気ガスがかなりリーンになる
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図3
(A)に示されるようにこれら酸素O2 がO2 - の形で
白金Ptの表面に付着する。一方、流入排気ガス中のN
Oは白金Ptの表面上でO2 - と反応し、NO2 となる
(2NO+O2 →2NO2 )。次いで生成されたNO2
の一部は白金Pt上で更に酸化されつつ吸収剤内に吸収
されて酸化バリウムBaOと結合しながら、図3(A)
に示されるように硝酸イオンNO3 - の形で吸収剤内に
拡散する。このようにしてNOX が各NOX 吸収剤1
7,20内に吸収される。
That is, when the inflowing exhaust gas becomes considerably lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas greatly increases.
As shown in (A), these oxygens O 2 adhere to the surface of platinum Pt in the form of O 2 . On the other hand, N
O is O 2 on the surface of the platinum Pt - reacted with, and NO 2 (2NO + O 2 → 2NO 2). NO 2 generated
3A is absorbed in the absorbent while being further oxidized on platinum Pt and combined with barium oxide BaO, while FIG.
It is diffused in the absorbent in the form of nitrate ions NO 3 - as shown in the. In this way, NO X is each the NO X absorbent 1
Absorbed in 7,20.

【0017】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ptの表面でNO2 が生成され、吸収剤のNOX 吸収能
力が飽和しない限りNO2 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンNO3 - が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してNO2 の生成量が低下すると
反応が逆方向(NO3 - →NO2 )に進み、斯くして吸
収剤内の硝酸イオンNO3 - がNO2 の形で吸収剤から
放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
ると各NOX 吸収剤17,20からNOX が放出される
ことになる。図2に示されるように流入排気ガスのリー
ンの度合が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下
し、従って流入排気ガスのリーンの度合を低くすればた
とえ流入排気ガスがリーンであっても各NOX 吸収剤1
7,20からNOX が放出されることになる。
The oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is generated NO 2 on the surface of as high as platinum Pt, as long as NO 2 to NO X absorbing capacity of the absorbent is not saturated is absorbed in the absorbent and nitrate ions NO 3 - Is generated. On the other hand, when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases and the amount of generated NO 2 decreases, the reaction proceeds in the opposite direction (NO 3 → NO 2 ), thus the nitrate ion NO 3 in the absorbent. There are released from the absorbent in the form of NO 2. That is, when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases, NO X is released from each of the NO X absorbents 17 and 20. As shown in FIG. 2, if the degree of leanness of the inflowing exhaust gas decreases, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases. Therefore, if the degree of leanness of the inflowing exhaust gas decreases, even if the inflowing exhaust gas is lean, also the NO X absorbent 1
NO X is to be released from the 7 and 20.

【0018】一方、このとき燃焼室3内に供給される混
合気がリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリッチに
なると図2に示されるように機関からは多量の未燃H
C,COが排出され、これら未燃HC,COは白金Pt
上の酸素O2 - と反応して酸化せしめられる。また、流
入排気ガスの空燃比がリッチになると流入排気ガス中の
酸素濃度が極度に低下するために吸収剤からNO2 が放
出され、このNO2 は図3(B)に示されるように未燃
HC,COと反応して還元せしめられる。このようにし
て白金Ptの表面上にNO2 が存在しなくなると吸収剤
から次から次へとNO2 が放出される。従って流入排気
ガスの空燃比がリッチになると短時間のうちに各NOX
吸収剤17,20からNOX が放出されかつ放出時に還
元されることになる。
On the other hand, at this time, when the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 is made rich and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, as shown in FIG.
C and CO are discharged, and these unburned HC and CO are converted to platinum Pt.
It reacts with the above oxygen O 2 - and is oxidized. Further, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is extremely reduced, so that NO 2 is released from the absorbent, and this NO 2 is not released as shown in FIG. 3 (B). It is reduced by reacting with the fuel HC and CO. In this way, when NO 2 is no longer present on the surface of platinum Pt, NO 2 is released from the absorbent one after another. Accordingly, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, each NO X
NO X from the absorbent 17, 20 is to be reduced during the discharge and release.

【0019】このように流入排気ガスの空燃比がリーン
になるとNOX が各NOX 吸収剤17,20に吸収さ
れ、流入排気ガスの空燃比がリッチになるとNOX がN
X 吸収剤17,20から短時間のうちに放出されかつ
還元される。従って図1に示す内燃機関では図4に示さ
れるようにリーン混合気の燃焼期間が一定期間経過した
ときに燃焼室3内に供給される混合気の空燃比を一時的
にリッチにして各NOX吸収剤17,20からNOX
放出させるようにしている。
[0019] Thus the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes lean NO X is absorbed in the the NO X absorbent 17 and 20, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich NO X is N
Released from O X absorbent 17, 20 in a short time and is reduced. Therefore, in the internal combustion engine shown in FIG. 1, as shown in FIG. 4, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 is temporarily made rich when the combustion period of the lean air-fuel mixture elapses for a certain period of time. NO X is released from the X absorbents 17 and 20.

【0020】ところが各NOX 吸収剤17,20がNO
X を吸収して保持しておく力、即ちNOX の吸収率は温
度依存性を有し、これを図5に示す。図5の縦軸はNO
X 吸収率を示しており、図5の横軸は各NOX 吸収剤1
7,20の温度を示している。図5からわかるようにN
X 吸収剤17,20は吸収剤の温度がほぼ250℃か
ら350℃の範囲においてNOX の吸収率がピークとな
る。即ち、各NOX 吸収剤17,20は低温になると白
金Ptの表面上におけるNOX の酸化作用が進まなくな
り、また吸収剤へのNOX の吸収作用が遅くなるために
NOX 浄化率が低下してくる。一方、高温になると吸収
剤内において硝酸塩が分解されてNOXが自然放出され
るためにNOX 吸収率が低下してくる。従ってリーン混
合気が燃焼せしめられているときにNOX をNOX 吸収
剤17,20に良好に吸収するためには各NOX 吸収剤
17,20の温度をほぼ250℃から350℃の範囲内
に維持しなければならないことになる。
However, each of the NO X absorbents 17 and 20 contains NO.
The force that absorbs and retains X , that is, the NO X absorption rate, has a temperature dependency, and this is shown in FIG. The vertical axis in FIG.
Shows the X absorption rate, the horizontal axis of FIG. 5 is each the NO X absorbent 1
7 and 20 are shown. As can be seen from FIG.
The O x absorbents 17 and 20 have a peak NO x absorptivity when the temperature of the absorbent is approximately in the range of 250 ° C to 350 ° C. That is, when the temperature of each of the NO X absorbents 17 and 20 becomes low, the oxidizing action of NO X on the surface of the platinum Pt does not proceed, and the NO X absorbing action on the absorbent becomes slow, so that the NO X purification rate decreases. Will come. On the other hand, NO X absorption rate for nitrate is decomposed NO X is spontaneous emission within the absorbent and a high temperature is lowered. Thus the range of 350 ° C. The temperature of each the NO X absorbent 17 and 20 from approximately 250 ° C. in order to better absorb the NO X in the NO X absorbent 17, 20 when the lean air-fuel mixture is burned Will have to be maintained.

【0021】ところで各NOX 吸収剤17,20は排気
ガスによって加熱されることにより温度上昇するので各
NOX 吸収剤17,20の温度は各NOX 吸収剤17,
20を流通する排気ガスの温度に依存している。ところ
が機関から排出される排気ガスの温度は機関の運転状態
によって大巾に変動し、しかも排気通路内を流れている
間に排気ガス温は低下するので排気通路内に一個のNO
X 吸収剤を配置した場合にはこのNOX 吸収剤を排気通
路のどこに配置してもあらゆる機関の運転状態において
このNOX 吸収剤の温度をほぼ250℃から350℃の
範囲内に維持するのは困難である。
[0021] Incidentally each the NO X absorbent 17 and 20 temperature of each the NO X absorbent 17 and 20 because the temperature increase by being heated by the exhaust gas is the the NO X absorbent 17,
20 depends on the temperature of the exhaust gas flowing therethrough. However, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine fluctuates greatly depending on the operation state of the engine, and the temperature of the exhaust gas decreases while flowing through the exhaust passage.
When the X absorbent is disposed, the temperature of the NO X absorbent is maintained in the range of approximately 250 ° C. to 350 ° C. in any operating state of the engine regardless of where the NO X absorbent is disposed in the exhaust passage. It is difficult.

【0022】そこで本発明による実施例では図1に示さ
れるように互いに間隔を隔てて一対のNOX 吸収剤1
7,20を排気通路内に配置するようにしている。この
場合、図1に示される実施例では暖機完了後において機
関から排出される排気ガスの温度が最も低下したときで
も第1NOX 吸収剤17の温度ができるだけ高くなるよ
うに、好ましくはほぼ200℃以上となるように第1N
X 吸収剤17は排気通路の上流部に配置される。即
ち、機関から排出される排気ガスの温度が低いときには
NOX が第1NOX 吸収剤17に吸収され、機関から排
出される排気ガスの温度が高くなったときには第1NO
X 吸収剤17からNOX が放出される位置に第1NOX
吸収剤17が配置される。
Therefore, in the embodiment according to the present invention, as shown in FIG. 1, a pair of NO x absorbents 1 are spaced apart from each other.
7, 20 are arranged in the exhaust passage. In this case, as the temperature of the 1NO X absorbent 17 even when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine after the completion of warming-up is most lowered in the embodiment shown in FIG. 1 is as high as possible, preferably at about 200 The first N
O X absorbent 17 is disposed upstream of the exhaust passage. That is, the 1NO when the NO X when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is low is absorbed to a 1NO X absorbent 17, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is increased
The 1NO X from X absorbent 17 to a position where the NO X is released
An absorbent 17 is arranged.

【0023】これに対して第2NOX 吸収剤20は機関
から排出される排気ガスの温度が最も高いときに第2N
X 吸収剤20の温度がほぼ350℃となるように排気
通路の下流部に配置される。即ち、機関から排出される
排気ガスの温度が低いときにはNOX が第2NOX 吸収
剤20に吸収されず、機関から排出される排気ガスの温
度が高くなったときにはNOX が第2NOX 吸収剤20
に吸収される位置に第2NOX 吸収剤20が配置され
る。
[0023] The 2N when the temperature of the exhaust gas is the highest this first 2NO X absorbent 20 for the exhausted from the engine
The Ox absorbent 20 is disposed downstream of the exhaust passage so that the temperature of the Ox absorbent 20 becomes approximately 350 ° C. That, NO X is first 2NO X absorbent when the NO X when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is low is not absorbed to a 2NO X absorbent 20, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is increased 20
The 2NO X absorbent 20 is disposed in a position that is absorbed.

【0024】従って機関から排出される排気ガスの温度
が低いときには第2NOX 吸収剤20によるNOX の吸
収作用は不十分となるがこのときNOX は第1NOX
収剤17に吸収されるのでNOX が大気中に放出される
ことはない。一方、機関から排出される排気ガスの温度
が高いときには第1NOX 吸収剤17からNOX が自然
放出されるがこのNOX は機関から排出されたNOX
共に第2NOX 吸収剤20に吸収されるのでNOX が大
気中に放出されることはない。従って機関のあらゆる運
転領域においてNOX が大気中に放出されるのを阻止す
ることができることになる。なお、この場合、第2NO
X 吸収剤20に吸収されるNOX 量の方が第1NOX
収剤17に吸収されるNOX 量よりも必然的に多くなる
ので図1に示すように第2NOX 吸収剤20の容量を第
1NOX 吸収剤17の容量よりも大きくすることが好ま
しい。
[0024] when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is low hence the NO X absorption is insufficient at this time of the NO X by the first 2NO X absorbent 20 is absorbed to a 1NO X absorbent 17 NO X is not released into the atmosphere. On the other hand, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high but NO X is spontaneously emitted from the 1NO X absorbent 17 This NO X is absorbed in the 2NO X absorbent 20 with NO X discharged from the engine Therefore, NO X is not released into the atmosphere. Therefore NO X is able to be prevented from being released into the atmosphere in all operating regions of the engine. In this case, the second NO
Since towards the amount of NO X absorbed in the X absorbent 20 becomes inevitably larger than the amount of NO X absorbed in the first 1NO X absorbent 17 the capacity of the 2NO X absorbent 20 as shown in FIG. 1 It is preferable that the capacity is larger than the capacity of the first NO X absorbent 17.

【0025】図6に別の実施例を示す。この実施例では
排気マニホルド16が排気管22を介して排気管23に
連結され、この排気管23は分岐部24において分岐さ
れた第1の枝管25aと第2の枝管25bとを具備す
る。第1枝管25aには第1NOX 吸収剤26を内蔵し
たケーシング27が連結され、第2枝管25bには第2
NOX 吸収剤28を内蔵したケーシング29が連結され
る。各ケーシング27および29は夫々対応する枝管3
0a,30bを介して共通の排気管31に連結される。
排気管23の分岐部24内には排気ガスを第1枝管25
a又は第2枝管25bのいずれか一方に導くための切換
弁32が配置され、この切換弁32はアクチュエータ3
3によって切換え制御される。
FIG. 6 shows another embodiment. In this embodiment, the exhaust manifold 16 is connected to an exhaust pipe 23 via an exhaust pipe 22, and the exhaust pipe 23 includes a first branch pipe 25 a and a second branch pipe 25 b branched at a branch portion 24. . The first branch pipe 25a is connected is the casing 27 with a built-in first 1NO X absorbent 26, the second branch pipe 25b second
A casing 29 containing a NO X absorbent 28 is connected. Each of the casings 27 and 29 has a corresponding branch 3
It is connected to a common exhaust pipe 31 via Oa and 30b.
Exhaust gas is supplied into the branch portion 24 of the exhaust pipe 23 through the first branch pipe 25.
a or a switching valve 32 for guiding to either the second branch pipe 25b or the second branch pipe 25b.
3 is controlled by switching.

【0026】図6に示されるようにこの実施例では第2
枝管25bの方が第1枝管25aよりも長く、従って第
2NOX 吸収剤28に至る排気ガス流通路の方が第1N
X吸収剤26に至る排気ガス流通路よりも長くなって
いる。更に第1NOX 吸収剤26および第2NOX 吸収
剤28は図1に示す各NOX 吸収剤17,20と同様に
図5に示すような温度に依存したNOX 吸収率を有す
る。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, the second
Long direction of the branch pipe 25b than the first branch pipe 25a, thus towards the exhaust gas flow path leading to a 2NO X absorbent 28 is first 1N
O is longer than the X reach the absorbent 26 exhaust gas flow path. Yet a 1NO X absorbent 26 and the 2NO X absorbent 28 has a NO X absorption rate depends on the temperature, as shown in FIG. 5 in the same manner as the the NO X absorbent 17, 20 shown in FIG.

【0027】図6に示されるようにアクチュエータ33
は電子制御ユニット50の出力信号により制御される。
この電子制御ユニット50はディジタルコンピュータか
らなり、双方向性バス51によって相互に接続されたR
OM(リードオンリメモリ)52、RAM(ランダムア
クセスメモリ)(RAM)53、CPU(マイクロプロ
セッサ)54、入力ポート55および出力ポート56を
具備する。エアフローメータ13は吸入空気量に比例し
た出力電圧を発生し、この出力電圧がAD変換器57を
介して入力ポート55に入力される。排気管22には排
気ガス温に比例した出力電圧を発生する温度センサ58
が取付けられ、この温度センサ58の出力電圧がAD変
換器59を介して入力ポート55に入力される。また、
入力ポート55には機関回転数を表わす出力パルスを発
生する回転数センサ60が接続される。一方、出力ポー
ト56は対応する駆動回路61を介して夫々点火栓4、
燃料噴射弁11およびアクチュエータ33に接続され
る。
As shown in FIG.
Is controlled by an output signal of the electronic control unit 50.
This electronic control unit 50 is composed of a digital computer,
An OM (read only memory) 52, a RAM (random access memory) (RAM) 53, a CPU (microprocessor) 54, an input port 55 and an output port 56 are provided. The air flow meter 13 generates an output voltage proportional to the amount of intake air, and the output voltage is input to the input port 55 via the AD converter 57. A temperature sensor 58 for generating an output voltage proportional to the exhaust gas temperature is provided at the exhaust pipe 22.
The output voltage of the temperature sensor 58 is input to the input port 55 via the AD converter 59. Also,
The input port 55 is connected to a rotation speed sensor 60 that generates an output pulse representing the engine rotation speed. On the other hand, the output port 56 is connected to the ignition plug 4 via the corresponding drive circuit 61, respectively.
It is connected to the fuel injection valve 11 and the actuator 33.

【0028】図7は切換弁32の制御ルーチンを示して
おり、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7を参照するとまず初めにステップ70にお
いて温度サンセ58の出力信号に基いて排気ガス温Tが
予め定められた一定値To、例えば350℃よりも低い
か否かが判別される。T<Toのとき、即ち機関から排
出される排気ガス温が低いときはステップ71に進んで
排気ガスが第1NOX 吸収剤26に導かれるように切換
弁32が切換えられる。これに対してT≧Toのとき、
即ち機関から排出される排気ガス温が高いときはステッ
プ72に進んで排気ガスが第2NOX 吸収剤28に導か
れるように切換弁32が切換えられる。
FIG. 7 shows a control routine for the switching valve 32. This routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIG. 7, first, at step 70, it is determined whether or not the exhaust gas temperature T is lower than a predetermined constant value To, for example, 350 ° C. based on the output signal of the temperature sensor 58. T <time To, that is, when the the lower exhaust gas temperature discharged from the engine is switching valve 32 so that the exhaust gas is guided to a 1NO X absorbent 26 is switched proceeds to step 71. On the other hand, when T ≧ To,
That is, when a high exhaust gas temperature exhausted from the engine is switching valve 32 so that the exhaust gas is guided to a 2NO X absorbent 28 is switched proceeds to step 72.

【0029】この実施例では第2枝管25bの方が第1
枝管25aよりも長いので第2NO X 吸収剤28に流入
する排気ガス温の方が第1NOX 吸収剤26に流入する
排気ガス温よりも低くなる。この場合、第2NOX 吸収
剤28は機関から排出される排気ガスの温度が最も高い
ときに第2NOX 吸収剤28の温度がほぼ350℃とな
る位置に配置される。これに対して第1NOX 吸収剤2
6は機関から排出される排気ガスの温度が高いときには
第1NOX 吸収剤26の温度が350℃よりも高くなる
位置に配置される。
In this embodiment, the second branch pipe 25b is the first
Since it is longer than the branch pipe 25a, the second NO XFlow into absorbent 28
Exhaust gas temperature is the first NOXFlows into the absorbent 26
It will be lower than the exhaust gas temperature. In this case, the second NOXabsorption
The agent 28 has the highest temperature of the exhaust gas discharged from the engine.
Sometimes the second NOXThe temperature of the absorbent 28 becomes approximately 350 ° C.
Placed at In contrast, the first NOXAbsorbent 2
6 when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high
1st NOXThe temperature of the absorbent 26 becomes higher than 350 ° C.
Placed in the position.

【0030】ところでこの実施例では上述したように排
気管22内の排気ガス温がほぼ350℃よりも低いとき
には第1NOX 吸収剤26に排気ガスが導かれ、第2N
X吸収剤28への排気ガスの流入が停止される。この
ときNOX は第1NOX 吸収剤26に良好に吸収され
る。このときもし第2NOX 吸収剤28に排気ガスを流
入させたとすると第2NOX 吸収剤28への流入排気ガ
ス温がかなり低くなるために第2NOX 吸収剤28にN
X を吸収できない場合もある。しかしながらこの実施
例ではこのときには第2NOX 吸収剤28への排気ガス
の流入が停止されるのでNOX が大気中に放出される危
険性がなくなる。
In this embodiment, as described above, when the temperature of the exhaust gas in the exhaust pipe 22 is lower than approximately 350 ° C., the exhaust gas is guided to the first NO x absorbent 26 and
Inflow of exhaust gas to O X absorbent 28 is stopped. In this case NO X is well absorbed in the 1NO X absorbent 26. In this case if N to a 2NO X absorbent 28 for assuming that allowed to flow into the exhaust gas to a 2NO X absorbent 28 the inflowing exhaust gas temperature to the first 2NO X absorbent 28 becomes considerably lower
If it can not absorb the O X also. However, this time the risk of NO X is released into the atmosphere is eliminated because the flow of exhaust gas into the first 2NO X absorbent 28 is stopped in this embodiment.

【0031】一方、排気管22内の排気ガス温がほぼ3
50℃よりも高いときには第2NO X 吸収剤28に排気
ガスが導かれ、第1NOX 吸収剤26への排気ガスの流
入が停止される。このときNOX は第2NOX 吸収剤2
8に良好に吸収される。このときもし第1NOX 吸収剤
26に排気ガスを流入させたとすると第1NOX 吸収剤
26に吸収されているNOX が自然放出される。しかし
ながらこの実施例ではこのときには第1NOX 吸収剤2
6への排気ガスの流入が停止されるのでNOXが大気中
に放出される危険性がなくなる。従ってこの実施例でも
いかなる機関の運転状態においてもNOX が大気中に放
出されるのを阻止できることになる。
On the other hand, when the temperature of the exhaust gas in the exhaust pipe 22 is approximately 3
When the temperature is higher than 50 ° C., the second NO XExhaust to absorbent 28
Gas is led to the first NOXExhaust gas flow to absorbent 26
Is stopped. NO at this timeXIs the second NOXAbsorbent 2
8 is well absorbed. At this time, if the first NOXAbsorbent
Assuming that exhaust gas flows into the NO. 26, the first NOXAbsorbent
NO absorbed in 26XIs released spontaneously. However
However, in this embodiment, the first NOXAbsorbent 2
6 because the flow of exhaust gas intoXIs in the atmosphere
The danger of being released to Therefore, even in this embodiment,
NO in any engine operating conditionXReleased into the atmosphere
It will be able to stop being issued.

【0032】なお、この実施例では排気管22内の排気
ガス温Tを温度センサ58により検出するようにしてい
るが排気管22内の排気ガス温Tは機関負荷Q/N(吸
入空気量Q/機関回転数N)と機関回転数Nの関数とな
る。従って排気管22内の排気ガス温Tを機関負荷Q/
Nと機関回転数Nの関数として予め実験により求めてお
き、これらの関係を図8に示すようなマップの形で予め
ROM52内に記憶しておいてこのマップから排気ガス
温Tを求めるようにすることもできる。この場合には温
度センサ58を設ける必要がなくなる。
In this embodiment, the temperature T of the exhaust gas in the exhaust pipe 22 is detected by the temperature sensor 58, but the temperature T of the exhaust gas in the exhaust pipe 22 is determined by the engine load Q / N (intake air amount Q). / Engine speed N) and the engine speed N. Therefore, the exhaust gas temperature T in the exhaust pipe 22 is reduced by the
As a function of N and the engine speed N, it is obtained by an experiment in advance, and these relationships are stored in the ROM 52 in advance in the form of a map as shown in FIG. 8 so that the exhaust gas temperature T is obtained from this map. You can also. In this case, it is not necessary to provide the temperature sensor 58.

【0033】この実施例でも各NOX 吸収剤26,28
からNOX を放出すべきときには燃焼室3内に供給され
る混合気が一時的にリッチにされる。この場合、この実
施例では例えば排気ガスが第1NOX 吸収剤26に導か
れているときに混合気が一時的にリッチされて第1NO
X 吸収剤26からNOX が放出され、排気ガスが第2N
X 吸収剤28に導かれているときに混合気が一時的に
リッチされて第2NO X 吸収剤28からNOX が放出さ
れる。
In this embodiment, each NOXAbsorbents 26, 28
From NOXIs to be released into the combustion chamber 3 when
Is temporarily enriched. In this case,
In the embodiment, for example, the exhaust gas is the first NOXLed to absorbent 26
When the air-fuel mixture is temporarily enriched during
XNO from absorbent 26XIs released, and the exhaust gas is
OXWhen the mixture is temporarily led to the absorbent 28,
Rich and 2nd NO XNO from absorbent 28XIs released
It is.

【0034】図9は本発明をディーゼル機関に適用した
場合を示している。なお、図9において第6図と同様な
構成要素は同一符号で示す。この実施例においても排気
管23は分岐部24において分岐された第1の枝管25
aと第2の枝管25bとを具備し、第1枝管25aには
第1NOX 吸収剤26を内蔵したケーシング27が連結
される。ケーシング27には更に別の枝管30が連結さ
れ、枝管25bおよび枝管30は共通の排気管31に連
結される。この排気管31には第2NOX 吸収剤28を
内蔵したケーシング29が連結される。排気管23の分
岐部24内には排気ガスを第1枝管25a又は第2枝管
25bのいずれか一方に導くための切換弁32が配置さ
れ、この切換弁32はアクチュエータ33によって切換
え制御される。
FIG. 9 shows a case where the present invention is applied to a diesel engine. In FIG. 9, the same components as those in FIG. 6 are indicated by the same reference numerals. Also in this embodiment, the exhaust pipe 23 is a first branch pipe 25 branched at a branch part 24.
a and a second branch pipe 25b, and a casing 27 containing a first NO X absorbent 26 is connected to the first branch pipe 25a. Another branch pipe 30 is connected to the casing 27, and the branch pipe 25 b and the branch pipe 30 are connected to a common exhaust pipe 31. A casing 29 containing a second NO x absorbent 28 is connected to the exhaust pipe 31. A switching valve 32 for guiding exhaust gas to one of the first branch pipe 25a and the second branch pipe 25b is disposed in the branch portion 24 of the exhaust pipe 23. The switching valve 32 is controlled to be switched by an actuator 33. You.

【0035】図6に示されるようにこの実施例では枝管
25bの周りに多数の冷却フィン34が形成されてい
る。無論この冷却フィン34に代えて機関冷却水により
冷却する構造にすることもできる。また図6からわかる
ようにこの実施例においても第2NOX 吸収剤28に至
る排気ガス流通路の方が第1NOX 吸収剤26に至る排
気ガス流通路よりも長くなっており、第1NOX 吸収剤
26および第2NOX 吸収剤28は図1に示す各NOX
吸収剤17,20と同様に図5に示すような温度に依存
したNOX 吸収率を有する。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, a number of cooling fins 34 are formed around the branch pipe 25b. Needless to say, the cooling fin 34 may be replaced with a structure for cooling with engine cooling water. Further has also found the following exhaust gas flow path leading to a 2NO X absorbent 28 is longer than the exhaust gas flow path leading to a 1NO X absorbent 26 in this embodiment, as seen from FIG. 6, the 1NO X absorbent agent 26 and the 2NO X absorbent 28 each NO X shown in FIG. 1
Like the absorbents 17 and 20, it has a temperature-dependent NO x absorption rate as shown in FIG.

【0036】更に、この実施例ではアクセルペダル62
の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ
63が設けられ、この負荷センサ63の出力電圧はAD
変換器64を介して入力ポート55に入力される。ま
た、この実施例では排気管22内に還元剤供給弁65が
配置され、この還元剤供給弁65は供給ポンプ66を介
して還元剤タンク67に連結される。電子制御ユニット
50の出力ポート56は夫々対応する駆動回路68を介
して還元剤供給弁65および供給ポンプ66に接続され
る。還元剤タンク67内にはガソリン、イソオクタン、
ヘキサン、ヘプタンのような炭化水素、或いは液体の状
態で保存しうるブタン、プロパンのような炭化水素が充
填されている。
Further, in this embodiment, the accelerator pedal 62
A load sensor 63 that generates an output voltage proportional to the amount of depression of the load is provided.
The signal is input to the input port 55 via the converter 64. In this embodiment, a reducing agent supply valve 65 is disposed in the exhaust pipe 22, and the reducing agent supply valve 65 is connected to a reducing agent tank 67 via a supply pump 66. The output ports 56 of the electronic control unit 50 are connected to a reducing agent supply valve 65 and a supply pump 66 via corresponding drive circuits 68, respectively. Gasoline, isooctane,
It is filled with hydrocarbons such as hexane and heptane, or hydrocarbons such as butane and propane which can be stored in a liquid state.

【0037】図10は切換弁32の制御ルーチンを示し
ており、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10を参照するとまず初めにステップ80
において温度センサ58の出力信号に基いて排気ガス温
Tが予め定められた一定値To、例えば350℃よりも
低いか否かが判別される。T<Toのとき、即ち機関か
ら排出される排気ガス温が低いときはステップ81に進
んで排気ガスが第1枝管25aに導かれるように切換弁
32が切換えられる。これに対してT≧Toのとき、即
ち機関から排出される排気ガス温が高いときはステップ
82に進んで排気ガスが第2枝管25bに導かれるよう
に切換弁32が切換えられる。
FIG. 10 shows a control routine of the switching valve 32. This routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIG. 10, first of all, step 80 is executed.
It is determined based on the output signal of the temperature sensor 58 whether the exhaust gas temperature T is lower than a predetermined constant value To, for example, 350 ° C. When T <To, that is, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is low, the routine proceeds to step 81, where the switching valve 32 is switched so that the exhaust gas is guided to the first branch pipe 25a. On the other hand, when T ≧ To, that is, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high, the routine proceeds to step 82, where the switching valve 32 is switched so that the exhaust gas is guided to the second branch pipe 25b.

【0038】この実施例においても第2NOX 吸収剤2
8に至る排気ガス流通路の方が第1NOX 吸収剤26に
至る排気ガス流通路よりも長く、しかも第2枝管25b
には冷却フィン34が設けられているので第2NOX
収剤28に流入する排気ガス温の方が第1NOX 吸収剤
26に流入する排気ガス温よりも低くなる。この場合、
第2NOX 吸収剤28は機関から排出れる排気ガスの温
度が最も高いときに第2NOX 吸収剤28の温度がほぼ
350℃となる位置に配置される。これに対して第1N
X 吸収剤26は機関から排出される排気ガスの温度が
高いときには第1NOX 吸収剤26の温度が350℃よ
りも高くなる位置に配置される。
[0038] The 2NO X absorbent in this embodiment 2
Longer than the exhaust gas flow passages are toward the exhaust gas flow path to the 8 leads to a 1NO X absorbent 26, yet the second branch pipe 25b
Cooling fins 34 toward the exhaust gas temperature flowing into the first 2NO X absorbent 28 so provided is lower than the temperature of the exhaust gas flowing into the first 1NO X absorbent 26 in. in this case,
The second NO X absorbent 28 is arranged at a position where the temperature of the second NO X absorbent 28 becomes approximately 350 ° C. when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is the highest. In contrast, the first N
O X absorbent 26 when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high is disposed at a position where the temperature of the 1NO X absorbent 26 is higher than 350 ° C..

【0039】ディーゼル機関では通常あらゆる運転状態
において空気過剰率が1.0以上、即ち燃焼室3内の混
合気の平均空燃比がリーンの状態で燃焼せしめられる。
従ってこのとき排出されるNOX をNOX 吸収剤によっ
て吸収できることになる。ところでこの実施例では上述
したように排気管22内の排気ガス温がほぼ350℃よ
りも低いときには第1NOX 吸収剤26に排気ガスが導
かれ、第2枝管25bへの排気ガスの流入が停止され
る。このときNOX は第1NOX 吸収剤26に良好に吸
収される。従ってこのときNOX が大気中に放出される
危険性はなくなる。
In a diesel engine, combustion is usually performed in any operating state with an excess air ratio of 1.0 or more, that is, a lean air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 3.
Therefore, the NO X discharged at this time can be absorbed by the NO X absorbent. However in this embodiment, when the exhaust gas temperature in the exhaust pipe 22 as described above is less than approximately 350 ° C. The exhaust gas is led to a 1NO X absorbent 26, the flow of exhaust gas into the second branch pipe 25b is Stopped. In this case NO X is well absorbed in the 1NO X absorbent 26. Therefore, at this time, there is no danger of NO X being released into the atmosphere.

【0040】一方、排気管22内の排気ガス温がほぼ3
50℃よりも高いときには第2枝管25bを介して第2
NOX 吸収剤28に排気ガスが導かれ、第1NOX 吸収
剤26への排気ガスの流入が停止される。このときNO
X は第2NOX 吸収剤28に良好に吸収される。従って
このときにもNOX が大気中に放出される危険性がなく
なる。従ってこの実施例でもいかなる機関の運転状態に
おいてもNOX が大気中に放出されるのを阻止できるこ
とになる。
On the other hand, when the exhaust gas temperature in the exhaust pipe 22 is almost 3
When the temperature is higher than 50 ° C., the second
The exhaust gas is guided to the NO X absorbent 28, and the flow of the exhaust gas to the first NO X absorbent 26 is stopped. NO at this time
X is well absorbed by the second NO X absorbent 28. Thus risk of NO X is released into the atmosphere at this time as well is eliminated. Thus also NO X even in the operating state of any engine in this embodiment is able to prevent from being released into the atmosphere.

【0041】この実施例では各NOX 吸収剤26,28
からNOX を放出すべきときには燃焼室3内の混合気の
平均空燃比はリーンにしておいて還元剤供給弁65から
還元剤、即ち炭化水素を供給することによって各NOX
吸収剤26,28への流入排気ガスをリッチにするよう
にしている。即ち、この実施例では図11に示されるよ
うに周期的に還元剤供給弁65および供給ポンプ66が
オンとされ、それによって炭化水素が一定時間、例えば
10秒間排気管22内に供給される。この場合例えば排
気ガスが第1NOX 吸収剤26に導かれているときに炭
化水素が供給されて第1NOX 吸収剤26からNOX
放出され、排気ガスが第2枝管25bを介して第2NO
X 吸収剤28に導かれているときに炭化水素が供給され
て第2NOX 吸収剤26からNOX が放出される。
In this embodiment, each of the NO x absorbents 26, 28
Reducing agent from the reducing agent feed valve 65 average air-fuel ratio of the mixture in the combustion chamber 3 is in when releasing the NO X is allowed to lean from, i.e. the NO X by feeding hydrocarbons
The exhaust gas flowing into the absorbents 26 and 28 is made rich. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 11, the reducing agent supply valve 65 and the supply pump 66 are periodically turned on, whereby hydrocarbons are supplied into the exhaust pipe 22 for a fixed time, for example, 10 seconds. In this case for example the exhaust gas is NO X from the 1NO X absorbent 26 hydrocarbons is supplied is released when it is directed to a 1NO X absorbent 26, the exhaust gas through the second branch pipe 25b 2NO
Hydrocarbons NO X is released from the 2NO X absorbent 26 is supplied when it is guided to the X absorbent 28.

【0042】[0042]

【発明の効果】NOX 吸収剤にNOX を吸収させるよう
にした場合において機関始動直後を除くあらゆる機関の
運転状態においてNOX が大気中に放出されるのを阻止
することができる。
NO X in the operating state of all the engine to the NO X absorbent except immediately after engine startup in the case of so as to absorb the NO X according to the present invention it is possible to prevent from being released into the atmosphere.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】内燃機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.

【図2】機関から排出される排気ガス中の未燃HC,C
Oおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。
FIG. 2 shows unburned HC and C in exhaust gas discharged from an engine.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the concentrations of O and oxygen.

【図3】NOX の吸放出作用を説明するための図であ
る。
3 is a diagram for explaining the absorbing and releasing action of NO X.

【図4】混合気をリッチにするタイミングを示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a timing for enriching an air-fuel mixture.

【図5】各NOX 吸収剤のNOX 吸収率を示す線図であ
る。
FIG. 5 is a graph showing the NO X absorption rate of each NO X absorbent.

【図6】内燃機関の別の実施例の全体図である。FIG. 6 is an overall view of another embodiment of the internal combustion engine.

【図7】切換弁を制御するためのフローチャートであ
る。
FIG. 7 is a flowchart for controlling a switching valve.

【図8】排気ガス温Tのマップを示す図である。FIG. 8 is a view showing a map of an exhaust gas temperature T;

【図9】内燃機関の別の実施例の全体図である。FIG. 9 is an overall view of another embodiment of the internal combustion engine.

【図10】切換弁を制御するためのフローチャートであ
る。
FIG. 10 is a flowchart for controlling a switching valve.

【図11】炭化水素を供給するタイミングを示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing the timing of supplying hydrocarbons.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16…排気マニホルド 17,26…第1NOX 吸収剤 20,28…第2NOX 吸収剤 32…切換弁16 ... exhaust manifold 17, 26 ... first 1NO X absorbent 20, 28 ... first 2NO X absorbent 32 ... switching valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹島 伸一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−284095(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shinichi Takeshima 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (56) References JP-A-3-284095 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはNOX を吸収し、流入する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NO X 吸収剤で
あってNOX 吸収率がピークとなる温度領域がほぼ等し
い少くとも2つのNOX 吸収剤を機関排気通路内に直列
に配置し、排気ガス温の上昇により上流側のNOX 吸収
剤から自然放出されたNOX を下流側のNOX 吸収剤に
より吸収しうるようにこれらのNOX 吸収剤を互いに間
隔を隔てて配置した内燃機関の排気浄化装置。
When the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean,
NOXOxygen concentration in the exhaust gas
NO when absorbedXReleases NO XWith absorbent
There is noXThe temperature range where the absorption rate peaks is almost equal
At least two NOXAbsorbent in series in engine exhaust passage
At the upstream side due to a rise in exhaust gas temperature.Xabsorption
NO spontaneously released from the agentXTo the downstream NOXFor absorbent
These NOXAbsorbent between each other
An exhaust purification device for an internal combustion engine that is arranged at a distance.
【請求項2】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはNOX を吸収し、流入する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NO X 吸収剤で
あってNOX 吸収率がピークとなる温度領域がほぼ等し
い少くとも2つのNOX 吸収剤を各NOX 吸収剤に至る
排気ガス流通路が異なるように機関排気通路内に配置
し、機関から排出される排気ガス温が低いときには排気
ガス流通路が短い方のNOX 吸収剤に排気ガスを流入さ
せ、機関から排出される排気ガス温が高いときには排気
ガス流通路が短い方のNOX 吸収剤への排気ガスの流入
を遮断すると共に排気ガス流通路が長い方のNOX 吸収
剤に排気ガスを流入させる排気ガス流入切換装置を具備
した内燃機関の排気浄化装置。
2. An air-fuel ratio of an inflowing exhaust gas is lean.
NOXOxygen concentration in the exhaust gas
NO when absorbedXReleases NO XWith absorbent
There is noXThe temperature range where the absorption rate peaks is almost equal
At least two NOXNO for each absorbentXLeads to absorbent
Arranged in the engine exhaust passage so that the exhaust gas passage is different
When the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is low,
NO with shorter gas flow pathXExhaust gas flows into the absorbent
If the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high,
NO with shorter gas flow pathXExhaust gas flow into the absorbent
And the longer exhaust gas flow path NOXabsorption
Equipped with an exhaust gas inflow switching device that allows exhaust gas to flow into the agent
Exhaust purification device for internal combustion engine.
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