JP4609178B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.
機関から排出される排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタと、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のNOxを吸蔵し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸蔵しているNOxを放出するNOxトラップ触媒とを機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタを再生するときにはまず初めにパティキュレートフィルタの温度を再生可能なほぼ600℃以上まで昇温させる昇温制御を行い、次いで排気ガスの空燃比がリーンのもとでパティキュレートフィルタの温度をほぼ600℃以上に保持してパティキュレートフィルタ上に堆積したパティキュレートを燃焼させ、それによってパティキュレートフィルタを再生するようにした内燃機関が公知である(例えば特許文献1を参照)。
ところでNOxトラップ触媒が排気ガス中のNOxを吸蔵しうるNOxトラップ触媒の上限温度はほぼ500℃であってパティキュレートフィルタを再生可能な温度に比べてかなり低い。一方、パティキュレートフィルタを再生すべく排気ガスの空燃比がリーンのもとでパティキュレートフィルタの温度がほぼ600℃以上に保持されるときにはNOxトラップ触媒の温度はNOxトラップ触媒がNOxを吸蔵しうる温度よりもかなり高い温度となる。従ってパティキュレートフィルタの再生作用が行われるときには排気ガスの空燃比がリーンとされて排気ガス中には多量のNOxが含まれているにもかかわらず、NOxトラップ触媒によるNOxの吸蔵作用が行われないために多量のNOxが大気中に放出されるという問題がある。 Incidentally, the upper limit temperature of the NOx trap catalyst at which the NOx trap catalyst can store NOx in the exhaust gas is approximately 500 ° C., which is considerably lower than the temperature at which the particulate filter can be regenerated. On the other hand, when the temperature of the particulate filter is maintained at approximately 600 ° C. or higher with the air-fuel ratio of the exhaust gas being lean to regenerate the particulate filter, the temperature of the NOx trap catalyst is such that the NOx trap catalyst can store NOx. The temperature is considerably higher than the temperature. Therefore, when the regeneration action of the particulate filter is performed, the NOx occlusion action is performed by the NOx trap catalyst even though the exhaust gas air-fuel ratio is lean and the exhaust gas contains a large amount of NOx. Therefore, there is a problem that a large amount of NOx is released into the atmosphere.
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排気ガス中のNOxを吸蔵し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸蔵しているNOxを放出するNOx吸蔵還元触媒を機関排気通路内に配置し、NOx吸蔵還元触媒下流の機関排気通路内に排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタを配置し、パティキュレートフィルタを再生するときにはまず初めにパティキュレートフィルタの温度を再生可能な温度まで昇温させる昇温制御が行われ、次いでパティキュレートフィルタを再生するための再生処理が行われる内燃機関の排気浄化装置において、パティキュレートフィルタの再生処理中、パティキュレートフィルタの温度をパティキュレートフィルタの再生目標温度範囲内に維持しつつNOx吸蔵還元触媒の温度がパティキュレートフィルタの温度よりも低いNOxを吸蔵しうる温度になるように、NOx吸蔵還元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンのもとで間欠的に繰返しリッチにされる間欠リッチ空燃比期間と、NOx吸蔵還元触媒に流入する排気ガスの空燃比が継続的にリーンに維持されるリーン空燃比期間とが交互に繰返される。 In order to solve the above problems, according to the present invention, NOx in the exhaust gas is occluded when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, and the NOx occluded when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich. A NOx storage reduction catalyst that releases NOx is disposed in the engine exhaust passage, and a particulate filter for collecting particulates contained in the exhaust gas is disposed in the engine exhaust passage downstream of the NOx storage reduction catalyst. In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, temperature increase control is first performed to raise the temperature of the particulate filter to a reproducible temperature when the filter is regenerated, and then regeneration processing is performed to regenerate the particulate filter. during regeneration process of the particulate filter, the temperature of the particulate of the particulate filter Fi As the temperature of the NOx storage reduction catalyst to a temperature capable of occluding lower NOx than the temperature of the particulate filter while maintaining the reproduction target temperature range of data, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage-reduction catalyst The intermittent rich air-fuel ratio period in which the exhaust gas is intermittently rich repeatedly under lean and the lean air-fuel ratio period in which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst is continuously kept lean are alternately repeated. It is.
また、上記問題点を解決するために本発明によれば、共通の排気通路から分岐された第1の排気通路と第2の排気通路を具備し、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のNOxを吸蔵し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸蔵しているNOxを放出するNOx吸蔵還元触媒を第1の排気通路内および第2の排気通路内に夫々配置すると共に、NOx吸蔵還元触媒下流の第1の排気通路および第2の排気通路内に夫々排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタを配置し、パティキュレートフィルタを再生するときにはまず初めにパティキュレートフィルタの温度を再生可能な温度まで昇温させる昇温制御が行われ、次いでパティキュレートフィルタを再生するための再生処理が行われる内燃機関の排気浄化装置において、第1の排気通路および第2の排気通路上流の共通の排気通路内に燃料添加弁を配置し、パティキュレートフィルタの再生処理中、パティキュレートフィルタの温度をパティキュレートフィルタの再生目標温度範囲内に維持しつつNOx吸蔵還元触媒の温度がパティキュレートフィルタの温度よりも低いNOxを吸蔵しうる温度になるように、排気ガスの空燃比がリーンのもとで該燃料添加弁から燃料が排気ガス中に間欠的に噴射される燃料添加期間と、燃料添加弁からの燃料の噴射が休止される燃料添加休止期間とが交互に繰返されると共に、第1の排気通路が開通し第2の排気通路が閉鎖される状態と、第1の排気通路が閉鎖され第2の排気通路が開通する状態とが交互に繰返される。 Further, in order to solve the above problems, according to the present invention, the first exhaust passage and the second exhaust passage branched from the common exhaust passage are provided, and when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean. NOx storage reduction catalysts that store NOx in the exhaust gas and release the stored NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich are disposed in the first exhaust passage and the second exhaust passage, respectively. In addition, when a particulate filter for collecting particulates contained in the exhaust gas is disposed in each of the first exhaust passage and the second exhaust passage downstream of the NOx storage reduction catalyst, and the particulate filter is regenerated. First, temperature rise control is performed to raise the temperature of the particulate filter to a recyclable temperature, and then regeneration to regenerate the particulate filter. In the exhaust purification system for an internal combustion engine management is performed, the fuel addition valve disposed in the first exhaust passage and the second exhaust passage common exhaust passage upstream, during regeneration process of the particulate filter, the particulate filter The air-fuel ratio of the exhaust gas is lean so that the temperature of the NOx occlusion reduction catalyst becomes a temperature at which NOx lower than the temperature of the particulate filter can be occluded while maintaining the temperature within the regeneration target temperature range of the particulate filter. The fuel addition period in which fuel is intermittently injected into the exhaust gas from the fuel addition valve and the fuel addition stop period in which the fuel injection from the fuel addition valve is stopped are alternately repeated , and the first The exhaust passage is opened and the second exhaust passage is closed, and the first exhaust passage is closed and the second exhaust passage is opened alternately.
パティキュレートフィルタの再生処理中であってもNOx吸蔵還元触媒によるNOxの浄化作用が可能となる。 Even during the regeneration process of the particulate filter, it is possible to purify NOx by the NOx storage reduction catalyst.
図1に圧縮着火式内燃機関の全体図を示す。
図1を参照すると、1は機関本体、2は各気筒の燃焼室、3は各燃焼室2内に夫々燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、4は吸気マニホルド、5は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド4は吸気ダクト6を介して排気ターボチャージャ7のコンプレッサ7aの出口に連結され、コンプレッサ7aの入口はエアフローメータ8を介してエアクリーナ9に連結される。吸気ダクト6内には電気制御式スロットル弁10が配置され、更に吸気ダクト6周りには吸気ダクト6内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置11が配置される。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置11内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。一方、排気マニホルド5は排気ターボチャージャ7の排気タービン7bの入口に連結され、排気タービン7bの出口は排気通路21を介して排気後処理装置20に連結される。
FIG. 1 shows an overall view of a compression ignition type internal combustion engine.
Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a combustion chamber of each cylinder, 3 is an electronically controlled fuel injection valve for injecting fuel into each
排気マニホルド5と吸気マニホルド4とは排気ガス再循環(以下、EGRと称す)通路12を介して互いに連結され、EGR通路12内には電気制御式EGR制御弁13が配置される。また、EGR通路12周りにはEGR通路12内を流れるEGRガスを冷却するための冷却装置14が配置される。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置14内に導かれ、機関冷却水によってEGRガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁3は燃料供給管15を介してコモンレール16に連結される。このコモンレール16内へは電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ17から燃料が供給され、コモンレール16内に供給された燃料は各燃料供給管15を介して燃料噴射弁3に供給される。
The
図1に示されるように排気後処理装置20内には上流側から順にNOx吸蔵還元触媒23、パティキュレートフィルタ24、酸化触媒25が配置される。また、排気後処理装置20内にはNOx吸蔵還元触媒23の温度を検出するための温度センサ28と、パティキュレートフィルタ24の前後差圧を検出するための差圧センサ29と、酸化触媒25から排出された排気ガスの温度および空燃比を夫々検出するための温度センサ30および空燃比センサ31が配置される。また、NOx吸蔵還元触媒23上流の排気通路21内には燃料添加弁32が配置される。この燃料添加弁32からは図1においてFで示されるように燃料が添加される。本発明による実施例ではこの燃料は軽油からなる。
As shown in FIG. 1, a NOx
電子制御ユニット40はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス41によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)42、RAM(ランダムアクセスメモリ)43、CPU(マイクロプロセッサ)44、入力ポート45および出力ポート46を具備する。エアフローメータ8、各温度センサ28,30、差圧センサ29および空燃比センサ31の出力信号は夫々対応するAD変換器47を介して入力ポート45に入力される。また、アクセルペダル49にはアクセルペダル49の踏込み量Lに比例した出力電圧を発生する負荷センサ50が接続され、負荷センサ50の出力電圧は対応するAD変換器47を介して入力ポート45に入力される。更に入力ポート45にはクランクシャフトが例えば15°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ51が接続される。一方、出力ポート46は対応する駆動回路48を介して燃料噴射弁3、スロットル弁10駆動装置、EGR制御弁13、燃料ポンプ17および燃料添加弁32に接続される。
The
図2はNOx吸蔵還元触媒23の構造を示している。図2に示される実施例ではNOx吸蔵還元触媒23はハニカム構造をなしており、薄肉の隔壁60により互いに分離された複数個の排気ガス流通路61を具備する。各隔壁60の両側表面上には例えばアルミナからなる触媒担体が担持されており、図3(A)および(B)はこの触媒担体65の表面部分の断面を図解的に示している。図3(A)および(B)に示されるように触媒担体65の表面上には貴金属触媒66が分散して担持されており、更に触媒担体65の表面上にはNOx吸収剤67の層が形成されている。
FIG. 2 shows the structure of the NOx
本発明による実施例では貴金属触媒66として白金Ptが用いられており、NOx吸収剤67を構成する成分としては例えばカリウムK、ナトリウムNa、セシウムCsのようなアルカリ金属、バリウムBa、カルシウムCaのようなアルカリ土類、ランタンLa、イットリウムYのような希土類から選ばれた少なくとも一つが用いられている。
機関吸気通路、燃焼室2およびNOx吸蔵還元触媒23上流の排気通路内に供給された空気および燃料(炭化水素)の比を排気ガスの空燃比と称すると、NOx吸収剤67は排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOxを吸収し、排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したNOxを放出するNOxの吸放出作用を行う。
In the embodiment according to the present invention, platinum Pt is used as the
When the ratio of air and fuel (hydrocarbon) supplied into the engine intake passage, the combustion chamber 2 and the exhaust passage upstream of the NOx
即ち、NOx吸収剤67を構成する成分としてバリウムBaを用いた場合を例にとって説明すると、排気ガスの空燃比がリーンのとき、即ち排気ガス中の酸素濃度が高いときには排気ガス中に含まれるNOは図3(A)に示されるように白金Pt66上において酸化されてNO2となり、次いでNOx吸収剤67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NOx吸収剤67内に拡散する。このようにしてNOxがNOx吸収剤67内に吸収される。排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Pt66の表面でNO2が生成され、NOx吸収剤67のNOx吸収能力が飽和しない限りNO2がNOx吸収剤67内に吸収されて硝酸イオンNO3 -が生成される。 That is, the case where barium Ba is used as a component constituting the NOx absorbent 67 will be described as an example. When the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, that is, when the oxygen concentration in the exhaust gas is high, the NO contained in the exhaust gas 3A is oxidized on platinum Pt66 to become NO 2 as shown in FIG. 3 (A), and then is absorbed into the NOx absorbent 67 and combined with barium oxide BaO to form a NOx absorbent in the form of nitrate ions NO 3 −. It diffuses in 67. In this way, NOx is absorbed in the NOx absorbent 67. Exhaust oxygen concentration in the gas, NO 2 is produced on a high as long as the surface of the platinum PT66, unless NO 2 to NOx absorbing capability of the NOx absorbent 67 is not saturated is absorbed in the NOx absorbent 67 nitrate ions NO 3 - is Generated.
これに対し、排気ガスの空燃比がリッチ或いは理論空燃比にされると排気ガス中の酸化濃度が低下するために反応が逆方向(NO3 -→NO2)に進み、斯くして図3(B)に示されるようにNOx吸収剤67内の硝酸イオンNO3 -がNO2の形でNOx吸収剤67から放出される。次いで放出されたNOxは排気ガス中に含まれる未燃HC,COによって還元される。 On the other hand, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich or stoichiometric, the oxidation concentration in the exhaust gas decreases, so that the reaction proceeds in the reverse direction (NO 3 − → NO 2 ). As shown in (B), nitrate ions NO 3 − in the NOx absorbent 67 are released from the NOx absorbent 67 in the form of NO 2 . Next, the released NOx is reduced by unburned HC and CO contained in the exhaust gas.
このように排気ガスの空燃比がリーンであるとき、即ちリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときには排気ガス中のNOxがNOx吸収剤67内に吸収される。しかしながらリーン空燃比のもとでの燃焼が継続して行われるとその間にNOx吸収剤67のNOx吸収能力が飽和してしまい、斯くしてNOx吸収剤67によりNOxを吸収できなくなってしまう。そこで本発明による実施例ではNOx吸収剤67の吸収能力が飽和する前に燃料添加弁32から燃料を添加することによって排気ガスの空燃比を一時的にリッチにし、それによってNOx吸収剤67からNOxを放出させるようにしている。
Thus, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, that is, when combustion is performed under the lean air-fuel ratio, NOx in the exhaust gas is absorbed into the
一方、図4(A)および(B)はパティキュレートフィルタ24の構造を示している。なお、図4(A)はパティキュレートフィルタ24の正面図を示しており、図4(B)はパティキュレートフィルタ24の側面断面図を示している。図4(A)および(B)に示されるようにパティキュレートフィルタ24はハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路70,71を具備する。これら排気流通路は下流端が栓72により閉塞された排気ガス流入通路70と、上流端が栓73により閉塞された排気ガス流出通路71とにより構成される。なお、図4(A)においてハッチングを付した部分は栓73を示している。従って排気ガス流入通路70および排気ガス流出通路71は薄肉の隔壁74を介して交互に配置される。云い換えると排気ガス流入通路70および排気ガス流出通路71は各排気ガス流入通路70が4つの排気ガス流出通路71によって包囲され、各排気ガス流出通路71が4つの排気ガス流入通路70によって包囲されるように配置される。
4A and 4B show the structure of the
パティキュレートフィルタ24は例えばコージライトのような多孔質材料から形成されており、従って排気ガス流入通路70内に流入した排気ガスは図4(B)において矢印で示されるように周囲の隔壁74内を通って隣接する排気ガス流出通路71内に流出する。
The
本発明による実施例では各排気ガス流入通路70および各排気ガス流出通路71の周壁面、即ち各隔壁74の両側表面上および隔壁74内の細孔内壁面上にも例えばアルミナからなる触媒担体が担持されており、この触媒担体65の表面上には図3(A)および(B)に示されるように白金Ptからなる貴金属触媒66が分散して担持されており、NOx吸収剤67の層が形成されている。従ってリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときには排気ガス中のNOxがパティキュレートフィルタ24上のNOx吸収剤67内にも吸収される。このNOx吸収剤67に吸収されたNOxも燃料添加弁32から燃料を添加することによって放出される。なお、この場合パティキュレートフィルタ24として、NOx吸収剤67を担持していないパティキュレートフィルタを用いることもできる。
In the embodiment according to the present invention, catalyst carriers made of alumina, for example, are also provided on the peripheral wall surfaces of the exhaust
一方、排気ガス中に含まれるパティキュレート、即ち粒子状物質はパティキュレートフィルタ24上に捕集され、順次酸化される。しかしながら捕集される粒子状物質の量が酸化される粒子状物質の量よりも多くなると粒子状物質がパティキュレートフィルタ24上に次第に堆積し、この場合粒子状物質の堆積量が増大すると機関出力の低下を招いてしまう。従って粒子状物質の堆積量が増大したときには堆積した粒子状物質を除去しなければならない。この場合、空気過剰のもとでパティキュレートフィルタ24の温度をほぼ600℃以上に維持すると堆積した粒子状物質は酸化され、除去される。
On the other hand, particulates contained in the exhaust gas, that is, particulate matter, are collected on the
そこで本発明による実施例ではパティキュレートフィルタ24上に堆積した粒子状物質の量が許容量を越えたとき、例えば差圧センサ29により検出されたパティキュレートフィルタ24の前後差圧ΔPが許容値を越えたときにはパティキュレートフィルタ24に流入する排気ガスの空燃比をリーンに維持しつつ燃料添加弁32から燃料を添加してこの添加された燃料の酸化反応熱によりパティキュレートフィルタ24の温度をほぼ600℃以上に維持するようにしている。
Therefore, in the embodiment according to the present invention, when the amount of the particulate matter deposited on the
図5はNOx吸蔵還元触媒23およびパティキュレートフィルタ24からの、又はNOx吸蔵還元触媒23からのNOx放出制御、およびパティキュレートフィルタ24の再生制御のタイムチャートを示している。図5においてXで示されるようにNOx吸収剤67に吸収されているNOx吸収量が許容値を越える毎にNOx吸収剤67に流入する排気ガスの空燃比A/Fがリーンからリッチに一時的に切換えられる。このときNOxがNOx吸収剤67から放出され、還元される。
FIG. 5 shows a time chart of NOx release control from the NOx
一方、パティキュレートフィルタ24の前後差圧ΔPが許容値PXを越えるとまず初めに図5に示されるように排気ガスの空燃比がリーンのもとでパティキュレートフィルタ24の温度を再生可能な温度まで昇温させる昇温制御が行われる。この昇温制御は、燃料添加弁32から燃料を添加することによって、或いは燃料噴射弁3からの燃料噴射時期を圧縮上死点まで遅角させることによって、行われる。
On the other hand, when the differential pressure ΔP across the
次いでパティキュレートフィルタ24の温度が再生可能な温度、即ちほぼ600℃以上になるとパティキュレートフィルタ24を再生するための再生処理が行われる。図5からわかるように本発明ではパティキュレートフィルタ24の再生処理中、パティキュレートフィルタ24の温度を再生温度以上に保持しつつ排気ガス中のNOxを除去するために時折排気ガスの空燃比がリッチとされる。次いで再生処理が完了すると排気ガスの空燃比がリーンに戻される。
Next, when the temperature of the
図6は図5に示される再生処理中における燃料添加弁32からの燃料添加方法、およびNOx吸蔵還元触媒23に流入する排気ガスの空燃比A/Fの変動を示している。更に、図6にはNOx吸蔵還元触媒23の温度Tnの変化、およびパティキュレートフィルタ24の温度Tfの変化も示されている。
FIG. 6 shows the fuel addition method from the
図6を参照すると、本発明では、パティキュレートフィルタ24の再生処理中に、NOx吸蔵還元触媒23に流入する排気ガスの空燃比がリーンのもとで間欠的に繰返しリッチにされる間欠リッチ空燃比期間Fと、NOx吸蔵還元触媒23に流入する排気ガスの空燃比が継続的にリーンに維持されるリーン空燃比期間Rとが交互に繰返される。
Referring to FIG. 6, according to the present invention, the intermittent rich air in which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx
具体的に言うと、図1に示されるようにNOx吸蔵還元触媒23上流の機関排気通路21内に燃料添加弁32を配置した場合には、間欠リッチ空燃比期間Fのときには燃料添加弁32から間欠的に燃料が噴射されて排気ガスの空燃比が間欠的に繰返しリッチにされ、リーン空燃比期間Rのときには燃料添加弁32からの間欠的な燃料噴射が停止される。なお、図6においてリーン空燃比期間Rにおける排気ガスの空燃比A/Fは燃焼室2内における空燃比、即ちベース空燃比を示しており、パルス状をなす各燃料添加の間隔は図6に示されるように各燃料添加の間において排気ガスの空燃比がリッチからほぼこのベース空燃比まで戻ることのできる比較的長い間隔に設定されている。
More specifically, when the
燃料添加弁32から燃料が添加されると添加された燃料の一部はNOx吸蔵還元触媒23内において酸化せしめられ、残りの添加燃料はNOx吸蔵還元触媒23を通り抜けてパティキュレートフィルタ24に流入し、パティキュレートフィルタ24内において酸化せしめられる。この場合、燃料添加弁32から燃料が添加されると、即ち間欠リッチ空燃比期間Fでは図6に示されるように添加燃料の酸化反応熱によってNOx吸蔵還元触媒23の温度Tnは上昇せしめられ、これに対しパティキュレートフィルタ24の温度TfはNOx吸蔵還元触媒23のTnほど大きな変化をしないで高温に維持されている。一方、燃料の添加作用が停止されると、即ちリーン空燃比期間RではNOx吸蔵還元触媒23において添加燃料の酸化反応が行われないためにNOx吸蔵還元触媒23の温度Tnが低下する。しかしながらパティキュレートフィルタ24上における粒子状物質の酸化反応は続行しているのでパティキュレートフィルタ24の温度Tfはあまり変化しない。
When fuel is added from the
さて、パティキュレートフィルタ24の良好な再生を行うには、パティキュレートフィルタ24の温度Tfを再生可能な下限温度TL以上であってパティキュレートフィルタ24の劣化をひき起こす上限温度TH以下に保持することが必要である。即ち、パティキュレートフィルタ24の温度Tfを下限温度TLと上限温度TH間の再生目標温度範囲内に維持することが必要である。ところがパティキュレートフィルタ24の温度Tfは間欠リッチ空燃比期間Fを長くすれば上昇し、リーン空燃比期間Rを長くすれば下降する。従って本発明による実施例では、パティキュレートフィルタ24の温度Tfが再生目標温度範囲の下限温度TLまで低下したときには間欠リッチ空燃比期間Fが長くされ、パティキュレートフィルタ24の温度Tfが再生目標温度範囲の上限温度THまで上昇したときには間欠リッチ空燃比期間Fが短かくされる。
In order to perform the regeneration of the
このように本発明によれば、パティキュレートフィルタ24の再生時にはパティキュレートフィルタ24の温度Tfが再生目標温度範囲内に維持されるのでパティキュレートフィルタ24上に堆積した粒子状物質は確実に酸化除去される。
As described above, according to the present invention, when the
一方、燃料添加弁32から燃料が添加されると前述したようにNOx吸蔵還元触媒23およびパティキュレートフィルタ24において添加燃料が酸化する。従ってNOx吸蔵還元触媒23の温度Tnはこの添加燃料の酸化反応熱により上昇し、NOx吸蔵還元触媒23から流出する排気ガス温はNOx吸蔵還元触媒23の温度よりも高くなる。このとき、パティキュレートフィルタ24はこの高温の排気ガスにより加熱され、しかもパティキュレートフィルタ24内では添加燃料の酸化反応熱が発生するので図6に示されるようにパティキュレートフィルタ24の温度TfはNOx吸蔵還元触媒23の温度Tnよりもかなり高くなる。言い換えると、NOx吸蔵還元触媒23の温度Tnはパティキュレートフィルタ24の温度Tfよりも低くなる。
On the other hand, when fuel is added from the
ところでNOx吸蔵還元触媒23に担持されているNOx吸収剤67は200℃から250℃以上でかつ450℃から500℃以下の温度範囲のときに排気ガスの空燃比がリーンであれば排気ガス中のNOxを吸収する性質を有する。即ち、NOx吸収剤67の温度が200℃から250℃以下のときには白金Ptが十分に活性化していないためにNOが十分に酸化されず、その結果NOxの吸収作用は行われない。一方、NOx吸収剤67の温度が450℃から500℃になるとNOx吸収剤67の吸収されているNOxがNOx吸収剤67内で分解され、NOx吸収剤67から自然放出される。このときにもNOxの吸収作用は行われない。
By the way, if the
さて、図6からわかるようにリーン空燃比期間Rの後半ではNOx吸蔵還元触媒23の温度Tnは500℃以下に低下し、間欠リッチ空燃比期間Fに移っても暫らくの間、即ち、間欠リッチ空燃比期間Fの前半ではNOx吸蔵還元触媒23の温度Tnは500℃以下となっている。従って、リーン空燃比期間Rの前半、および間欠リッチ空燃比期間Fの後半であって排気ガスの空燃比A/Fがリーンのときには排気ガス中に含まれるNOxはNOx吸蔵還元触媒23に吸蔵され、斯くしてパティキュレートフィルタ24を再生しながら排気ガス中のNOxを浄化できることになる。なお、NOx吸蔵還元触媒23に吸蔵されたNOxは間欠空燃比リッチ期間Fにおいて排気ガスの空燃比がリッチになったときに放出され還元される。
As can be seen from FIG. 6, in the second half of the lean air-fuel ratio period R, the temperature Tn of the NOx
図7にパティキュレートフィルタ24の再生制御を示す。
図7を参照すると、まず初めにステップ100においてパティキュレートフィルタ24の前後差圧ΔPが許容値PXを越えたか否かが判別される。次いでステップ101では図5に示される昇温制御が行われる。次いでステップ102では昇温制御が完了したか否かが判別され、昇温制御が完了したときにはステップ103に進んでパティキュレートフィルタ24の再生処理が行われる。この再生処理ルーチンが図10に示されている。次いでステップ104ではパティキュレートフィルタ24の前後差圧ΔPが最小値MIN以下になったか否かが判別され、ΔP<MINになったときには再生処理を完了する。
FIG. 7 shows the regeneration control of the
Referring to FIG. 7, first, at
図6に示される実施例ではパルス状に燃料を添加する基準燃料添加期間Fv、即ち基準となる間欠リッチ空燃比期間Fが予め定められており、この燃料添加期間Fvは図8に示されるように吸入空気量Gaが増大するほど長くなる。 In the embodiment shown in FIG. 6, a reference fuel addition period Fv in which fuel is added in a pulsed manner, that is, a reference intermittent rich air-fuel ratio period F, is predetermined, and this fuel addition period Fv is as shown in FIG. As the intake air amount Ga increases, it becomes longer.
図9に時間割込みルーチンを示す。
図9を参照すると、まず始めにステップ110において温度センサ28又は温度センサ30の一方又は双方から推定されたパティキュレートフィルタ24の温度Tが再生目標温度範囲の下限温度TLよりも低いか否かが判別され、T<TLのときにはステップ111に進んで燃料添加期間Fvに対する補正値ΔFに設定値αが加算される。一方、ステップ110においてT≧TLであると判別されたときにはステップ112に進んでパティキュレートフィルタ24の温度Tが再生目標温度範囲の上限温度THよりも高いか否かが判別され、T>THのときにはステップ113に進んで燃料添加期間Fvに対する補正値ΔFから設定値αが減算される。
FIG. 9 shows a time interrupt routine.
Referring to FIG. 9, first, at
図10を参照するとまず初めにステップ120において図8から燃料添加期間Fvが算出される。次いでステップ121では燃料添加期間Fvに補正値ΔFを加算することによって最終的な燃料添加期間F、即ち間欠リッチ空燃比期間Fが求められ、この燃料添加期間Fに基づいて燃料添加作用が行われる。次いで図7のステップ104に進む。
Referring to FIG. 10, first, at
図11に変形例を示す。この変形例ではリーン空燃比期間Rのときに間欠リッチ空燃比期間Fのときに比べて少量の燃料が間欠的に繰返し噴射される。 FIG. 11 shows a modification. In this modification, a smaller amount of fuel is intermittently and repeatedly injected during the lean air-fuel ratio period R than during the intermittent rich air-fuel ratio period F.
また、別の変形例においては、間欠リッチ空燃比期間Fのときには予め定められた期間をおいて膨張行程後半又は排気行程中に燃焼室2内に追加の燃料を噴射して排気ガスの空燃比を間欠的に繰返しリッチにし、リーンの空燃比期間Rのときには追加の燃料の噴射作用を停止させるようにしている。この場合、図11に示される場合と同様の空燃比変化を生じるように、リーン空燃比期間Rのときには予め定められた期間をおいて膨張行程後半又は排気行程中に燃焼室2内に間欠リッチ空燃比期間Fのときに比べて少量の追加の燃料を噴射させることもできる。 In another modified example, during the intermittent rich air-fuel ratio period F, additional fuel is injected into the combustion chamber 2 during the latter half of the expansion stroke or during the exhaust stroke after a predetermined period. Is repeatedly made rich so that the injection of additional fuel is stopped during the lean air-fuel ratio period R. In this case, intermittent rich in the combustion chamber 2 during the latter half of the expansion stroke or during the exhaust stroke with a predetermined period during the lean air-fuel ratio period R so that the same air-fuel ratio change as that shown in FIG. 11 occurs. It is also possible to inject a small amount of additional fuel as compared to during the air-fuel ratio period F.
図12に別の実施例を示す。
この実施例では、排気後処理装置20が排気タービン7bの出口に連結された共通の排気通路21から分岐された第1の排気通路22aと第2の排気通路22bとを具備する。第1の排気通路22a内には上流側から順に第1のNOx吸蔵還元触媒23a、第1のパティキュレートフィルタ24a、第1の酸化触媒25a、およびアクチュエータ27aにより駆動される第1の排気制御弁26aが配置され、第2の排気通路22b内には上流側から順に第2のNOx吸蔵還元触媒23b、第2のパティキュレートフィルタ24b、第2の酸化触媒25b、およびアクチュエータ27bにより駆動される第2の排気制御弁26bが配置される。これら第1の排気通路22aおよび第2の排気通路22bは第1の排気制御弁26aおよび第2の排気制御弁26bの下流において共通の排気管27に合流せしめられる。
FIG. 12 shows another embodiment.
In this embodiment, the
また、第1の排気通路22aには第1のNOx吸蔵還元触媒23aの温度を検出するための温度センサ28aと、第1のパティキュレートフィルタ24aの前後差圧を検出するための第1の差圧センサ29aと、第1の酸化触媒25aから排出された排気ガスの温度および空燃比を夫々検出するための温度センサ30aおよび空燃比センサ31aが配置され、第2の排気通路22bには第2のNOx吸蔵還元触媒23bの温度を検出するための温度センサ28bと、第2のパティキュレートフィルタ24bの前後差圧を検出するための第2の差圧センサ29bと、第2の酸化触媒25bから排出された排気ガスの温度および空燃比を夫々検出するための温度センサ30bおよび空燃比センサ31bが配置される。またこの実施例では第1の排気通路22aおよび第2の排気通路22b上流の共通の排気通路21内には第1の排気通路22aおよび第2の排気通路22bに対して共通の燃料添加弁32が配置されている。
The
図13に圧縮着火式内燃機関の別の実施例を示す。この実施例では排気マニホルド5に燃料添加弁32が取付けられ、この燃料添加弁32から排気マニホルド5内に燃料、即ち軽油が添加される。なお、図12および図13に示される各NOx吸蔵還元触媒23a,23bは図1に示されるNOx吸蔵還元触媒23と実質的に同一であり、図12および図13に示される各パティキュレートフィルタ24a,24bは図1に示されるパティキュレートフィルタ24と実質的に同一である。
FIG. 13 shows another embodiment of the compression ignition type internal combustion engine. In this embodiment, a
図14はパティキュレートフィルタ再生時における燃料添加弁32からの燃料添加作用と、各排気制御弁26a,26bの開閉動作と、各NOx吸蔵還元触媒23a,23bに流入する排気ガスの空燃比A/Fと、各パティキュレートフィルタ24a,24bの温度Tfと、各NOx吸蔵還元触媒23a,23bの温度Tnとを示している。なお、図14においてIは第1の排気通路22aを示しており、IIは第2の排気通路22bを示している。
14 shows the fuel addition action from the
図14を参照すると、この実施例ではパティキュレートフィルタの再生処理中に、燃料添加弁32から燃料が間欠的に噴射される燃料添加期間Fと、燃料添加弁32からの燃料の噴射が休止される燃料添加休止期間Rとが交互に繰返される。また、この実施例でもパティキュレートフィルタ24a,24bの温度Tfが再生目標温度範囲内となるように燃料添加期間Fが制御される。即ち、パティキュレートフィルタ24a,24bの温度Tfが再生目標温度範囲の下限温度TLまで低下したときには燃料添加期間Fが長くされ、パティキュレートフィルタ24a,24bの温度Tfが再生目標温度範囲の上限温度THまで上昇したときには燃料添加期間Fが短かくされる。
Referring to FIG. 14, in this embodiment, during the regeneration process of the particulate filter, the fuel addition period F during which fuel is intermittently injected from the
さて、この実施例では図14に示されるように第1の排気制御弁26aおよび第2の排気制御弁26bは開弁と閉弁とが繰返され、この場合第1の排気制御弁26aが開弁したときには第2の排気制御弁26bが閉弁せしめられ、第1の排気制御弁26aが閉弁したときには第2の排気制御弁26bが開弁せしめられる。即ち、第1の排気通路22aが開通し第2の排気通路22bが閉鎖される状態と、第1の排気通路22aが閉鎖され第2の排気通路22bが開通する状態とが交互に繰返される。
In this embodiment, as shown in FIG. 14, the first
また、このとき第1の排気制御弁26aおよび第2の排気制御弁26bは燃料添加期間F中に開弁又は閉弁せしめられ、第1の排気制御弁26aおよび第2の排気制御弁26bが燃料添加期間F中に開弁せしめられたときには燃料添加休止期間R中開弁され続け、第1の排気制御弁26aおよび第2の排気制御弁26bが燃料添加期間F中に閉弁せしめられたときには燃料添加休止期間R中閉鎖され続ける。即ち、第1の排気通路22aおよび第2の排気通路22bは燃料添加期間F中に開通又は閉鎖され、燃料添加休止期間R中は開通又は閉鎖され続ける。
At this time, the first
このように第1の排気通路22aおよび第2の排気通路22bが燃料添加期間F中に開通又は閉鎖され、燃料添加休止期間R中開通又は閉鎖され続けるとパティキュレートフィルタ24a,24bを再生しつつ排気ガス中のNOxを浄化することができる。即ち、図14における最初の燃料添加期間Fに注目すると、燃料添加が開始されたときは第1の排気制御弁26aは閉弁し、第2の排気制御弁26bは開弁しているので排気ガスは第2の排気通路22b内にのみ流入しており、従って燃料添加弁32から添加された燃料、即ち軽油は第2の排気通路22b内にのみ流入する。第2の排気通路22b内に流入した燃料は第2のNOx吸蔵還元触媒23bおよび第1のパティキュレートフィルタ24bに一旦付着し、次いで蒸発して酸化せしめられる。
As described above, when the
一方、図14に示されるように一回目の燃料添加が行われるとただちに第1の排気制御弁26aが開弁し、第2の排気制御弁26bが閉弁するので今度は排気ガスが第1の排気通路22a内にのみ流入し、従って燃料添加弁32から添加された燃料、即ち軽油は第1の排気通路22a内にのみ流入する。第1の排気通路22a内に流入した燃料は第1のNOx吸蔵還元触媒23aおよび第1のパティキュレートフィルタ24aに一旦付着し、次いで蒸発して酸化せしめられる。
On the other hand, as shown in FIG. 14, as soon as the first fuel addition is performed, the first
その結果、図14のIに示されるように第1のNOx吸蔵還元触媒23aの温度Tnは上昇し、第1のパティキュレートフィルタ24aの温度Tfは高温に保持され続ける。次いで燃料添加期間Fから燃料添加休止期間Rに移るとNOx吸蔵還元触媒23aでは酸化反応熱の発生が中断するためにNOx吸蔵還元触媒23aの温度Tnが低下する。このときパティキュレートフィルタ24aでは粒子状物質の酸化反応が続行しているのでパティキュレートフィルタ24aの温度Tfはあまり変化しない。
As a result, as shown in FIG. 14I, the temperature Tn of the first NOx
次いで再び燃料添加期間Fとなり、一回目の燃料添加が完了すると第2の排気制御弁26bが開弁し、第1の排気制御弁26aが閉弁する。このときには図14のIIに示されるように第2のNOx吸蔵還元触媒23bの温度Tnは上昇し、第2のパティキュレートフィルタ24bの温度Tfは高温に保持され続ける。次いで燃料添加期間Fから燃料添加休止期間Rに移るとNOx吸蔵還元触媒23bでは酸化反応熱の発生が中断するためにNOx吸蔵還元触媒23bの温度Tnが低下する。このときパティキュレートフィルタ24bでは粒子状物質の酸化反応が続行しているのでパティキュレートフィルタ24bの温度Tfはあまり変化しない。
Next, the fuel addition period F is reached again. When the first fuel addition is completed, the second
一方、再び図14において最初の燃料添加期間Fに注目すると、一回目の燃料添加が行われた後、ただちに第2の排気制御弁26bが閉弁せしめられる。第2の排気制御弁26bが閉弁せしめられると第2の排気通路22b内の限られた容積内に存在する酸素による酸化反応熱しか発生しないので第2のNOx吸蔵還元触媒23bの温度Tnは比較的低温に維持される。従ってこの実施例では図14からわかるように第2の排気制御弁26bが開弁した後、暫らくの間は第2のNOx吸蔵還元触媒23bの温度Tnは500℃以下であり、また燃料添加休止期間Rになると第2のNOx吸蔵還元触媒23bの温度Tnは500℃以下となる。
On the other hand, when attention is again paid to the first fuel addition period F in FIG. 14, the second
即ち、第2のNOx吸蔵還元触媒23b内を排気ガスが流れているときに第2のNOx吸蔵還元触媒23bの温度Tnが比較的長い時間に亘って500℃以下となるので排気ガス中のNOxは第2のNOx吸蔵還元触媒23b内に良好に吸蔵されることになる。同様に第1のNOx吸蔵還元触媒23a内を排気ガスが流れているときにも第1のNOx吸蔵還元触媒23aの温度Tnが比較的長い時間に亘って500℃以下となるので排気ガス中のNOxは第1のNOx吸蔵還元触媒23a内に良好に吸蔵されることになる。
That is, when the exhaust gas flows through the second NOx
再び図14において最初の燃料添加期間Fに注目すると、最初の燃料添加が行われるときには第2の排気制御弁26bは開弁しており、このとき燃料添加弁32から添加された燃料は第2のNOx吸蔵還元触媒23bおよび第1のパティキュレートフィルタ24b上に付着し、この付着燃料は第2の排気制御弁26bが閉弁した後に蒸発する。このとき第2の排気通路22b内は排気ガスが流れておらず、第2の排気通路22b内の限られた容積内の排気ガス中に付着燃料が蒸発するので図14に示されるように第2の排気通路22b内における排気ガスの空燃比A/Fはリッチとなる。その結果、第2のNOx吸蔵還元触媒23bからNOxが放出され、還元される。
Referring again to the first fuel addition period F in FIG. 14, when the first fuel addition is performed, the second
同じことが第1の排気制御弁26aの閉弁時についても言える。即ち、図14に示されるように第1の排気制御弁26aが閉弁しているときに第1の排気通路22a内における排気ガスの空燃比A/Fはリッチになり、従って第1のNOx吸蔵還元触媒23aからNOxが放出され、還元される。
The same is true when the first
また、図14に示される実施例では各NOx吸蔵還元触媒23a,23b内を排気ガスが流通しているときに燃料添加弁32から噴射される燃料によって排気ガスの空燃比A/Fが間欠的にリッチにされる。従ってこのときにも各NOx吸蔵還元触媒23a,23bからNOxが放出され、還元される。
Further, in the embodiment shown in FIG. 14, the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas is intermittently changed by the fuel injected from the
再度、図14における最初の燃料添加期間Fに注目すると、第1の排気制御弁26aが閉弁しているときに行われる燃料噴射は主に第2の排気通路22b内の排気ガスの空燃比A/Fをリッチにするために使用され、第1の排気制御弁26bが開弁しているときに行われる燃料噴射はパティキュレートフィルタ24aの温度Tfを下限温度TL以上に保持するために使用される。この場合、第2の排気通路22b内の排気ガスの空燃比A/Fをリッチにするのに必要な燃料量に比べてパティキュレートフィルタ24aの温度Tfを下限温度TL以上に保持するのに必要な燃料量の方がはるかに多いので、図14に示されるように第1の排気通路22aおよび第2の排気通路22bは燃料添加期間Fの初期に開通又は閉鎖される。即ち、第1の排気制御弁26aおよび第2の排気制御弁26bは燃料添加期間Fの初期に開弁又は閉弁される。
Looking again at the first fuel addition period F in FIG. 14, the fuel injection performed when the first
さて、この実施例においても基準となる燃料添加期間Ftが予め定められており、この燃料添加期間Ftは図15(A)に示されるように吸入空気量Gaが増大するほど長くなる。また、各排気制御弁26a,26bについては、一方の排気制御弁が開弁したときに他方の排気制御弁を吸入空気量にかかわらずに閉弁させることができる。しかしながら吸入空気量が多いときに片方の排気制御弁を閉弁しておくと背圧が上昇し、出力の低下を招く。そこで図15(B)に示す例では排気制御弁閉弁時の開度Sを吸入空気量Gaが増大したときには大きくするようにしている。
Also in this embodiment, the reference fuel addition period Ft is determined in advance, and this fuel addition period Ft becomes longer as the intake air amount Ga increases as shown in FIG. As for each
図16に時間割込みルーチンを示す。
図16を参照すると、まず始めにステップ200において温度センサ28a,28b又は温度センサ30a,30bから推定されたパティキュレートフィルタ24aの温度T1又はパティキュレートフィルタ24bの温度T2が再生目標温度範囲の下限温度TLよりも低いか否かが判別され、T1又はT2<TLのときにはステップ201に進んで燃料添加期間Ftに対する補正値ΔFに設定値βが加算される。一方、ステップ200においてT1およびT2≧TLであると判別されたときにはステップ202に進んでパティキュレートフィルタ24aの温度T1又はパティキュレートフィルタ24bの温度T2が再生目標温度範囲の上限温度THよりも高いか否かが判別され、T1又はT2>THのときにはステップ203に進んで燃料添加期間Ftに対する補正値ΔFから設定値βが減算される。
FIG. 16 shows a time interrupt routine.
Referring to FIG. 16, first, in
図17は図7のステップ103において行われる再生処理を示している。
図17を参照するとまず初めにステップ210において図15(A)から燃料添加期間Ftが算出される。次いでステップ211では燃料添加期間Ftに補正値ΔFを加算することによって最終的な燃料添加期間Fが求められ、この燃料添加期間Fに基づいて燃料添加作用が行われる。次いでステップ212において図15(B)から排気制御弁閉弁時の開度θが求められ、排気制御弁閉弁時の開度がこの開度θとされる。次いで図7のステップ104に進む。
FIG. 17 shows the reproduction process performed in
Referring to FIG. 17, first, at
図18に別の実施例を示す。この実施例では図18に示されるように燃料添加休止期間R中に燃料添加弁32から燃料添加期間F中よりも少量の燃料が間欠的に噴射される。
FIG. 18 shows another embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 18, a smaller amount of fuel is intermittently injected from the
図19に示す実施例では燃料添加弁32から同量の燃料が等しい間隔を隔てて噴射される。この実施例でも間欠的に行われる各燃料噴射時に、開通している方の排気通路22a,22b内の排気ガスの空燃比A/Fはリッチとなり、また閉鎖している方の排気通路22a,22b内の排気ガスの空燃比A/Fもリッチになる。
In the embodiment shown in FIG. 19, the same amount of fuel is injected from the
また、この実施例では燃料添加弁32から間欠的に噴射される燃料量を制御することによってパティキュレートフィルタ24a,24bの温度がパティキュレートフィルタ24a,24bの再生目標温度範囲内に維持される。即ち、この実施例ではパティキュレートフィルタ24a,24bの温度が再生目標温度範囲の下限温度TLまで低下したときには燃料添加量が増大せしめられ、パティキュレートフィルタ24a,24bの温度が再生目標温度範囲の上限温度THまで上昇したときには燃料添加量が減少せしめられる。
In this embodiment, the temperature of the
また、この実施例では基準となる燃料添加量Qoが予め定められており、この燃料添加量Qoは図20(A)に示されるように吸入空気量Gaが増大するほど増大する。また、この実施例でも図20(B)に示されるように排気制御弁閉弁時の開度Sが吸入空気量Gaの増大に伴ない大きくされる。 In this embodiment, a reference fuel addition amount Qo is determined in advance, and the fuel addition amount Qo increases as the intake air amount Ga increases as shown in FIG. Also in this embodiment, as shown in FIG. 20B, the opening degree S when the exhaust control valve is closed is increased as the intake air amount Ga increases.
図21に時間割込みルーチンを示す。
図21を参照すると、まず始めにステップ300において温度センサ28a,28b又は温度センサ30a,30bから推定されたパティキュレートフィルタ24aの温度T1又はパティキュレートフィルタ24bの温度T2が再生目標温度範囲の下限温度TLよりも低いか否かが判別され、T1又はT2<TLのときにはステップ301に進んで燃料添加量Qoに対する補正値ΔQに設定値γが加算される。一方、ステップ300においてT1およびT2≧TLであると判別されたときにはステップ302に進んでパティキュレートフィルタ24aの温度T1又はパティキュレートフィルタ24bの温度T2が再生目標温度範囲の上限温度THよりも高いか否かが判別され、T1又はT2>THのときにはステップ303に進んで燃料添加量Qoに対する補正値ΔQから設定値γが減算される。
FIG. 21 shows a time interrupt routine.
Referring to FIG. 21, first, in
図22は図7のステップ103において行われる再生処理を示している。
図22を参照するとまず初めにステップ310において図20(A)から燃料添加量Qoが算出される。次いでステップ311では燃料添加量Qoに補正値ΔQを加算することによって最終的な燃料添加量Qが求められ、この燃料添加量Qに基づいて燃料添加作用が行われる。次いでステップ312において図20(B)から排気制御弁閉弁時の開度θが求められ、排気制御弁閉弁時の開度がこの開度θとされる。次いで図7のステップ104に進む。
FIG. 22 shows the reproduction process performed in
Referring to FIG. 22, first, at
図23(A)および(B)に変形例を示す。
図23(A)に示す例では第1の排気通路22aの下流端と第2の排気通路22bの下流端の排気通路27への合流部に一個の排気制御弁26が配置され、この一個の排気制御弁26によって実線で示されるように第1の排気通路22aと第2の排気通路22bが共に開通している状態と、破線aで示されるように第1の排気通路22aのみが閉鎖されている状態と、破線bで示されるように第2の排気通路22bのみが閉鎖されている状態との3つの状態に切換えられる。
A modification is shown in FIGS.
In the example shown in FIG. 23 (A), one
図23(B)に示す例では第1のNOx吸蔵還元触媒23a上流の第1の排気通路22aに第1の排気制御弁26aが配置され、第2のNOx吸蔵還元触媒23b上流の第2の排気通路22bに第2の排気制御弁26bが配置される。この場合でも添加した燃料が第1のNOx吸蔵還元触媒23aおよび第1のパティキュレートフィルタ24aに付着したときに第1の排気制御弁26aを閉弁すれば第1の排気通路22a内の排気ガスはリッチになり、添加した燃料が第2のNOx吸蔵還元触媒23bおよび第2のパティキュレートフィルタ24bに付着したときに第2の排気制御弁26bを閉弁すれば第2の排気通路22b内の排気ガスはリッチになる。
In the example shown in FIG. 23B, the first
図24に更に別の実施例を示す。図24に示されるようにこの実施例では第1のNOx吸蔵還元触媒23a上流の第1の排気通路22aに第1の燃料添加弁32aが配置され、第2のNOx吸蔵還元触媒23b上流の第2の排気通路22bに第2の燃料添加弁32bが配置される。この実施例では第1の燃料添加弁32aによる燃料添加期間Fと燃料添加休止期間Rは夫々第2の燃料添加弁32bによる燃料添加期間Fと燃料添加休止期間Rに完全に同期して行われ、第1の排気制御弁26aと第2の排気制御弁26bは一方が開弁すれば他方は閉弁し、他方が開弁すれば一方が閉弁せしめられる。
FIG. 24 shows still another embodiment. As shown in FIG. 24, in this embodiment, the first fuel addition valve 32a is disposed in the
5 排気マニホルド
20 排気後処理装置
21,27 共通の排気通路
22a 第1の排気通路
22b 第2の排気通路
23 NOx吸蔵還元触媒
23a 第1のNOx吸蔵還元触媒
23b 第2のNOx吸蔵還元触媒
24 パティキュレートフィルタ
24a 第1のパティキュレートフィルタ
24b 第2のパティキュレートフィルタ
25 酸化触媒
25a 第1の酸化触媒
25b 第2の酸化触媒
26 排気制御弁
26a 第1の排気制御弁
26b 第2の排気制御弁
32 燃料添加弁
5
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