JP3487269B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

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JP3487269B2
JP3487269B2 JP2000223053A JP2000223053A JP3487269B2 JP 3487269 B2 JP3487269 B2 JP 3487269B2 JP 2000223053 A JP2000223053 A JP 2000223053A JP 2000223053 A JP2000223053 A JP 2000223053A JP 3487269 B2 JP3487269 B2 JP 3487269B2
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internal combustion
combustion engine
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fuel ratio
nox
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秋彦 根上
宗一 松下
之弘 塚崎
広樹 松岡
孝太郎 林
忍 石山
康彦 大坪
尚史 曲田
正明 小林
大介 柴田
富久 小田
泰生 原田
智幸 小野
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気を
浄化する技術に関し、特に内燃機関の排気系に設けられ
た排気浄化触媒の被毒を解消する技術に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, and more particularly to a technique for eliminating poisoning of an exhaust purification catalyst provided in an exhaust system of the internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、自動車などに搭載される希薄燃
焼式内燃機関では、内燃機関の排気に含まれる窒素酸化
物(NOx)を浄化する技術として、吸蔵還元型NOx触
媒に代表されるNOx吸収材が提案されている。
2. Description of the Related Art Generally, in a lean-burn internal combustion engine mounted on an automobile or the like, NOx absorption represented by an NOx storage reduction catalyst is used as a technology for purifying nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas of the internal combustion engine. Wood is proposed.

【0003】NOx吸収材は、流入排気の酸素濃度が高
いときは排気中の窒素酸化物(NOx)を吸収し、流入
排気の酸素濃度が低下したときは吸収していた窒素酸化
物(NOx)を放出するものである。
The NOx absorbent absorbs nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, and absorbs the nitrogen oxides (NOx) when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases. Is to be released.

【0004】このようなNOx吸収材の一種である吸蔵
還元型NOx触媒は、流入排気の酸素濃度が高いときは
排気中の窒素酸化物(NOx)を吸収するとともに、流
入排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは
吸収していた窒素酸化物(NOx)を放出しつつ窒素
(N2)に還元する触媒である。
A storage-reduction type NOx catalyst, which is one of such NOx absorbents, absorbs nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, and lowers the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas. In the presence of a reducing agent, it is a catalyst that reduces the absorbed nitrogen oxides (NOx) to nitrogen (N 2 ).

【0005】吸蔵還元型NOx触媒が希薄燃焼式内燃機
関の排気系に配置されると、吸蔵還元型NOx触媒にリ
ーン空燃比の排気が流入したときには、排気中の窒素酸
化物(NOx)が前記吸蔵還元型NOx触媒に吸収され、
前記吸蔵還元型NOx触媒に理論空燃比又はリッチ空燃
比の排気が流入したときには、前記吸蔵還元型NOx触
媒に吸収されていた窒素酸化物(NOx)が二酸化窒素
(NO2)として放出され、放出された二酸化窒素(N
2)が排気中の炭化水素(HC)や一酸化炭素(C
O)等の還元成分と反応して窒素(N2)に還元される
ことになる。
When the NOx storage reduction catalyst is arranged in the exhaust system of the lean-burn internal combustion engine, when the lean air-fuel ratio exhaust gas flows into the NOx storage reduction catalyst, the nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas are reduced. Absorbed by the NOx storage reduction catalyst,
When exhaust gas having a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio flows into the NOx storage reduction catalyst, the nitrogen oxides (NOx) absorbed by the NOx storage reduction catalyst are released as nitrogen dioxide (NO 2 ) and released. Nitrogen dioxide (N
O 2 ) is a hydrocarbon (HC) or carbon monoxide (C) in the exhaust gas.
It reacts with a reducing component such as O) to be reduced to nitrogen (N 2 ).

【0006】一方、内燃機関の燃料には硫黄(S)成分
が含まれている場合があり、そのような燃料が内燃機関
で燃焼されると、燃料中の硫黄(S)成分が酸化してS
2やSO3などの硫黄酸化物(SOx)を形成する。前
記吸蔵還元型NOx触媒は、窒素酸化物(NOx)と同様
のメカニズムにより排気中の硫黄酸化物(SOx)を吸
収するため、内燃機関の排気通路に吸蔵還元型NOx触
媒が配置されると、吸蔵還元型NOx触媒には窒素酸化
物(NOx)のみならず硫黄酸化物(SOx)も吸収され
ることになる。
On the other hand, the fuel of the internal combustion engine may contain a sulfur (S) component, and when such a fuel is burned in the internal combustion engine, the sulfur (S) component in the fuel is oxidized. S
It forms sulfur oxides (SOx) such as O 2 and SO 3 . Since the storage reduction type NOx catalyst absorbs sulfur oxide (SOx) in the exhaust gas by the same mechanism as the nitrogen oxide (NOx), when the storage reduction type NOx catalyst is arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine, The NOx storage reduction catalyst absorbs not only nitrogen oxides (NOx) but also sulfur oxides (SOx).

【0007】ところが、吸蔵還元型NOx触媒に吸収さ
れた硫黄酸化物(SOx)は時間の経過とともに安定な
硫酸バリウム(BaSO4)を形成するため、吸蔵還元
型NOx触媒から窒素酸化物(NOx)を放出及び還元す
る条件下では、分解及び放出され難く吸蔵還元型NOx
触媒内に蓄積されやすい。
However, since the sulfur oxide (SOx) absorbed by the NOx storage reduction catalyst forms stable barium sulfate (BaSO 4 ) with the passage of time, nitrogen oxides (NOx) are generated from the NOx storage reduction catalyst. Under conditions that release and reduce NOx, it is difficult to decompose and release NOx
Accumulates easily in the catalyst.

【0008】吸蔵還元型NOx触媒内のSOx蓄積量が増
大すると、該吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸収能力が低
下して排気中の窒素酸化物(NOx)を十分に浄化する
ことが困難となる、所謂SOx被毒が発生する。
When the amount of SOx accumulated in the NOx storage reduction catalyst increases, the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst decreases and it becomes difficult to sufficiently purify nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas. So-called SOx poisoning occurs.

【0009】このような排気浄化触媒の酸化物による被
毒を解消する技術として、特開平8−170558号公
報に記載されたような内燃機関の排気浄化装置が提案さ
れている。
As a technique for eliminating such poisoning by the oxide of the exhaust purification catalyst, an exhaust purification device for an internal combustion engine as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-170558 has been proposed.

【0010】上記した公報に記載された内燃機関の排気
浄化装置は、排気流量が少ないアイドル運転時に、触媒
を加熱するとともに該触媒に流入する排気の空燃比を理
論空燃比よりリッチ側に制御することにより、排気によ
る触媒の不要な冷却、及び排気のリッチ化に伴う燃料消
費量の増加を抑制しつつ、触媒の被毒解消を図ろうとす
るものである。
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine described in the above publication heats the catalyst and controls the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst to be richer than the theoretical air-fuel ratio during idle operation when the exhaust gas flow rate is small. Thus, it is intended to eliminate the poisoning of the catalyst while suppressing the unnecessary cooling of the catalyst by the exhaust gas and the increase of the fuel consumption amount due to the enrichment of the exhaust gas.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関が
アイドル運転状態にあるときは、内燃機関から単位時間
当たりに排出される排気の流量が少なくなり、それに応
じて触媒へ単位時間当たりに流入する排気の流量も少な
くなるため、排気の空燃比がリッチ空燃比とされた際に
単位時間当たりに触媒へ流入する還元剤の量が少なくな
る。
By the way, when the internal combustion engine is in the idle operation state, the flow rate of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine per unit time decreases, and accordingly, the exhaust gas flows into the catalyst per unit time. Since the flow rate of the exhaust gas also decreases, the amount of the reducing agent that flows into the catalyst per unit time when the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes the rich air-fuel ratio decreases.

【0012】従って、前述した従来の排気浄化装置のよ
うにアイドル運転時にのみ触媒の被毒解消処理が実行さ
れる排気浄化装置では、触媒の被毒を解消するために内
燃機関が長期間にわたってアイドル運転される必要があ
り、内燃機関のアイドル運転が長期間継続されない場合
には、触媒の被毒を十分に解消することが困難となる。
一方、内燃機関のアイドル運転が長期間継続され、そ
の間継続して排気の空燃比がリッチ空燃比にされると、
排気浄化触媒より上流の排気通路の壁面などに付着する
還元剤の量が過剰に増加する場合がある。
Therefore, in the exhaust gas purification apparatus in which the catalyst poisoning elimination processing is executed only during the idle operation like the above-described conventional exhaust gas purification apparatus, the internal combustion engine is idle for a long time in order to eliminate the catalyst poisoning. It is necessary to operate the engine, and when the idle operation of the internal combustion engine is not continued for a long time, it is difficult to sufficiently eliminate the poisoning of the catalyst.
On the other hand, if the idle operation of the internal combustion engine is continued for a long period of time and the air-fuel ratio of the exhaust gas is continuously set to the rich air-fuel ratio,
The amount of reducing agent that adheres to the wall surface of the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst may increase excessively.

【0013】排気通路の壁面に多量の還元剤が付着した
状態で内燃機関の運転状態がアイドル運転状態から加速
運転状態へ移行されると、排気圧力の上昇により排気通
路壁面に付着していた比較的多量の還元剤が排気通路壁
面から一斉に離脱して触媒へ流入する可能性がある。
When a large amount of reducing agent adheres to the wall surface of the exhaust passage and the operating state of the internal combustion engine shifts from the idle operation state to the accelerated operation state, the exhaust pressure rises to adhere to the wall surface of the exhaust passage. There is a possibility that an extremely large amount of reducing agent will be simultaneously released from the wall surface of the exhaust passage and flow into the catalyst.

【0014】排気通路壁面から離脱した多量の還元剤が
触媒へ流入すると、それらの還元剤が触媒において急激
に燃焼し、触媒が過熱によって劣化してしまう可能性が
ある。 本発明は上記したような種々の問題に鑑みてな
されたものであり、内燃機関の排気系にNOx吸収材が
配置された排気浄化装置において、NOx吸収材の不要
な劣化を防止しつつNOx吸収材の酸化物による被毒を
確実に解消することができる技術を提供することを目的
とする。
When a large amount of reducing agent separated from the wall surface of the exhaust passage flows into the catalyst, the reducing agent may rapidly burn in the catalyst and the catalyst may be deteriorated due to overheating. The present invention has been made in view of the above-mentioned various problems, and in an exhaust emission control device in which an NOx absorbent is arranged in the exhaust system of an internal combustion engine, NOx absorption while preventing unnecessary deterioration of the NOx absorbent. It is an object of the present invention to provide a technique capable of reliably eliminating poisoning caused by oxides of materials.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記したよう
な課題を解決するために以下のような手段を採用した。
すなわち、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に設けられ流入排気の酸素濃度が高
いときは窒素酸化物を吸蔵し流入排気の酸素濃度が低下
したときは吸蔵していた窒素酸化物を放出するNOx吸
収材と、前記NOx吸収材の酸化物による被毒を解消す
る必要が生じると、前記内燃機関が減速運転状態及びア
イドル運転状態にあるときに、前記NOx吸収材の被毒
解消処理を実行する被毒解消手段と、を備えたことを特
徴としている。
The present invention adopts the following means in order to solve the above problems.
That is, the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention,
An NOx absorbent that is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and that stores nitrogen oxides when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high and releases the stored nitrogen oxides when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is low; When it becomes necessary to eliminate the poisoning due to the oxide of the absorber, when the internal combustion engine is in the deceleration operation state and the idle operation state, poisoning elimination means for executing the poisoning elimination process of the NOx absorber, It is characterized by having.

【0016】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、NOx吸収材の酸化物による被毒を解消する
必要が生じると、被毒解消手段は、内燃機関の運転状態
がアイドル運転状態にあること、又は内燃機関の運転状
態が減速運転状態にあることを条件に、前記NOx吸収
材の被毒解消処理を実行することになる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine configured as described above, when it is necessary to eliminate the poisoning caused by the oxide of the NOx absorbent, the poisoning eliminating means changes the operating state of the internal combustion engine to the idle operating state. Under the condition that the NOx absorbent is poisoned or the operating condition of the internal combustion engine is in the decelerating operating condition, the NOx absorbent poisoning elimination process is executed.

【0017】すなわち、本発明に係る内燃機関の排気浄
化装置では、NOx吸収材の酸化物による被毒を解消す
る必要が生じると、内燃機関の運転状態がアイドル運転
状態にあるときに加え、内燃機関の運転状態が減速運転
状態にあるときにもNOx吸収材の被毒解消処理が実行
されることになる。
That is, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when it is necessary to eliminate the poisoning due to the oxide of the NOx absorbent, the internal combustion engine is operated in the idling operation state. Even when the operating state of the engine is in the decelerating operating state, the NOx absorbent poisoning elimination processing is executed.

【0018】この結果、被毒解消処理の実行領域が拡大
されることになり、被毒処理の実行時間を確保すること
が容易となる。尚、被毒解消処理では、被毒解消手段
は、NOx吸収材に流入する排気の空燃比を理論空燃比
又はリッチ空燃比とするようにしてもよい。
As a result, the execution area of the poisoning elimination process is expanded, and it becomes easy to secure the execution time of the poisoning process. In the poisoning elimination process, the poisoning elimination means may set the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx absorbent to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio.

【0019】次に、本発明に係る内燃機関の排気浄化触
媒は、内燃機関の排気通路に設けられ流入排気の酸素濃
度が高いときは窒素酸化物を吸蔵し流入排気の酸素濃度
が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していた窒素
酸化物を放出しつつ還元・浄化するNOx触媒と、前記
NOx触媒より上流の排気通路へ還元剤を添加する還元
剤添加手段と、前記NOx触媒の酸化物による被毒を解
消する必要が生じると、前記内燃機関が減速運転状態及
びアイドル運転状態にあるときに、前記NOx触媒の被
毒を解消すべく前記還元剤添加手段を制御する被毒解消
手段と、を備えることを特徴とするようにしてもよい。
Next, the exhaust gas purification catalyst for an internal combustion engine according to the present invention is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, and when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, it occludes nitrogen oxides to lower the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas. When a reducing agent is present, a NOx catalyst that reduces and purifies while releasing the stored nitrogen oxides, a reducing agent adding unit that adds the reducing agent to the exhaust passage upstream of the NOx catalyst, and the NOx catalyst When it becomes necessary to eliminate poisoning due to oxides, when the internal combustion engine is in the decelerating operation state and the idle operation state, the poisoning elimination for controlling the reducing agent addition means to eliminate the poisoning of the NOx catalyst Means may be provided.

【0020】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、被毒解消手段は、NOx触媒の酸化物による
被毒を解消する必要が生じると、内燃機関の運転状態が
アイドル運転状態にあること、又は内燃機関の運転状態
が減速運転状態にあることを条件に、前記NOx触媒の
被毒解消処理を実行すべく還元剤添加手段を制御するこ
とになる。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine configured as described above, when the poisoning eliminating means needs to eliminate the poisoning due to the oxide of the NOx catalyst, the operating state of the internal combustion engine is in the idle operating state. That is, or the operating state of the internal combustion engine is in the decelerating operating state, the reducing agent adding means is controlled to execute the NOx catalyst poisoning elimination processing.

【0021】この場合、内燃機関の運転状態がアイドル
運転状態にあるときに加え、内燃機関の運転状態が減速
運転状態にあるときにもNOx触媒の被毒解消処理が実
行されるため、被毒解消処理の実行領域が拡大され、そ
の結果、被毒解消処理の実行時間を確保することが容易
となる。
In this case, since the NOx catalyst poisoning elimination processing is executed when the operating state of the internal combustion engine is in the decelerating operating state in addition to when the operating state of the internal combustion engine is in the idling operating state, poisoning is performed. The execution area of the elimination process is expanded, and as a result, it becomes easy to secure the execution time of the poisoning elimination process.

【0022】尚、被毒解消手段は、NOx触媒の酸化物
による被毒を解消する必要がある状況下において、内燃
機関が減速運転状態又はアイドル運転状態にあるときに
は、NOx触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比又
はリッチ空燃比となるよう還元剤添加手段を制御し、内
燃機関が減速運転状態及びアイドル運転状態にないとき
には、NOx触媒に流入する排気の空燃比がリーン空燃
比となるよう還元剤添加手段を制御するようにしてもよ
い。
The poisoning elimination means is designed to eliminate the exhaust gas flowing into the NOx catalyst when the internal combustion engine is in the deceleration operation state or the idle operation state under the condition that it is necessary to eliminate the poisoning by the oxide of the NOx catalyst. The reducing agent addition means is controlled so that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, and when the internal combustion engine is not in the deceleration operation state and the idle operation state, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst becomes the lean air-fuel ratio. Thus, the reducing agent addition means may be controlled.

【0023】これは、NOx触媒より上流の排気通路へ
還元剤を添加するよう構成された排気浄化触媒を想定し
たものであり、被毒解消処理の実行途中で内燃機関の運
転状態がアイドル運転及び減速運転状態以外の運転状態
へ移行して被毒解消処理の実行が中断されたときに、N
Ox触媒上流の排気通路へ還元剤が添加されて排気空燃
比が理論空燃比又はリッチ空燃比になると、還元剤がN
Ox触媒を通過する際に該還元剤がNOx触媒から熱を受
けて気化する代わりにNOx触媒の温度が低下してしま
う可能性があるからである。
This is based on the assumption of an exhaust purification catalyst configured to add a reducing agent to the exhaust passage upstream of the NOx catalyst. During the execution of the poisoning elimination process, the operating state of the internal combustion engine will be When the execution of the poisoning elimination processing is interrupted by shifting to an operation state other than the deceleration operation state, N
When the reducing agent is added to the exhaust passage upstream of the Ox catalyst and the exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the reducing agent becomes N
This is because there is a possibility that the temperature of the NOx catalyst may drop instead of the reducing agent receiving heat from the NOx catalyst and being vaporized when passing through the Ox catalyst.

【0024】また、被毒解消手段は、被毒解消処理の実
行中に内燃機関が所定時間以上継続してアイドル運転さ
れた後に加速運転されたときには、加速運転の開始時点
から所定期間は還元剤の添加を禁止すべく還元剤添加手
段を制御するようにしてもよい。
Further, the poisoning elimination means, when the internal combustion engine is idled continuously for a predetermined time or longer during the poisoning elimination process and then accelerated, is operated for a predetermined period from the start of the acceleration operation for a predetermined period. The reducing agent adding means may be controlled so as to prohibit the addition of.

【0025】ここで、内燃機関がアイドル運転状態にあ
るときは、排気の流量が少なく排気の圧力が低いため、
還元剤添加手段から排気通路へ添加された還元剤がNO
x触媒より上流の排気通路壁面等に付着し易い。
Here, when the internal combustion engine is in the idle operation state, the flow rate of exhaust gas is low and the pressure of exhaust gas is low,
The reducing agent added from the reducing agent adding means to the exhaust passage is NO
x Easily adheres to the wall surface of the exhaust passage upstream of the catalyst.

【0026】内燃機関のアイドル運転状態が長期にわた
って継続されると、NOx触媒より上流の排気通路壁面
に多量の還元剤が付着することになる。このようにして
排気通路壁面に付着した還元剤は、内燃機関が加速運転
状態にあるときのように排気の流量が多く排気圧力が高
いときに、排気通路壁面から離脱してNOx触媒へ流入
する。
If the idle operation state of the internal combustion engine is continued for a long period of time, a large amount of reducing agent will adhere to the wall surface of the exhaust passage upstream of the NOx catalyst. The reducing agent thus attached to the wall surface of the exhaust passage separates from the wall surface of the exhaust passage and flows into the NOx catalyst when the flow rate of the exhaust gas is large and the exhaust pressure is high, such as when the internal combustion engine is in the accelerated operation state. .

【0027】従って、内燃機関が所定時間以上継続して
アイドル運転された後に加速運転されると、内燃機関の
アイドル運転時に排気通路壁面に付着した多量の還元剤
が内燃機関の加速運転時に一斉に排気通路壁面から離脱
してNOx触媒へ流入することになるため、そのような
状況下で還元剤添加手段から排気通路へ還元剤が添加さ
れると、NOx触媒へ過剰な還元剤が供給され、それら
の還元剤がNOx触媒にて急激に燃焼してNOx触媒が過
熱してしまう。
Therefore, when the internal combustion engine is idled continuously for a predetermined time or longer and then accelerated, a large amount of the reducing agent adhering to the wall surface of the exhaust passage during the idle operation of the internal combustion engine is simultaneously discharged during the accelerated operation of the internal combustion engine. Since it separates from the wall surface of the exhaust passage and flows into the NOx catalyst, when the reducing agent is added to the exhaust passage from the reducing agent adding means in such a situation, excess reducing agent is supplied to the NOx catalyst, The reducing agents burn rapidly at the NOx catalyst, and the NOx catalyst overheats.

【0028】これに対し、被毒解消処理の実行中に内燃
機関が所定時間以上継続してアイドル運転された後に加
速運転されたときに、加速運転の開始時点から所定期間
において還元剤の添加が禁止されると、排気通路壁面か
ら離脱した還元剤のみがNOx触媒へ流入することにな
り、排気通路壁面から離脱した還元剤に加えて還元剤添
加手段から排気通路へ添加された還元剤が一斉にNOx
触媒へ流入することがない。 前記した所定期間は、固
定値であってもよく、或いは内燃機関のアイドル運転継
続時間に応じて変更される可変値であってもよい。
On the other hand, when the internal combustion engine is idled continuously for a predetermined time or longer during the poisoning elimination process and then accelerated, the reducing agent is not added for a predetermined period from the start of the acceleration operation. If prohibited, only the reducing agent that has separated from the wall surface of the exhaust passage will flow into the NOx catalyst, and the reducing agent that has separated from the wall surface of the exhaust passage and the reducing agent that has been added to the exhaust passage from the reducing agent addition means will all be at once. To NOx
It does not flow into the catalyst. The above-mentioned predetermined period may be a fixed value or a variable value that is changed according to the idle operation duration of the internal combustion engine.

【0029】また、本発明に係る被毒解消手段は、内燃
機関のアイドル運転継続時間が予め設定された上限値を
越えると還元剤の供給を禁止するようにしてもよい。本
発明に係るNOx触媒としては、吸蔵還元型NOx触媒を
例示することができ、本発明に係る酸化物としては、硫
黄酸化物(SOx)を例示することができる。
Further, the poisoning elimination means according to the present invention may prohibit the supply of the reducing agent when the idle operation duration of the internal combustion engine exceeds a preset upper limit value. An example of the NOx catalyst according to the present invention is a NOx storage reduction catalyst, and an example of the oxide according to the present invention is a sulfur oxide (SOx).

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明に係る内燃機関の排気浄化
装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Specific embodiments of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0031】図1は、本発明に係る排気浄化装置を適用
する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図であ
る。図1に示す内燃機関1は、車両駆動用のディーゼル
機関であり、この内燃機関1には、吸気枝管2と排気枝
管3とが接続されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic construction of an internal combustion engine and an intake / exhaust system thereof to which an exhaust purification system according to the present invention is applied. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a diesel engine for driving a vehicle, and an intake branch pipe 2 and an exhaust branch pipe 3 are connected to the internal combustion engine 1.

【0032】前記吸気枝管2は、吸気管4と接続され、
この吸気管4は、上流にて図示しないエアクリーナボッ
クスを介して吸気ダクトと接続されている。前記吸気管
4の途中には、該吸気管4を流れる吸気の流量を調整す
る吸気絞り弁5が配置されている。
The intake branch pipe 2 is connected to the intake pipe 4,
The intake pipe 4 is connected upstream to an intake duct via an air cleaner box (not shown). An intake throttle valve 5 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the intake pipe 4 is arranged in the middle of the intake pipe 4.

【0033】一方、前記排気枝管3は、排気管6と接続
され、この排気管6は、下流にて図示しないマフラーと
接続されている。前記排気管6の途中には、本発明に係
るNOx吸収材としての吸蔵還元型NOx触媒を収容した
ケーシング7が配置され、このケーシング7より上流の
排気管6には、該排気管6内を流れる排気中に還元剤た
る燃料を添加する燃料添加ノズル8が取り付けられてい
る。
On the other hand, the exhaust branch pipe 3 is connected to an exhaust pipe 6, and the exhaust pipe 6 is connected downstream to a muffler (not shown). A casing 7 accommodating a NOx storage reduction catalyst according to the present invention as an NOx absorbent according to the present invention is arranged in the middle of the exhaust pipe 6, and the exhaust pipe 6 upstream of the casing 7 is provided with the inside of the exhaust pipe 6. A fuel addition nozzle 8 for adding fuel as a reducing agent to the flowing exhaust gas is attached.

【0034】前記燃料添加ノズル8は、燃料管9を介し
て燃料ポンプ10と接続され、燃料ポンプ10から吐出
された燃料を前記排気管6内へ噴射することが可能にな
っている。
The fuel addition nozzle 8 is connected to a fuel pump 10 via a fuel pipe 9 so that the fuel discharged from the fuel pump 10 can be injected into the exhaust pipe 6.

【0035】前記ケーシング7内に収容されている吸蔵
還元型NOx触媒70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(N
a)、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構成されて
いる。
The NOx storage reduction catalyst 70 contained in the casing 7 has, for example, alumina as a carrier,
On this carrier, for example, potassium (K), sodium (N
a), alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), alkaline earths such as barium (Ba) and calcium (Ca), and rare earths such as lanthanum (La) and yttrium (Y). And at least one
It is configured to support a noble metal such as platinum (Pt).

【0036】ここで、内燃機関1の吸気通路、及び吸蔵
還元型NOx触媒70より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(HC))の比を吸蔵還元
型NOx触媒70に流入する排気の空燃比(以下、排気
空燃比と略称する)と、吸蔵還元型NOx触媒70は、
排気空燃比がリーン空燃比となって排気中の酸素濃度が
高いときには、排気中の窒素酸化物(NOx)を吸収
し、排気空燃比が理論空燃比又はリッチ空燃比となって
排気中の酸素濃度が低下したときには、吸収していた窒
素酸化物(NOx)を放出するNOx吸放出作用を行う。
Here, the ratio of air and fuel (hydrocarbon (HC)) supplied into the intake passage of the internal combustion engine 1 and the exhaust passage upstream of the NOx storage reduction catalyst 70 is stored in the NOx storage reduction catalyst 70. The air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas (hereinafter abbreviated as the exhaust air-fuel ratio) and the NOx storage reduction catalyst 70 are
When the exhaust air-fuel ratio becomes a lean air-fuel ratio and the oxygen concentration in the exhaust gas is high, it absorbs nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas, and the exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich air-fuel ratio and the oxygen content in the exhaust gas When the concentration decreases, the NOx absorption / release function of releasing the absorbed nitrogen oxides (NOx) is performed.

【0037】吸蔵還元型NOx触媒70のNOx吸放出作
用は、おおよそ図2に示されるようなメカニズムで行わ
れているものと考えられる。以下、このメカニズムにつ
いてアルミナからなる担体上に白金(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。
It is considered that the NOx absorbing / releasing action of the NOx storage reduction catalyst 70 is carried out by a mechanism roughly shown in FIG. Hereinafter, this mechanism will be described by taking as an example the case where platinum (Pt) and barium (Ba) are supported on a carrier made of alumina, but the same is true when other precious metals, alkali metals, alkaline earths and rare earths are used. It becomes a mechanism.

【0038】まず、排気空燃比がリーン空燃比となって
排気中の酸素濃度が高くなると、図2(A)に示される
ように、排気中の酸素(O2)がO2 -又はO2-の形で白
金(Pt)の表面に付着する。一方、排気中に含まれる
一酸化窒素(NO)は、白金(Pt)の表面上でO2 -
はO2-と反応して二酸化窒素(NO2)なる(2NO+
2 →2NO2 )。
First, when the exhaust air-fuel ratio becomes a lean air-fuel ratio and the oxygen concentration in the exhaust gas becomes high, the oxygen (O 2 ) in the exhaust gas becomes O 2 - or O 2 as shown in FIG. 2 (A). - to form a deposition on the surface of the platinum (Pt). On the other hand, nitric oxide (NO) contained in the exhaust gas reacts with O 2 or O 2 on the surface of platinum (Pt) to become nitrogen dioxide (NO 2 ) (2NO +
O 2 → 2NO 2 ).

【0039】次いで、二酸化窒素(NO2)の一部は、
白金(Pt)上で酸化されつつ吸蔵還元型NOx触媒7
0内に吸収されて酸化バリウム(BaO)と結合しなが
ら硝酸イオン(NO3 -)の形で吸蔵還元型NOx触媒7
0内に拡散する。
Next, part of the nitrogen dioxide (NO 2 ) is
Storage-reduction type NOx catalyst 7 while being oxidized on platinum (Pt)
Absorbed by barium oxide in the 0 (BaO) and bound with nitrate ions (NO 3 -) storage in the form of a reduction NOx catalyst 7
Spread within 0.

【0040】このようにして、排気中の窒素酸化物(N
Ox)が吸蔵還元型NOx触媒70に吸収されることにな
る。吸蔵還元型NOx触媒70のNOx吸収作用は、該吸
蔵還元型NOx触媒70に流入する排気の酸素濃度が高
く、且つ該吸蔵還元型NOx触媒70のNOx吸収能力が
飽和しない限り継続される。
In this way, the nitrogen oxides (N
Ox) is absorbed by the NOx storage reduction catalyst 70. The NOx absorbing action of the storage reduction type NOx catalyst 70 is continued unless the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the storage reduction type NOx catalyst 70 is high and the NOx absorption capacity of the storage reduction type NOx catalyst 70 is saturated.

【0041】これに対して、排気空燃比が理論空燃比又
はリッチ空燃比となって排気中の酸素濃度が低下する
と、図2(B)に示されるように、白金(Pt)の表面
上において二酸化窒素(NO2)の生成量が低下するた
め、酸化バリウム(BaO)と結合していた硝酸イオン
(NO3-)が逆に二酸化窒素(NO2)や一酸化窒素
(NO)となって吸蔵還元型NOx触媒70から放出さ
れる。
On the other hand, when the exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio and the oxygen concentration in the exhaust decreases, as shown in FIG. 2 (B), on the surface of platinum (Pt). Since the amount of nitrogen dioxide (NO 2 ) produced decreases, the nitrate ions (NO 3 − ) bound to barium oxide (BaO) become nitrogen dioxide (NO 2 ) or nitric oxide (NO). It is released from the NOx storage reduction catalyst 70.

【0042】その際、排気中に存在する未燃燃料成分
(炭化水素(HC))や一酸化炭素(CO)の一部は、
白金(Pt)上の酸素(O2 -又はO2-)と反応して酸化
せしめられ、残りの炭化水素(HC)や一酸化炭素(C
O)は、吸蔵還元型NOx触媒70から放出された二酸
化窒素(NO2)及び一酸化窒素(NO)と反応して、
二酸化窒素(NO2)及び一酸化窒素(NO)を窒素
(N2)に還元せしめることになる。
At this time, a part of the unburned fuel components (hydrocarbon (HC)) and carbon monoxide (CO) existing in the exhaust gas,
Platinum (Pt) reacts with oxygen (O 2 or O 2 ) to be oxidized, and the remaining hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (C
O) reacts with nitrogen dioxide (NO 2 ) and nitric oxide (NO) released from the NOx storage reduction catalyst 70,
Nitrogen dioxide (NO 2 ) and nitric oxide (NO) will be reduced to nitrogen (N 2 ).

【0043】即ち、排気中の炭化水素(HC)や一酸化
炭素(CO)は、先ず白金(Pt)上の酸素(O2 -又は
2-)と反応して酸化せしめられる。続いて、白金(P
t)上の酸素(O2 -又はO2-)が消費された後に排気中
に炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)が残存してい
れば、それらの炭化水素(HC)や一酸化炭素(C
O)、(特に、酸素(O2 -又はO2-)によって部分酸化
された炭化水素(HC)及び一酸化炭素(CO)の活性
種)が吸蔵還元型NOx触媒70から放出された窒素酸
化物(NOx)及び内燃機関1から排出された窒素酸化
物(NOx)を窒素(N2)に還元せしめる。
That is, hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas are first reacted with oxygen (O 2 or O 2− ) on platinum (Pt) to be oxidized. Then, platinum (P
t) If hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) remain in the exhaust gas after the oxygen (O 2 or O 2− ) above is consumed, those hydrocarbons (HC) and Carbon oxide (C
O), (particularly active species of hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) partially oxidized by oxygen (O 2 or O 2 )) released from the NOx storage reduction catalyst 70 and oxidized by nitrogen. The substances (NOx) and nitrogen oxides (NOx) discharged from the internal combustion engine 1 are reduced to nitrogen (N 2 ).

【0044】上記したような吸蔵還元型NOx触媒70
によれば、排気空燃比がリーン空燃比であるときは、排
気中の窒素酸化物(NOx)が吸蔵還元型NOx触媒70
に吸収されて排気中の窒素酸化物(NOx)が除去さ
れ、排気空燃比が理論空燃比又はリッチ空燃比であると
きは、吸蔵還元型NOx触媒70に吸収されていた窒素
酸化物(NOx)が該吸蔵還元型NOx触媒70から放出
されつつ窒素(N2)に還元されるとともに、内燃機関
1から排出された窒素酸化物(NOx)も吸蔵還元型N
Ox触媒70において窒素(N2)等に還元されることに
なる。
The storage reduction type NOx catalyst 70 as described above.
According to the above, when the exhaust air-fuel ratio is the lean air-fuel ratio, the nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas are stored / reduced NOx catalyst 70.
When the exhaust air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the nitrogen oxides (NOx) absorbed in the NOx catalyst 70 are reduced. Is reduced to nitrogen (N 2 ) while being released from the NOx storage reduction catalyst 70, and the nitrogen oxides (NOx) discharged from the internal combustion engine 1 are also stored reduction Nx.
The Ox catalyst 70 is reduced to nitrogen (N2) or the like.

【0045】このように構成された内燃機関1には、該
内燃機関1の運転状態を制御するための電子制御ユニッ
ト(Electronic Control Unit:ECU)11が併設さ
れている。このECU11は、例えば、双方向性バスに
よって相互に接続された、CPU、ROM、RAM、バ
ックアップRAM、入力ポート、或いは出力ポート等か
ら構成されている。
An electronic control unit (ECU) 11 for controlling the operating state of the internal combustion engine 1 is attached to the internal combustion engine 1 thus constructed. The ECU 11 is composed of, for example, a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, an input port, an output port, and the like, which are mutually connected by a bidirectional bus.

【0046】前記ECU11には、内燃機関1の図示し
ないクランクシャフトが所定の角度(例えば、10°)
回転する度にパルス信号を出力するクランクポジション
センサ12や、車室内に設けられたアクセルペダル13
の操作量に対応した電気信号を出力するアクセルポジシ
ョンセンサ14等の各種センサに加え、燃料添加ノズル
8が電気的に接続され、前記したクランクポジションセ
ンサ12やアクセルポジションセンサ14等の出力信号
をパラメータとして燃料添加ノズル8を制御することが
可能となっている。
A crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 1 has a predetermined angle (for example, 10 °) in the ECU 11.
A crank position sensor 12 that outputs a pulse signal each time it rotates, and an accelerator pedal 13 provided in the vehicle interior
In addition to various sensors such as the accelerator position sensor 14 which outputs an electric signal corresponding to the operation amount of the fuel addition nozzle 8, the fuel addition nozzle 8 is electrically connected, and the output signals of the crank position sensor 12 and the accelerator position sensor 14 described above are used as parameters. As a result, it is possible to control the fuel addition nozzle 8.

【0047】例えば、内燃機関1のようなディーゼル機
関では、大部分の運転領域において希薄燃焼運転される
ため、吸蔵還元型NOx触媒70に流入する排気の空燃
比も大部分の運転領域においてリーン空燃比となり、吸
蔵還元型NOx触媒70のNOx吸収作用に対してNOx
放出作用が間に合わなくなり、吸蔵還元型NOx触媒7
0のNOx吸収能力が飽和することが想定される。
For example, in a diesel engine such as the internal combustion engine 1, since lean burn operation is performed in most operating regions, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 70 is also lean in most operating regions. The fuel ratio becomes the NOx with respect to the NOx absorbing action of the NOx storage reduction catalyst 70.
The release action is not in time, and the NOx storage reduction catalyst 7
It is assumed that the NOx absorption capacity of 0 is saturated.

【0048】これに対し、ECU11は、内燃機関1が
希薄燃焼運転されている場合に、吸蔵還元型NOx触媒
70に流入する排気の空燃比を比較的短い周期でスパイ
ク的(短時間)に理論空燃比又はリッチ空燃比とすべく
還元剤添加ノズル8を制御する、所謂リッチスパイク制
御を実行することにより、吸蔵還元型NOx触媒70に
おいて短周期的に窒素酸化物(NOx)の放出及び還元
が行われるようにしている。
On the other hand, when the internal combustion engine 1 is in the lean burn operation, the ECU 11 theoretically makes the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 70 into a spike (short time) in a relatively short cycle. By executing the so-called rich spike control for controlling the reducing agent addition nozzle 8 so as to obtain the air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the storage and reduction type NOx catalyst 70 releases and reduces nitrogen oxides (NOx) in a short cycle. I'm trying to do it.

【0049】一方、内燃機関1の燃料には硫黄(S)成
分が含まれている場合があり、そのような燃料が燃焼さ
れると燃料中の硫黄(S)成分が酸化されてSO2やS
3などの硫黄酸化物(SOx)が生成される。
On the other hand, the fuel of the internal combustion engine 1 may contain a sulfur (S) component, and when such a fuel is burned, the sulfur (S) component in the fuel is oxidized and SO 2 and S
Sulfur oxides (SOx) such as O 3 are produced.

【0050】上記したような硫黄酸化物(SOx)が排
気とともに吸蔵還元型NOx触媒70に流入すると、吸
蔵還元型NOx触媒70は窒素酸化物(NOx)と同様の
メカニズムによって硫黄酸化物(SOx)を吸収するこ
とになる。
When the above-mentioned sulfur oxide (SOx) flows into the storage reduction type NOx catalyst 70 together with the exhaust gas, the storage reduction type NOx catalyst 70 has a mechanism similar to that of the nitrogen oxide (NOx). Will be absorbed.

【0051】すなわち、吸蔵還元型NOx触媒70に流
入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときには、前
述したNOx吸収作用の説明で述べたように、酸素
(O2)がO2 -又はO2-の形で吸蔵還元型NOx触媒70
の白金(Pt)の表面に付着しているため、排気中の硫
黄酸化物(SOx)(例えば、SO2)が白金(Pt)の
表面上で酸化されてSO3となる。
[0051] That is, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 70 is lean air-fuel ratio, as described in the explanation of the NOx absorption described above, oxygen (O 2) O 2 - or O Storage-reduction type NOx catalyst 70 in the form of 2-
Since it adheres to the surface of platinum (Pt), the sulfur oxide (SOx) (for example, SO 2 ) in the exhaust gas is oxidized on the surface of platinum (Pt) to become SO 3 .

【0052】続いて、SO3は、白金(Pt)の表面で
更に酸化されながら吸蔵還元型NOx触媒70内に吸収
されて酸化バリウム(BaO)と結合し、硫酸イオン
(SO4 2 -)の形で吸蔵還元型NOx触媒70内に拡散し
て硫酸バリウム(BaSO4)を生成する。
Subsequently, SO 3 is further oxidized on the surface of platinum (Pt) and is absorbed in the NOx storage reduction catalyst 70 to be bonded to barium oxide (BaO) to form sulfate ions (SO 4 2 ). In the form, it is diffused into the NOx storage reduction catalyst 70 to produce barium sulfate (BaSO 4 ).

【0053】ところで、上記した硫酸バリウム(BaS
4)は安定していて分解しずらく、流入排気の空燃比
がリッチ空燃比にされても分解されずに吸蔵還元型NO
x触媒70内に残留してしまう。したがって、時間の経
過に伴って吸蔵還元型NOx触媒70における硫酸バリ
ウム(BaSO4)の生成量が増大すると、吸蔵還元型
NOx触媒70の吸収に関与できる酸化バリウム(Ba
O)の量が減少してしまい、以て吸蔵還元型NOx触媒
70のNOx吸収能力が低下する、所謂SOx被毒が発生
することになる。
By the way, the above barium sulfate (BaS)
O 4 ) is stable and difficult to decompose, and is not decomposed even if the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made to be a rich air-fuel ratio and the storage reduction NO
x It remains in the catalyst 70. Therefore, when the production amount of barium sulfate (BaSO 4 ) in the NOx storage reduction catalyst 70 increases with the lapse of time, barium oxide (BaO) that can participate in the absorption of the NOx storage reduction catalyst 70 increases.
The amount of O) is reduced, and as a result, so-called SOx poisoning occurs, which reduces the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst 70.

【0054】そこで、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置では、ECU11は、内燃機関1の運転履歴
等をパラメータとして吸蔵還元型NOx触媒70に吸収
された硫黄酸化物(SOx)量を推定し、その推定量が
所定の上限値に達すると吸蔵還元型NOx触媒70から
硫黄酸化物(SOx)を放出させるべく被毒解消処理を
実行するようにした。
Therefore, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the ECU 11 determines the amount of sulfur oxide (SOx) absorbed by the NOx storage reduction catalyst 70 using the operating history of the internal combustion engine 1 as a parameter. When the estimated amount reaches a predetermined upper limit value, the poisoning elimination process is executed to release the sulfur oxide (SOx) from the NOx storage reduction catalyst 70.

【0055】吸蔵還元型NOx触媒70のSOx被毒を解
消する方法としては、吸蔵還元型NOx触媒70の触媒
床温をNOx放出・還元作用が行われる場合より高い温
度域(例えば、600〜650℃)まで昇温させた上
で、排気空燃比を理論空燃比又はリッチ空燃比にする方
法が効果的であると考えられている。
As a method for eliminating SOx poisoning of the storage reduction type NOx catalyst 70, the catalyst bed temperature of the storage reduction type NOx catalyst 70 is in a higher temperature range (for example, 600 to 650) than when the NOx releasing / reducing action is performed. It is considered that a method of raising the exhaust air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio after raising the temperature to ℃) is effective.

【0056】このような方法によれば、吸蔵還元型NO
x触媒70に吸蔵されていた硫酸バリウム(BaSO4
が分解されてSO3になり、さらにSO3が排気中の炭化
水素(HC)や一酸化炭素(CO)によって還元せしめ
られ、SO2となって放出されることになる。
According to such a method, the storage reduction type NO
x Barium sulfate (BaSO 4 ) stored in the catalyst 70
Is decomposed into SO 3 , and SO 3 is reduced by hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas and released as SO 2 .

【0057】以下、被毒解消処理について具体的に説明
する。 <実施の形態1>先ず、第1の実施の形態に係るSOx
被毒解消処理について説明する。
The poisoning elimination process will be specifically described below. <First Embodiment> First, SOx according to the first embodiment.
The poisoning elimination process will be described.

【0058】本実施の形態に係るSOx被毒解消処理
は、内燃機関1がアイドル運転状態又は減速運転状態に
あるときに実行される。内燃機関1がアイドル運転状態
にあるとき、及び、内燃機関1が減速運転状態にあると
きは、排気流量が少なくなるため、燃料添加ノズル8の
噴射量が比較的少なくされても、排気空燃比を理論空燃
比又はリッチ空燃比とすることが可能となる。
The SOx poisoning elimination processing according to the present embodiment is executed when the internal combustion engine 1 is in the idle operation state or the deceleration operation state. When the internal combustion engine 1 is in the idling operation state and when the internal combustion engine 1 is in the deceleration operation state, the exhaust gas flow rate is small, so even if the injection amount of the fuel addition nozzle 8 is made relatively small, the exhaust air-fuel ratio Can be the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio.

【0059】その際、吸気絞り弁5の開度が絞られる
と、内燃機関1の吸気量が減少され、それに応じて排気
流量が更に減少するため、燃料添加ノズル8の噴射量が
更に少なくされても、排気空燃比を理論空燃比又はリッ
チ空燃比とすることが可能となる。
At this time, when the opening degree of the intake throttle valve 5 is reduced, the intake amount of the internal combustion engine 1 is reduced, and the exhaust flow rate is further reduced accordingly, so that the injection amount of the fuel addition nozzle 8 is further reduced. However, the exhaust air-fuel ratio can be made the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio.

【0060】以下、本実施の形態におけるSOx被毒解
消処理について図3のフローチャートに沿って説明す
る。図3に示すフローチャートは、SOx被毒解消処理
ルーチンを示すフローチャートであり、前記SOx被毒
解消処理ルーチンは、ECU11によって所定時間毎
(例えば、クランクポジションセンサ12がパルス信号
を出力する度)に繰り返し実行されるルーチンである。
The SOx poisoning elimination processing in this embodiment will be described below with reference to the flowchart of FIG. The flowchart shown in FIG. 3 is a flowchart showing a SOx poisoning elimination processing routine, and the SOx poisoning elimination processing routine is repeated by the ECU 11 every predetermined time (for example, every time the crank position sensor 12 outputs a pulse signal). It is a routine that is executed.

【0061】<ステップ101>先ず、ステップ101
では、ECU11は、吸蔵還元型NOx触媒70に吸収
されている硫黄酸化物(SOx)量を推定する。硫黄酸
化物(SOx)の吸収量を推定する方法としては、機関
回転数とアクセルポジションセンサ14の出力信号値
(アクセル開度)とをパラメータとして単位時間当たり
の吸蔵還元型NOx触媒70に吸蔵される硫黄酸化物
(SOx)量を算出し、それを累積することにより吸蔵
還元型NOx触媒70の硫黄酸化物(SOx)吸収量を推
定する方法を例示することができる。
<Step 101> First, step 101
Then, the ECU 11 estimates the amount of sulfur oxide (SOx) absorbed by the NOx storage reduction catalyst 70. As a method for estimating the amount of absorption of sulfur oxide (SOx), the engine speed and the output signal value (accelerator opening) of the accelerator position sensor 14 are stored as parameters in the NOx storage reduction catalyst 70 per unit time. An example is a method of estimating the amount of sulfur oxide (SOx) absorbed by the NOx storage reduction catalyst 70 by calculating the amount of sulfur oxide (SOx) and accumulating it.

【0062】その際、機関回転数とアクセル開度とSO
x吸収量との関係を予め実験的に求めておき、それらの
関係を予めマップ化しておくようにしてもよい。 <ステップ102>ステップ102では、ECU11
は、前記ステップ101において算出された硫黄酸化物
(SOx)吸収量が所定の上限値以上であるか否かを判
別する。その際、硫黄酸化物(SOx)吸収量が所定の
上限値未満であると判定されると、ECU11は、本ル
ーチンの実行を一旦終了する。一方、硫黄酸化物(SO
x)吸収量が所定の上限値以上であると判定されると、
ECU11は、ステップ103へ進むことになる。
At this time, the engine speed, accelerator opening and SO
The relationship with the x absorption amount may be experimentally obtained in advance, and the relationship may be mapped in advance. <Step 102> In step 102, the ECU 11
Determines whether or not the sulfur oxide (SOx) absorption amount calculated in step 101 is equal to or greater than a predetermined upper limit value. At this time, if it is determined that the amount of absorbed sulfur oxide (SOx) is less than the predetermined upper limit value, the ECU 11 once ends the execution of this routine. On the other hand, sulfur oxide (SO
x) When it is determined that the absorption amount is equal to or larger than the predetermined upper limit value,
The ECU 11 will proceed to step 103.

【0063】<ステップ103>ステップ103では、
ECU11は、内燃機関1が減速運転状態にあるか否か
を判定する。内燃機関1の減速運転状態を判定する方法
としては、アクセル開度が“零”である、車両の走行速
度が“0”ではない、あるいは、図示しないブレーキペ
ダルの操作量が“0”ではない、等の条件が成立してい
るときに内燃機関1が減速運転状態にあると判定する方
法を例示することができる。
<Step 103> In Step 103,
The ECU 11 determines whether the internal combustion engine 1 is in the decelerating operation state. As a method for determining the decelerating operation state of the internal combustion engine 1, the accelerator opening is "zero", the traveling speed of the vehicle is not "0", or the operation amount of a brake pedal (not shown) is not "0". It is possible to exemplify a method of determining that the internal combustion engine 1 is in the decelerating operation state when the conditions such as, are satisfied.

【0064】このステップ103において内燃機関1が
減速運転状態にないと判定された場合は、ECU11
は、ステップ104へ進む。一方、ステップ103にお
いて内燃機関1が減速運転状態にあると判定された場合
は、ECU11は、ステップ105へ進む。
If it is determined in step 103 that the internal combustion engine 1 is not in the decelerating operation state, the ECU 11
Proceeds to step 104. On the other hand, if it is determined in step 103 that the internal combustion engine 1 is in the decelerating operation state, the ECU 11 proceeds to step 105.

【0065】<ステップ104>ステップ104では、
ECU11は、内燃機関1がアイドル運転状態にあるか
否かを判定する。内燃機関1のアイドル運転状態を判定
する方法としては、アクセル開度が“0”である、機関
回転数が所定回転数以下である、或いは車両の走行速度
が“0”である、等の条件が成立しているときに内燃機
関1がアイドル運転状態にあると判定する方法を例示す
ることができる。
<Step 104> In Step 104,
The ECU 11 determines whether the internal combustion engine 1 is in the idle operation state. As a method of determining the idle operation state of the internal combustion engine 1, conditions such as the accelerator opening being "0", the engine speed being equal to or less than a predetermined speed, or the vehicle traveling speed being "0" A method of determining that the internal combustion engine 1 is in the idle operation state can be exemplified.

【0066】このステップ104において内燃機関1の
運転状態がアイドル運転状態にないと判定された場合
は、ECU11は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
一方、ステップ104において内燃機関1の運転状態が
アイドル運転状態にあると判定された場合は、ECU1
1は、ステップ105へ進む。
When it is determined in step 104 that the operating state of the internal combustion engine 1 is not the idle operating state, the ECU 11 once ends the execution of this routine.
On the other hand, if it is determined in step 104 that the operating state of the internal combustion engine 1 is the idle operating state, the ECU 1
1 proceeds to step 105.

【0067】<ステップ105>ステップ105では、
ECU11は、吸蔵還元型NOx触媒70のSOx被毒を
回復させるべく、被毒解消処理を実行する。被毒解消処
理では、ECU11は、例えば、還元剤噴射ノズル8か
ら排気管6内へ還元剤を添加させることにより、吸蔵還
元型NOx触媒70に流入する排気の空燃比を理論空燃
比又はリッチ空燃比とし、以て吸蔵還元型NOx触媒7
0の床温を高めつつ吸蔵還元型NOx触媒70から硫黄
酸化物(SOx)を放出させる。
<Step 105> In Step 105,
The ECU 11 executes poisoning elimination processing in order to recover SOx poisoning of the NOx storage reduction catalyst 70. In the poisoning elimination process, the ECU 11 adds the reducing agent from the reducing agent injection nozzle 8 into the exhaust pipe 6 to change the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 70 to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio. As the fuel ratio, the NOx storage reduction catalyst 7
Sulfur oxides (SOx) are released from the NOx storage reduction catalyst 70 while increasing the bed temperature of zero.

【0068】このようにECU11が上記の被毒解消処
理ルーチンを実行することにより、本発明に係る被毒解
消手段が実現されることになる。従って、本実施の形態
に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、内燃機関1が
アイドル運転状態にあるときに加えて、内燃機関1が減
速運転状態にあるときも被毒解消処理が実行されること
になるため、内燃機関1がアイドル運転状態にあるとき
にのみSOx被毒解消処理が実行される場合に比して、
SOx被毒解消処理の実行時間を十分に確保することが
可能となる。
The poisoning elimination means according to the present invention is realized by the ECU 11 thus executing the poisoning elimination processing routine. Therefore, according to the exhaust gas purification apparatus for the internal combustion engine according to the present embodiment, the poisoning elimination process is executed not only when the internal combustion engine 1 is in the idle operation state but also when the internal combustion engine 1 is in the deceleration operation state. Therefore, as compared with the case where the SOx poisoning elimination process is executed only when the internal combustion engine 1 is in the idle operation state,
It is possible to secure a sufficient execution time for the SOx poisoning elimination processing.

【0069】<実施の形態2>次に、第2の実施の形態
に係るSOx被毒解消処理について述べる。本実施の形
態に係るSOx被毒解消処理では、SOx被毒解消処理の
実行中の内燃機関1の運転状態を監視し、SOx被毒解
消処理の実行中に内燃機関1の運転状態がアイドル運転
状態から加速運転状態に移行すると、燃料添加ノズル8
による燃料添加を禁止する。
<Second Embodiment> Next, the SOx poisoning elimination process according to the second embodiment will be described. In the SOx poisoning elimination processing according to the present embodiment, the operating state of the internal combustion engine 1 during the execution of the SOx poisoning elimination processing is monitored, and the operating state of the internal combustion engine 1 is in the idle operation during the execution of the SOx poisoning elimination processing. When the state is changed to the accelerated operation state, the fuel addition nozzle 8
Prohibit fuel addition by.

【0070】内燃機関1がアイドル運転状態にあるとき
に燃料添加ノズル8から排気管6内へ添加された燃料
は、その全てが吸蔵還元型NOx触媒70へ到達する訳
ではなく、吸蔵還元型NOx触媒70より上流の排気管
6の壁面等に付着して滞留することになる。
Not all of the fuel added from the fuel addition nozzle 8 into the exhaust pipe 6 when the internal combustion engine 1 is in the idle operation state reaches the NOx storage reduction catalyst 70, but the NOx storage reduction type. It adheres to the wall surface and the like of the exhaust pipe 6 upstream of the catalyst 70 and stays there.

【0071】SOx被毒解消処理の実行中に内燃機関1
のアイドル運転状態が長期間にわたって継続されると、
吸蔵還元型NOx触媒70より上流の排気管6内に滞留
する燃料量が増加する。このような状況下で内燃機関1
の運転状態がアイドル運転状態から加速運転状態へ移行
すると、吸蔵還元型NOx触媒70より上流の排気管6
内に滞留していた多量の燃料が一斉に吸蔵還元型NOx
触媒70に流入し、それらの燃料が吸蔵還元型NOx触
媒70において急激に燃焼する場合がある。
During execution of SOx poisoning elimination processing, the internal combustion engine 1
If the idle operation state of continues for a long time,
The amount of fuel retained in the exhaust pipe 6 upstream of the NOx storage reduction catalyst 70 increases. Under such circumstances, the internal combustion engine 1
When the operating state of NOx shifts from the idle operating state to the accelerated operating state, the exhaust pipe 6 upstream of the NOx storage reduction catalyst 70
A large amount of fuel that had accumulated inside was simultaneously stored and reduced NOx
There is a case where the fuel flows into the catalyst 70 and abruptly combusts the fuel in the NOx storage reduction catalyst 70.

【0072】このように吸蔵還元型NOx触媒70にお
いて多量の燃料が急激に燃焼すると、燃料が燃焼する際
に発生する熱によって吸蔵還元型NOx触媒70が過熱
され、吸蔵還元型NOx触媒70が熱劣化する可能性が
ある。
When a large amount of fuel rapidly burns in the NOx storage reduction catalyst 70 in this way, the NOx storage reduction catalyst 70 is overheated by the heat generated when the fuel burns, and the NOx storage reduction catalyst 70 heats up. It may deteriorate.

【0073】これに対し、本実施の形態に係るSOx被
毒解消処理では、ECU11がアイドル運転の継続時間
を監視し、その継続時間が所定時間以上になると燃料添
加ノズル8から排気管6内への燃料添加を禁止するよう
にした。
On the other hand, in the SOx poisoning elimination processing according to the present embodiment, the ECU 11 monitors the duration of the idle operation, and when the duration becomes a predetermined time or longer, the fuel addition nozzle 8 moves into the exhaust pipe 6. Banned the addition of fuel.

【0074】更に、本実施の形態に係るSOx被毒解消
処理では、内燃機関1が所定時間以上継続してアイドル
運転された後に加速運転状態へ継続されると、加速運転
が開始された時点から所定の期間は燃料添加ノズル8か
ら排気管6内への燃料添加を防止するようにした。
Further, in the SOx poisoning elimination processing according to the present embodiment, when the internal combustion engine 1 is continuously idled for a predetermined time or longer and then is kept in the accelerated operation state, the acceleration operation is started from the time when the acceleration operation is started. The fuel addition from the fuel addition nozzle 8 into the exhaust pipe 6 is prevented for a predetermined period.

【0075】尚、上記した所定期間は、予め設定されて
いる固定値であってもよく、あるいはアイドル運転状態
の継続時間に応じて変更される可変値であってもよい。
以下、本実施の形態におけるSOx被毒解消処理につい
て図4のフローチャートに沿って説明する。
The above-mentioned predetermined period may be a preset fixed value or a variable value that is changed according to the duration of the idle operation state.
Hereinafter, the SOx poisoning elimination processing according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0076】図4に示すフローチャートは、SOx被毒
解消処理監視ルーチンを示すフローチャートであり、前
記SOx被毒解消処理監視ルーチンは、ECU11によ
って所定時間毎(例えば、クランクポジションセンサ1
2がパルス信号を出力する度)に繰り返し実行されるル
ーチンである。
The flowchart shown in FIG. 4 is a flowchart showing a SOx poisoning elimination processing monitoring routine. The SOx poisoning elimination processing monitoring routine is executed by the ECU 11 at predetermined time intervals (for example, the crank position sensor 1).
2 is a routine that is repeatedly executed each time a pulse signal is output).

【0077】<ステップ201>ステップ201では、
ECU11は、SOx被毒解消処理が実行中であるか否
かを判別する。
<Step 201> In Step 201,
The ECU 11 determines whether the SOx poisoning elimination process is being executed.

【0078】このステップ201においてSOx被毒解
消処理が実行中ではないと判定された場合は、ECU1
1は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、ステッ
プ201においてSOx被毒解消処理が実行中であると
判定された場合は、ECU11は、ステップ202へ進
む。
If it is determined in step 201 that the SOx poisoning elimination processing is not being executed, the ECU 1
1 temporarily ends the execution of this routine. On the other hand, when it is determined in step 201 that the SOx poisoning elimination process is being executed, the ECU 11 proceeds to step 202.

【0079】<ステップ202>ステップ202では、
ECU11は、アイドル運転状態の継続時間が所定時間
未満であるか否か、又はアイドル運転状態から加速運転
状態へ移行した時点からの経過時間が所定時間より長い
か否かを判別する。
<Step 202> In Step 202,
The ECU 11 determines whether the duration of the idle operation state is less than a predetermined time, or whether the elapsed time from the time of shifting from the idle operation state to the acceleration operation state is longer than the predetermined time.

【0080】このステップ202においてアイドル運転
状態の継続時間が所定時間未満である、或いはアイドル
運転状態から加速運転状態へ移行した時点からの経過時
間が所定時間より長いと判定した場合は、ECU11
は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
If it is determined in step 202 that the duration of the idle operation state is less than the predetermined time, or the elapsed time from the time of shifting from the idle operation state to the acceleration operation state is longer than the predetermined time, the ECU 11
Ends the execution of this routine once.

【0081】一方、ステップ202においてアイドル運
転状態の継続時間が所定時間以上であり、且つアイドル
運転状態から加速運転状態へ移行した時点からの経過時
間が所定時間以下であると判定された場合は、ECU1
1は、ステップ203へ進む。
On the other hand, if it is determined in step 202 that the duration of the idle operation state is equal to or longer than the predetermined time and the elapsed time from the time when the idle operation state is changed to the acceleration operation state is equal to or shorter than the predetermined time, ECU1
1 proceeds to step 203.

【0082】<ステップ203>ステップ203では、
ECU11は、燃料添加ノズル8から排気管6内への燃
料添加を禁止する。
<Step 203> In Step 203,
The ECU 11 prohibits fuel addition from the fuel addition nozzle 8 into the exhaust pipe 6.

【0083】以上述べた実施の形態によれば、SOx被
毒解消処理の実行中に内燃機関1が所定時間以上継続し
てアイドル運転された後に加速運転へ移行した場合に、
アイドル運転時に排気管6に滞留した燃料と、燃料添加
ノズル8から添加された燃料とが一斉に吸蔵還元型NO
x触媒70へ流入することがなくなるため、吸蔵還元型
NOx触媒70において過剰な燃料が急激に燃焼するこ
とが無く、以て吸蔵還元型NOx触媒70の過熱による
劣化が防止されることになる。
According to the above-described embodiment, when the internal combustion engine 1 is idling continuously for a predetermined time or longer during execution of the SOx poisoning elimination processing, and then shifts to acceleration operation,
The fuel accumulated in the exhaust pipe 6 during the idle operation and the fuel added from the fuel addition nozzle 8 are simultaneously stored and reduced NO
Since it does not flow into the x-catalyst 70, excessive fuel does not burn rapidly in the NOx storage reduction catalyst 70, so that deterioration of the occlusion reduction NOx catalyst 70 due to overheating is prevented.

【0084】[0084]

【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置で
は、NOx吸収材又はNOx触媒の酸化物による被毒を解
消する必要が生じると、内燃機関がアイドル運転状態に
あるときに加え、内燃機関が減速運転状態にあるときも
被毒解消処理が実行されることになるため、被毒解消処
理の実行領域が拡大され、以て被毒解消処理の実行時間
を十分に確保することが容易となる。
In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when it is necessary to eliminate the poisoning due to the oxide of the NOx absorbent or the NOx catalyst, the internal combustion engine is not only added to the idle operation state, Since the poisoning elimination processing is executed even when the engine is in the deceleration operation state, the execution area of the poisoning elimination processing is expanded, and thus it is easy to secure sufficient execution time for the poisoning elimination processing. Becomes

【0085】この結果、NOx吸収材又はNOx触媒の酸
化物による被毒を短期間で解消することが可能となる。
また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、
被毒解消処理において排気の空燃比を理論空燃比又はリ
ッチ空燃比とする必要があっても、内燃機関がアイドル
運転状態にあるとき及び減速運転状態にあるときのよう
に排気の流量が比較的少ないときに被毒解消処理が実行
されるため、比較的少量の燃料によって排気空燃比を理
論空燃比又はリッチ空燃比にすることが可能となる。
As a result, the poisoning of the NOx absorbent or the NOx catalyst by the oxide can be eliminated in a short period of time.
Further, according to the exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the present invention,
Even if it is necessary to set the air-fuel ratio of the exhaust gas to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio in the poisoning elimination processing, the flow rate of the exhaust gas is relatively low as when the internal combustion engine is in the idle operation state and the deceleration operation state. Since the poisoning elimination processing is executed when the amount is small, it is possible to make the exhaust air-fuel ratio the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio with a relatively small amount of fuel.

【0086】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置がNOx触媒より上流の排気通路へ還元剤を添加する
還元剤添加手段を備えている場合は、被毒解消処理が実
行されている状況下で内燃機関が所定時間以上のアイド
ル運転状態を継続した後に加速運転状態へ移行すると、
加速運転の開始から所定の期間において還元剤の添加が
禁止されるため、アイドル運転時に排気通路に滞留した
還元剤と、還元剤添加手段により排気通路へ添加された
還元剤とが一斉にNOx触媒に流入することがない。
Further, when the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is equipped with a reducing agent addition means for adding a reducing agent to the exhaust passage upstream of the NOx catalyst, the poisoning elimination processing is being executed. If the internal combustion engine shifts to the acceleration operation state after continuing the idle operation state for a predetermined time or more below,
Since the addition of the reducing agent is prohibited for a predetermined period from the start of the acceleration operation, the reducing agent staying in the exhaust passage during the idle operation and the reducing agent added to the exhaust passage by the reducing agent addition means are simultaneously NOx catalyst. Never flow into.

【0087】この結果、NOx触媒において過剰な還元
剤が一斉に酸化(燃焼)するようなことがなく、還元剤
の燃焼に起因したNOx触媒の過熱が防止され、以てN
Ox触媒の熱劣化を抑制することが可能となる。
As a result, the excessive reducing agent is not simultaneously oxidized (combusted) in the NOx catalyst, and the NOx catalyst is prevented from being overheated due to the combustion of the reducing agent.
It is possible to suppress the thermal deterioration of the Ox catalyst.

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

【図1】内燃機関の全体図FIG. 1 Overall view of internal combustion engine

【図2】吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸放出メカニズム
を説明する図
FIG. 2 is a diagram for explaining a NOx absorption / release mechanism of an NOx storage reduction catalyst.

【図3】第1の実施の形態に係るSOx被毒解消処理ル
ーチンを示すフローチャート図
FIG. 3 is a flowchart showing a SOx poisoning elimination processing routine according to the first embodiment.

【図4】第2の実施の形態に係るSOx被毒解消処理監
視ルーチンを示すフローチャート図
FIG. 4 is a flowchart showing a SOx poisoning elimination processing monitoring routine according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・内燃機関 2・・・吸気枝管 3・・・排気枝管 4・・・吸気管 5・・・吸気絞り弁 6・・・排気管 7・・・ケーシング 70・・吸蔵還元型NOx触媒 8・・・燃料添加ノズル 9・・・燃料配管 10・・燃料ポンプ 11・・ECU 12・・クランクポジションセンサ 13・・アクセルペダル 14・・アクセルポジションセンサ 1 ... Internal combustion engine 2 ... Intake branch pipe 3 ... Exhaust branch pipe 4 ... Intake pipe 5 ... Intake throttle valve 6 ... Exhaust pipe 7 ... Casing 70 ··· NOx storage reduction catalyst 8 ... Fuel addition nozzle 9 ... Fuel piping 10 ... Fuel pump 11 ... ECU 12 ... Crank position sensor 13 ... Accelerator pedal 14 ... Accelerator position sensor

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F01N 3/28 301 B01D 53/36 ZABK 3/36 101A 101B (72)発明者 松岡 広樹 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 林 孝太郎 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 石山 忍 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 大坪 康彦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 曲田 尚史 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 小林 正明 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 柴田 大介 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 小田 富久 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 原田 泰生 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 小野 智幸 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2000−87732(JP,A) 特開 平6−307232(JP,A) 特開2000−120428(JP,A) 特開 平10−317946(JP,A) 特開2000−73743(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/36 B01D 53/86 B01D 53/94 Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F01N 3/28 301 B01D 53/36 ZABK 3/36 101A 101B (72) Inventor Hiroki Matsuoka 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Kotaro Hayashi 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Shinobu Ishiyama 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Yasuhiko Otsubo 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Naofumi Kagata 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Company, Ltd. (72) Masaaki Kobayashi 1, Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Address Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Daisuke Shibata 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Tomihisa Oda 1 Toyota Town, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. ( 72) Inventor Yasuo Harada Ai Toyota-cho, Toyota-shi, Japan (72) Inventor Tomoyuki Ono Tomo-cho, Toyota-shi, Aichi 1-cho, Toyota-cho, Toyota (56) Reference JP 2000-87732 (JP, A) Special Kaihei 6-307232 (JP, A) JP 2000-120428 (JP, A) JP 10-317946 (JP, A) JP 2000-73743 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F01N 3/08-3/36 B01D 53/86 B01D 53/94

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路に設けられ流入排気
の酸素濃度が高いときは窒素酸化物を吸蔵し流入排気の
酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵して
いた窒素酸化物を放出しつつ還元・浄化するNOx触媒
と、 前記NOx触媒より上流の排気通路へ還元剤を添加する
還元剤添加手段と、 前記NOx触媒の酸化物による被毒を解消する必要が生
じると、前記内燃機関が減速運転状態及びアイドル運転
状態にあるときに、前記NOx触媒の被毒を解消すべく
前記還元剤添加手段を制御する被毒解消手段と、 を備え、 前記被毒解消手段は、前記NOx触媒の酸化物による被
毒を解消する必要がある状況下において、 前記内燃機関が減速運転状態又はアイドル運転状態にあ
るときは、前記NOx触媒に流入する排気の空燃比が理
論空燃比又はリッチ空燃比となるよう前記還元剤添加手
段を制御し、 前記内燃機関が減速運転状態及びアイドル運転状態にな
いときは、前記NOx触媒に流入する排気の空燃比がリ
ーン空燃比となるよう前記還元剤添加手段を制御し、 さらに、前記被毒解消手段は、被毒解消処理の実行中に
前記内燃機関が所定時間以上継続してアイドル運転され
た後に加速運転されると、加速運転の開始時点から所定
期間は還元剤の添加を禁止すべく前記還元剤添加手段を
制御することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
1. Inflow exhaust gas provided in an exhaust passage of an internal combustion engine
When the oxygen concentration in the
If the oxygen concentration is low and a reducing agent is present, store it
NOx catalyst that reduces and purifies existing nitrogen oxides
And adding a reducing agent to the exhaust passage upstream of the NOx catalyst
It is necessary to eliminate the poisoning by the reducing agent addition means and the oxide of the NOx catalyst.
If the internal combustion engine is in the decelerating operation state and the idle operation,
In order to eliminate poisoning of the NOx catalyst when in the state
Poisoning elimination means for controlling the reducing agent addition means , wherein the poisoning elimination means is exposed to oxides of the NOx catalyst.
Under the situation where it is necessary to eliminate the poison, the internal combustion engine is in the deceleration operation state or the idle operation state.
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is
The reducing agent is added to achieve the theoretical air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio.
The internal combustion engine to the decelerating operating state and the idle operating state.
If the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the NOx catalyst is
Controlling said reducing agent addition means so as to be over down air, further, the poisoning eliminating means during the execution of the poisoning recovery process
The internal combustion engine is idling continuously for a predetermined time or longer.
If acceleration is performed after
During the period, the above-mentioned reducing agent addition means is used to prohibit the addition of reducing agent.
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, which is controlled.
【請求項2】 前記被毒解消手段は、前記内燃機関のア
イドル運転継続時間に基づいて前記所定期間を決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化
装置。
2. The poisoning eliminating means is an engine of the internal combustion engine.
Determine the predetermined period based on the idle operation duration
Exhaust gas purification of an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that
apparatus.
【請求項3】 内燃機関の排気通路に設けられ流入排気
の酸素濃度が高いときは窒素酸化物を吸蔵し流入排気の
酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵して
いた窒素酸化物を放出しつつ還元・浄化するNOx触媒
と、 前記NOx触媒より上流の排気通路へ還元剤を添加する
還元剤添加手段と、 前記NOx触媒の酸化物による被毒を解消する必要が生
じると、前記内燃機関 が減速運転状態及びアイドル運転
状態にあるときに、前記NOx触媒の被毒を解消すべく
前記還元剤添加手段を制御する被毒解消手段と、 を備え、 前記被毒解消手段は、前記NOx触媒の酸化物による被
毒を解消する必要がある状況下において、 前記内燃機関が減速運転状態又はアイドル運転状態にあ
るときは、前記NOx触媒に流入する排気の空燃比が理
論空燃比又はリッチ空燃比となるよう前記還元剤添加手
段を制御し、 前記内燃機関が減速運転状態及びアイドル運転状態にな
いときは、前記NOx触媒に流入する排気の空燃比がリ
ーン空燃比となるよう前記還元剤添加手段を制御し、 さらに、前記被毒解消手段は、前記内燃機関のアイドル
運転継続時間が、NOx触媒上流の排気通路壁面への還
元剤付着量から設定される上限値を越えると、還元剤の
添加を禁止すべく前記還元剤添加手段を制御することを
特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
3. Inflow exhaust gas provided in an exhaust passage of an internal combustion engine
When the oxygen concentration in the
If the oxygen concentration is low and a reducing agent is present, store it
NOx catalyst that reduces and purifies existing nitrogen oxides
And adding a reducing agent to the exhaust passage upstream of the NOx catalyst
It is necessary to eliminate the poisoning by the reducing agent addition means and the oxide of the NOx catalyst.
If the internal combustion engine is in the decelerating operation state and the idle operation,
In order to eliminate poisoning of the NOx catalyst when in the state
Poisoning elimination means for controlling the reducing agent addition means , wherein the poisoning elimination means is exposed to oxides of the NOx catalyst.
Under the situation where it is necessary to eliminate the poison, the internal combustion engine is in the deceleration operation state or the idle operation state.
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is
The reducing agent is added to achieve the theoretical air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio.
The internal combustion engine to the decelerating operating state and the idle operating state.
If the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the NOx catalyst is
The reducing agent adding means is controlled so that the air-fuel ratio becomes equal to the engine air-fuel ratio, and the poisoning eliminating means is an idle engine of the internal combustion engine.
Operation duration returned to the wall of the exhaust passage upstream of the NOx catalyst
If the upper limit set by the amount of base agent is exceeded,
To control the reducing agent addition means to prohibit addition.
An exhaust purification device for an internal combustion engine.
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