JP5321255B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に好適に用いられる排気浄化装置に関し、特に、活性酸素を利用する構成とした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 suitably used for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust emission purification device for an internal combustion engine configured to use active oxygen.
従来技術として、例えば特許文献1(特開2007−120397号公報)に開示されているように、排気系にオゾンを供給する構成とした内燃機関の排気浄化装置が知られている。従来技術の排気浄化装置は、排気ガスを吸気系に還流させるEGR通路と、EGR通路にオゾンを供給するオゾン供給装置とを備えている。 As a conventional technique, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-12097), an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine configured to supply ozone to an exhaust system is known. A conventional exhaust emission control device includes an EGR passage that recirculates exhaust gas to an intake system, and an ozone supply device that supplies ozone to the EGR passage.
そして、従来技術では、内燃機関の停止時に、EGR通路にオゾンを供給し、排気ガス中の粒子状物質(PM:Particulate Matter)が原因でEGRクーラやEGR弁に付着したデポジットを、オゾンにより酸化除去する構成としている。また、他の従来技術として、内燃機関の排気通路にNOx吸着材を設け、このNOx吸着材により排気ガス中のNOx成分を吸着させる構成とした排気浄化装置も知られている。 In the prior art, when the internal combustion engine is stopped, ozone is supplied to the EGR passage, and the deposits adhered to the EGR cooler and the EGR valve due to particulate matter (PM) in the exhaust gas are oxidized by ozone. The configuration is to be removed. As another prior art, there is also known an exhaust purification device in which a NOx adsorbing material is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and a NOx component in exhaust gas is adsorbed by the NOx adsorbing material.
ところで、上述した従来技術では、EGRクーラやEGR弁に付着したデポジットをオゾンにより酸化除去することが目的であり、NOx浄化に関しては記載がない。また、他の従来技術では、排気ガス中のNOx成分をNOx吸着材に吸着させる構成としている。しかし、吸着材の性能を維持するためには、吸着されたNOxを定期的に脱離させる処理が必要となる。このため、従来技術では、NOx吸着材の他に、脱離したNOxを浄化するための機構が必要となり、システムの構造が複雑化するという問題がある。 By the way, in the above-mentioned prior art, the purpose is to oxidize and remove deposits adhering to the EGR cooler and the EGR valve with ozone, and there is no description regarding NOx purification. In another conventional technique, the NOx component in the exhaust gas is adsorbed on the NOx adsorbent. However, in order to maintain the performance of the adsorbent, it is necessary to periodically desorb the adsorbed NOx. For this reason, the prior art requires a mechanism for purifying the desorbed NOx in addition to the NOx adsorbent, and there is a problem that the structure of the system becomes complicated.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、活性酸素を利用して排気ガス中のNOxを効率よく吸着しつつ、脱離したNOxと残留した活性酸素とを簡単な構造で確実に浄化することが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to effectively adsorb NOx in exhaust gas using active oxygen and to leave desorbed NOx. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that can reliably purify active oxygen with a simple structure.
第1の発明は、内燃機関の排気通路に設けられ、少なくとも活性酸素の存在下で排気ガス中のNOxを吸着することが可能なNOx吸着手段と、
前記NOx吸着手段に活性酸素を供給する活性酸素供給手段と、
前記NOx吸着手段の下流側で前記排気通路に接続され、前記NOx吸着手段から脱離したNOxを吸気系に還流させる還流通路と、
前記NOx吸着手段をバイパスする位置で前記排気通路に接続され、少なくとも排気ガス中のNOxを浄化する触媒が設けられたバイパス通路と、
排気ガスの流路を前記NOx吸着手段と前記バイパス通路との間で切換えることが可能な流路切換手段と、
内燃機関を補助するための補助動力を発生する補助動力手段と、
前記NOx吸着手段が活性酸素の存在下でNOxを吸着可能な温度の上限値である吸着上限温度と比較して、排気ガスの温度が前記吸着上限温度以下であるときに、前記活性酸素供給手段を作動させる吸着制御手段と、
前記NOx吸着手段に吸着されていたNOxが脱離し始める温度であって前記吸着上限温度よりも高い温度に設定された脱離温度と比較して、排気ガスの温度が前記脱離温度以上であり、かつ、内燃機関の空燃比が理論空燃比となるように制御するストイキ燃焼制御が実行可能である場合に、前記ストイキ燃焼制御を実行しつつ、前記NOx吸着手段から脱離したNOxを前記還流通路を介して吸気系に還流させる一の脱離時燃焼制御手段と、
排気ガスの温度が前記脱離温度以上であり、かつ、前記ストイキ燃焼制御の実行が困難である場合に、前記補助動力手段を作動させた状態で前記ストイキ燃焼制御を実行しつつ、前記NOx吸着手段から脱離したNOxを前記還流通路を介して吸気系に還流させる他の脱離時燃焼制御手段と、
排気ガスの温度が前記脱離温度以上であり、かつ、前記ストイキ燃焼制御の実行が困難である場合に、リーン燃焼制御を実行しつつ、排気ガスを前記流路切換手段により前記バイパス通路に流通させる排気流路制御手段と、
を備えることを特徴とする。
1st invention is provided in the exhaust passage of an internal combustion engine, NOx adsorption means which can adsorb NOx in exhaust gas at least in the presence of active oxygen,
Active oxygen supply means for supplying active oxygen to the NOx adsorption means;
A recirculation passage connected to the exhaust passage on the downstream side of the NOx adsorption means and recirculating NOx desorbed from the NOx adsorption means to the intake system;
A bypass passage that is connected to the exhaust passage at a position that bypasses the NOx adsorption means, and that is provided with a catalyst that purifies at least NOx in the exhaust gas;
A flow path switching means capable of switching a flow path of the exhaust gas between the NOx adsorption means and the bypass passage;
Auxiliary power means for generating auxiliary power for assisting the internal combustion engine;
The active oxygen supply means when the temperature of the exhaust gas is equal to or lower than the upper limit adsorption temperature as compared with the upper limit adsorption temperature that is the upper limit of the temperature at which the NOx adsorption means can adsorb NOx in the presence of active oxygen. Adsorption control means for operating
The temperature of the exhaust gas is equal to or higher than the desorption temperature as compared with the desorption temperature set to a temperature at which NOx adsorbed on the NOx adsorption means starts to desorb and higher than the upper limit adsorption temperature. When the stoichiometric combustion control for controlling the air-fuel ratio of the internal combustion engine to be the stoichiometric air-fuel ratio is executable, the NOx desorbed from the NOx adsorbing means is recirculated while performing the stoichiometric combustion control. One desorption combustion control means for recirculation to the intake system through the passage;
When the exhaust gas temperature is equal to or higher than the desorption temperature and the execution of the stoichiometric combustion control is difficult, the NOx adsorption is performed while the stoichiometric combustion control is executed with the auxiliary power means operated. Other desorption combustion control means for recirculating NOx desorbed from the means to the intake system via the recirculation passage;
When the exhaust gas temperature is equal to or higher than the desorption temperature and it is difficult to execute the stoichiometric combustion control, the exhaust gas is circulated to the bypass passage by the flow path switching means while performing the lean combustion control. An exhaust flow path control means,
It is characterized by providing.
第2の発明は、前記還流通路の接続位置よりも下流側で前記排気通路に設けられ、前記排気通路を流れる排気ガスの流量を可変に設定する排気流量可変手段と、
NOxの脱離動作中に前記排気流量可変手段により排気ガスの流量を抑制する排気流量制御手段と、
を備える構成としている。
The second invention is provided in the exhaust passage downstream of the connection position of the recirculation passage, and an exhaust flow rate variable means for variably setting the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage;
An exhaust flow rate control means for suppressing the flow rate of the exhaust gas by the exhaust flow rate variable means during the NOx desorption operation;
It is set as the structure provided with.
第3の発明は、前記NOx吸着手段の下流側で前記排気通路に設けられ、少なくとも排気ガス中のNOxを浄化することが可能なNOx浄化触媒を備える構成としている。 According to a third aspect of the present invention, a NOx purifying catalyst is provided in the exhaust passage on the downstream side of the NOx adsorbing means and can purify at least NOx in the exhaust gas.
第1の発明によれば、NOx吸着手段は、活性酸素供給手段により活性酸素が供給された状態で、排気ガス中のNOxを効率よく吸着することができる。また、吸着したNOxの脱離時には、このNOxを還流通路によって吸気系に還流させることができ、脱離したNOxを筒内での燃焼により確実に還元することができる。一方、NOxの吸着時に活性酸素が残留した場合にも、この活性酸素を還流通路により吸気系に還流させ、筒内での燃焼により分解することができる。 According to the first invention, the NOx adsorption means can efficiently adsorb NOx in the exhaust gas in a state where the active oxygen is supplied by the active oxygen supply means. Further, when the adsorbed NOx is desorbed, the NOx can be recirculated to the intake system through the recirculation passage, and the desorbed NOx can be reliably reduced by combustion in the cylinder. On the other hand, even when active oxygen remains during NOx adsorption, this active oxygen can be recirculated to the intake system through the recirculation passage and decomposed by combustion in the cylinder.
従って、筒内で行われる通常の燃焼を利用して、脱離NOxと残留活性酸素とを浄化することができる。これにより、例えばNOx触媒等をNOx吸着手段の下流側に配置しなくてもよいので、システムの構造を簡略化することができる。しかも、NOxの還元処理を行うために、リッチスパイク制御等により空燃比を無理にリッチ化する必要がないので、リッチ化が不十分でNOxが外部に排出されたり、空燃比がリッチ側に乱れたりするのを防止することができ、排気エミッションを向上させることができる。さらに、余った活性酸素を吸気系に還流させることにより、吸気系や筒内におけるデポジットの堆積を抑制することができ、また耐ノッキング性能を高めることができる。 Therefore, desorption NOx and residual active oxygen can be purified by utilizing normal combustion performed in the cylinder. As a result, for example, a NOx catalyst or the like does not have to be arranged on the downstream side of the NOx adsorption means, so that the system structure can be simplified. Moreover, since it is not necessary to forcibly enrich the air-fuel ratio by rich spike control or the like in order to perform NOx reduction processing, the enrichment is insufficient and NOx is discharged to the outside, or the air-fuel ratio is disturbed to the rich side. Can be prevented, and exhaust emission can be improved. Furthermore, depositing deposits in the intake system or in the cylinder can be suppressed by recirculating surplus active oxygen to the intake system, and anti-knocking performance can be improved.
また、NOx吸着手段は、吸着上限温度以下の低温領域で活性酸素を供給することにより、活性酸素の非供給時と比較して多量のNOxを吸着することができる。しかも、活性酸素の存在下ではNOxの脱離温度が上昇するので、同一の温度でもNOxの吸着量を増やすことができる。従って、吸着制御手段は、これらの特性を利用してNOxの吸着性能を大幅に向上させることができ、多量のNOxを効率よく吸着することができる。 Further , the NOx adsorbing means can adsorb a large amount of NOx as compared with when no active oxygen is supplied by supplying active oxygen in a low temperature region below the upper limit adsorption temperature. In addition, since the NOx desorption temperature increases in the presence of active oxygen, the adsorption amount of NOx can be increased even at the same temperature. Therefore, the adsorption control means can significantly improve NOx adsorption performance using these characteristics, and can adsorb a large amount of NOx efficiently.
また、脱離時燃焼制御手段は、NOx吸着手段からNOxが脱離しているときに、内燃機関の空燃比を理論空燃比に保持し、ストイキ燃焼制御を行うことができる。これにより、吸気系に還流されたNOxを効率よく還元することができ、また筒内での燃焼によりNOxが新たに生成されるのを抑制することができる。 The desorption combustion control means can perform stoichiometric combustion control by maintaining the air-fuel ratio of the internal combustion engine at the stoichiometric air-fuel ratio when NOx is desorbed from the NOx adsorption means. Thereby, NOx recirculated to the intake system can be efficiently reduced, and generation of NOx due to combustion in the cylinder can be suppressed.
また、内燃機関の運転性能等を考慮すると、NOxの還元処理に適した燃焼制御(ストイキ燃焼制御)を実行可能な運転領域が制限される場合がある。しかし、補助動力手段を併用することにより、ストイキ燃焼制御中でも運転性能を確保することができる。これにより、内燃機関では、運転状況等に影響されることなく、所望のタイミングでストイキ燃焼制御を行うことができ、広い運転領域で脱離したNOxの還元処理を行うことができる。 In consideration of the operation performance of the internal combustion engine and the like, the operation region in which combustion control (stoichiometric combustion control) suitable for NOx reduction processing can be performed may be limited. However, by using the auxiliary power means in combination, the driving performance can be ensured even during the stoichiometric combustion control. Thus, in the internal combustion engine, the stoichiometric combustion control can be performed at a desired timing without being affected by the operation state and the like, and the reduction process of NOx desorbed in a wide operation region can be performed.
また、内燃機関の運転状況によっては、NOxの脱離動作が生じる温度領域となっても、NOxの還元処理に適した燃焼制御(ストイキ燃焼制御)を実行するのが難しい場合がある。この場合、排気流路制御手段は、流路切換手段を切換えることにより、排気ガスをバイパス通路に流通させることができ、排気ガス中のNOxをバイパス通路の触媒により浄化することができる。これにより、ストイキ燃焼制御が可能となるまで、脱離したNOxを吸気系に還流させずに待機することができる。従って、NOxの脱離温度等に応じて燃焼制御の実行条件が制限されたり、燃焼制御の実行条件等に応じてNOx吸着手段の脱離温度が制限されるのを回避することができる。従って、制御の設計自由度やNOx吸着手段の選択自由度を広げることができる。 Further , depending on the operation state of the internal combustion engine, it may be difficult to execute combustion control (stoichiometric combustion control) suitable for NOx reduction treatment even in a temperature region where NOx desorption operation occurs. In this case, the exhaust passage control means can cause the exhaust gas to flow through the bypass passage by switching the passage switching means, and can purify NOx in the exhaust gas by the catalyst in the bypass passage. Thereby, it is possible to stand by without desorbing the desorbed NOx to the intake system until the stoichiometric combustion control becomes possible. Therefore, it is possible to avoid that the execution condition of the combustion control is limited according to the NOx desorption temperature or the like, or that the desorption temperature of the NOx adsorption means is limited according to the execution condition of the combustion control or the like. Therefore, the degree of freedom in control design and the degree of freedom in selecting NOx adsorption means can be expanded.
第2の発明によれば、排気流量制御手段は、NOxの脱離動作中に還流通路の下流側で排気ガスの流量を適度に抑制する(絞る)ことができる。これにより、還流通路の流入位置で排気圧を高めることができ、脱離したNOxを含むガスを排気通路から還流通路へと円滑に流入させることができる。 According to the second aspect of the invention, the exhaust gas flow rate control means can appropriately suppress (squeeze) the flow rate of the exhaust gas on the downstream side of the reflux passage during the NOx desorption operation. As a result, the exhaust pressure can be increased at the inflow position of the recirculation passage, and the gas containing the desorbed NOx can be smoothly introduced from the exhaust passage into the recirculation passage.
第3の発明によれば、NOx吸着手段の下流側には、例えば三元触媒等のNOx浄化触媒を設けることができる。これにより、NOx吸着手段から脱離したNOxを、筒内での燃焼により浄化するだけでなく、NOx浄化触媒によっても浄化することができる。従って、仮にNOxの一部が燃焼室をすり抜けたとしても、このNOxが大気中に放出されるのをNOx浄化触媒により確実に防止することができる。 According to the third aspect of the invention, a NOx purification catalyst such as a three-way catalyst can be provided on the downstream side of the NOx adsorption means. Thereby, the NOx desorbed from the NOx adsorption means can be purified not only by combustion in the cylinder but also by the NOx purification catalyst. Therefore, even if a part of the NOx passes through the combustion chamber, the NOx purification catalyst can reliably prevent the NOx from being released into the atmosphere.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
以下、図1乃至図5を参照しつつ、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、例えばディーゼルエンジンからなる内燃機関10を備えており、内燃機関10は、各気筒の筒内に吸入空気を吸込む吸気通路12と、各気筒から排出された排気ガスが流れる排気通路14とを備えている。吸気通路12には、アクセル開度等に応じて吸入空気量を増減するスロットルバルブ16が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes an
また、内燃機関10は、各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁18と、排ガス中に燃料を添加する燃料添加弁20とを備えている。燃料添加弁20は、例えばNOx触媒に吸着されたNOxの還元処理を行う場合や、DPFに捕集されれたPMの酸化処理を行う場合などに使用される。さらに、吸気通路12と排気通路14との間には、排気圧を利用して吸入空気を過給する過給機22と、排気ガスの一部をEGRガスとして吸気系に還流させるEGR通路24とが設けられている。EGR通路24には、EGRガスの流量を調整するEGR弁26と、EGRガスを冷却するEGRクーラ28とが設けられている。
The
また、排気通路14には、上流側から下流側に向けて酸化触媒30、NOx吸着材32およびDPF34が順次設けられており、これらの機器は、EGR通路24の下流側に配置されている。酸化触媒30は、排気ガス中のHC、CO等を酸化により浄化する。また、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)34は、排気ガス中のPMを捕集し、これを酸化により浄化するものである。
The
NOx吸着材32は、本実施の形態のNOx吸着手段であり、少なくともオゾンの存在下で排気ガス中のNOxを吸着することが可能な材料により構成されている。具体的に述べると、NOx吸着材32は、例えばアルミナ、ゼオライト等のセラミックス材料、またはこれに金属を担持した触媒等により構成されている。なお、NOx吸着材32の材料については、後述の図4を参照して詳細に説明する。また、本発明において、NOx吸着手段は、上記セラミックス材料に限定されるものでなはく、例えば吸蔵還元型のNOx触媒(NSR:NOx Strage Reduction)により構成してもよい。さらに、本明細書において、「吸着」という用語には、「吸蔵」、「吸収」、「保持」、「捕集」等に類似するすべての概念が含まれるものとする。
The
また、排気通路14には、NOx吸着材32にオゾンを供給する活性酸素供給手段としてのオゾン生成器36が設けられている。オゾン生成器36としては、例えば高電圧を印加可能な放電管内に、原料となる乾燥した空気または酸素を流しつつオゾンを発生させる形態や、他の任意の形式のものを用いることができる。また、オゾン生成器36は、酸化触媒30の下流側となり、かつNOx吸着材32の上流側となる位置で排気通路14中にオゾンを供給するためのオゾン供給口38を備えている。
The
さらに、本実施の形態のシステムは、吸気通路12と排気通路14とを接続する還流通路40を備えている。還流通路40は、NOx吸着材32から脱離したNOxを還流ガスとして吸気系に還流させるものである。具体的に述べると、還流通路40の一端側(還流ガスの流入側)は、NOx吸着材32およびDPF34の下流側で排気通路14に接続されている。また、還流通路40の他端側(還流ガスの流出側)は、過給機22の上流側で吸気通路12に接続されている。
Furthermore, the system of the present embodiment includes a
また、還流通路40には、還流ガスの流量を制御する電磁駆動式の還流制御弁42と、還流ガスを冷却するクーラ44とが設けられている。なお、還流通路40は、主として後述のNOx脱離還流制御に用いられるが、前記EGR通路24と同様に、排気ガスの一部を吸気系に還流させる通常のEGR制御にも使用されるものである。
The
一方、排気通路14には、還流通路40の接続位置よりも下流側で排気ガスの流量を可変に設定する排気弁46が設けられている。排気弁46は、本実施の形態の排気流量可変手段であり、電磁駆動式の流量制御弁等により構成されている。NOx脱離還流制御中には、排気弁46により排気ガスの流量が適度に抑制され、還流通路40の流入側の圧力(排気圧)が通常運転時よりも少し高い状態に保持される。これにより、NOx吸着材32から脱離したNOxは、排気ガスと共に還流通路40に導入される。
On the other hand, the
図2は、本発明の実施の形態1において、排気系の特徴部分を模式的に示す構成図である。本実施の形態のシステムは、車両や内燃機関の制御に必要な各種のセンサにより構成されたセンサ系統と、内燃機関10の運転状態を制御するためのECU(Electronic Control Unit)60とを備えている。センサ系統には、図2中に示す温度センサ48とNOxセンサ50が含まれている。
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a characteristic part of the exhaust system in the first embodiment of the present invention. The system according to the present embodiment includes a sensor system including various sensors necessary for controlling the vehicle and the internal combustion engine, and an ECU (Electronic Control Unit) 60 for controlling the operating state of the
ここで、温度センサ48は、NOx吸着材32またはその近傍における排気ガスの温度を、排気系の温度として検出する。また、NOxセンサ50は、NOx吸着材32の下流側で排気ガス中のNOxを検出するものである。さらに、センサ系統には、例えば吸入空気量を検出するエアフロメータ、機関回転数を検出する回転センサ、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ等が含まれており、これらのセンサは、前述したセンサ48,50と共にECU60の入力側に接続されている。一方、ECU60の出力側には、各種のアクチュエータが接続されている。このアクチュエータには、各気筒に設けられた燃料噴射弁18、点火プラグ等の他に、燃料添加弁20、EGR弁26、オゾン生成器36、還流制御弁42、排気弁46が含まれている。
Here, the
そして、ECU60は、内燃機関の運転状態をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動する。具体的には、センサ系統の出力に基いて、各気筒に対する燃料の噴射量及び噴射時期、点火時期等が設定され、これらの設定内容に応じてアクチュエータが駆動される。また、ECU60は、空燃比センサにより検出した排気空燃比に応じて、燃料噴射量を調整することにより、排気空燃比が適切な範囲に保持されるように燃焼制御を実行する。この場合、内燃機関10はディーゼルエンジンであるため、通常の燃焼制御では、排気空燃比がリーン状態に保持される。
The
また、ECU60は、排気系の温度状態等に応じて、NOx吸着制御とNOx脱離還流制御を実行するように構成されている。以下、図3を参照しつつ、これらの制御について説明する。図3は、ECUの制御を説明するための説明図である。
(NOx吸着制御)
NOx吸着制御では、前述した通常の燃焼制御(リーン燃焼制御)中において、排気系の温度が所定の吸着上限温度(例えば、200℃程度)以下であるときに、オゾン生成器36を作動させ、NOx吸着材32の上流側にオゾンを供給する。ここで、NOx吸着材32は、本来は吸着性能が余り高くない低温領域でも、オゾンの存在下であれば、NOxを効率よく吸着することができる。
The
(NOx adsorption control)
In the NOx adsorption control, during the above-described normal combustion control (lean combustion control), when the temperature of the exhaust system is equal to or lower than a predetermined adsorption upper limit temperature (for example, about 200 ° C.), the
図4は、オゾンの有無に応じてNOx吸着材の吸着性能が変化する状態を示す説明図である。この図に示すデータは、本願発明者の実験により得られたもので、オゾンの存在時と非存在時のそれぞれについて、一定量の吸着材が吸着可能な最大のNOx量(飽和吸着量)を示している。本願発明者は、下記(1)〜(3)に示す何れの吸着材においても、吸着上限温度以下の低温領域でオゾンを供給すれば、図4に示すように、吸着性能が極端に向上することを確認できた。
(1)例えばアルミナ、ゼオライト等のセラミックスだけで形成された材料
(2)上記セラミックス材料にPt、Fe等の金属を担持した触媒
(3)上記セラミックス材料にアルカリ元素およびアルカリ土類元素を担持した触媒
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which the adsorption performance of the NOx adsorbent changes depending on the presence or absence of ozone. The data shown in this figure was obtained by the experiment of the present inventor. The maximum NOx amount (saturated adsorption amount) that can be adsorbed by a certain amount of adsorbent for each of the presence and absence of ozone is shown. Show. As shown in FIG. 4, the inventor of the present application extremely improves the adsorption performance as long as ozone is supplied in a low temperature region below the upper limit adsorption temperature in any of the adsorbents shown in (1) to (3) below. I was able to confirm that.
(1) A material formed only of ceramics such as alumina and zeolite (2) A catalyst in which a metal such as Pt and Fe is supported on the ceramic material (3) An alkali element and an alkaline earth element are supported on the ceramic material catalyst
更に詳しく述べれば、NOx吸着材32としては、アルカリ元素およびアルカリ土類元素を含有しない材料、即ち、上記(1)または(2)の材料を用いることが好ましい。何故なら、アルカリ元素およびアルカリ土類元素を含有した材料は、これらの元素がNOxと硝酸塩を形成することによりNOx吸着量を増やすことができるものの、排気ガス中の硫黄分により被毒し易いという特性がある。従って、上記(1),(2)の材料にオゾンを供給する構成とすれば、NOxの吸着性能が高く、かつ硫黄被毒に強いNOx吸着材を容易に実現することができる。特に、上記(1)の材料であれば、触媒成分を含有しないセラミックス材料を、高性能のNOx吸着材として用いることができる。
More specifically, as the
さらに、本願発明者が実験により確認したところによれば、コージェライト、ゼオライト等のセラミックス材料においては、オゾンを供給することによりNOxの脱離温度を上昇させることができる。即ち、オゾンの供給時には、非供給時と比較して同一の温度でもNOxの脱離を抑制することができ、当該温度におけるNOxの吸着量を増やすことができる。本実施の形態によれば、この特性を利用することにより、更に吸着性能が高いNOx吸着材32を実現することができる。
Furthermore, according to the present inventors confirmed by experiment, in ceramic materials such as cordierite and zeolite, the desorption temperature of NOx can be increased by supplying ozone. That is, when ozone is supplied, NOx desorption can be suppressed even at the same temperature as when non-supplying, and the amount of NOx adsorbed at that temperature can be increased. According to the present embodiment, the
一方、図3において、排気系の温度が前記吸着上限温度よりも高温となった場合には、NOxの吸着率に対するオゾンの効果が低下し、また熱分解によるオゾンの損失が徐々に増大するようになる。従って、この場合には、NOx吸着材32に対するオゾンの供給を停止し、NOx吸着制御を終了する。
On the other hand, in FIG. 3, when the temperature of the exhaust system becomes higher than the upper limit temperature of adsorption, the effect of ozone on the NOx adsorption rate decreases, and the loss of ozone due to thermal decomposition gradually increases. become. Therefore, in this case, the supply of ozone to the
また、NOx吸着制御中には、図3に示すように、必要に応じて通常のEGR制御を実行する。通常のEGR制御では、EGR通路24と還流通路40とを介して排気ガスを吸気系に還流させる。このとき、ECU60は、内燃機関の運転状態(機関回転数、負荷率、水温等)に応じてEGR弁26と還流制御弁42の開度を調整し、これにより吸気系に還流されるEGRガスの流量を制御する。
Further, during the NOx adsorption control, as shown in FIG. 3, normal EGR control is executed as necessary. In normal EGR control, exhaust gas is recirculated to the intake system via the
(NOx脱離還流制御)
排気系の温度が所定の脱離温度以上となった場合には、NOx吸着材32に吸着されていたNOxが脱離し始めるので、NOx脱離還流制御を実行する。ここで、NOxの脱離温度は、NOx吸着材32の材料、NOxの吸着量等に応じてほぼ一定の値となるもので、実験等により容易に決定することができる。なお、本発明において、NOxの脱離動作が開始したか否かの判定は、排気系の温度ではなく、例えばNOxセンサ50の検出信号に基いて行う構成としてもよい。即ち、NOxセンサ50により検出したNOx量が所定の基準値以上となったときに、NOxの脱離動作が始まったものと判定し、NOx脱離還流制御を開始する構成としてもよい。
(NOx desorption reflux control)
When the temperature of the exhaust system becomes equal to or higher than the predetermined desorption temperature, NOx adsorbed on the NOx adsorbent 32 starts to be desorbed, so NOx desorption recirculation control is executed. Here, the NOx desorption temperature has a substantially constant value according to the material of the
そして、NOx脱離還流制御では、まず、排気弁46の開度を適度に小さくすることにより、還流通路40の流入位置で排気圧を高め、NOx吸着材32から脱離したNOxを含む排気ガスを還流通路40に流入させる。この排気ガスは、還流通路40を介して吸気通路12に流入し、各気筒内に吸込まれる。このとき、ECU60は、前述した通常の燃焼制御(リーン燃焼制御)に代えて、ストイキ(Stoiciometry)燃焼制御を実行する。ストイキ燃焼制御では、排気空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量等が制御される。また、NOx脱離還流制御中には、オゾンの供給が停止状態に保持される。
In the NOx desorption / reflux control, first, the exhaust pressure including the NOx desorbed from the
上述したストイキ燃焼制御によれば、理論空燃比に近い混合気を比較的低温で燃焼させる状態(いわゆる低温燃焼)を実現することができる。この低温燃焼により、吸気系に還流されたNOxを効率よく還元することができ、また筒内での燃焼によりNOxが新たに生成されるのを抑制することができる。 According to the stoichiometric combustion control described above, it is possible to realize a state (so-called low temperature combustion) in which the air-fuel mixture close to the stoichiometric air-fuel ratio is combusted at a relatively low temperature. By this low temperature combustion, NOx recirculated to the intake system can be efficiently reduced, and generation of new NOx by combustion in the cylinder can be suppressed.
さらに、NOx吸着材32から大部分のNOxが脱離し、NOxの脱離動作が終了したときには、NOxセンサ50により脱離NOxが殆ど検出されなくなるので、脱離動作が終了したと判定することができる。この場合、ECU60は、排気弁46を通常の開度(全開)に戻し、ストイキ燃焼制御を通常のリーン燃焼制御に切換えることにより、NOx脱離還流制御を終了する。
Further, when most of the NOx is desorbed from the
[実施の形態1を実現するための具体的な処理]
図5は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御を示すフロチャートである。この図に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行される。図5に示すルーチンでは、まず、NOx吸着材32の温度(または排気温度)が吸着上限温度以下であるか否かを判定し(ステップ100)、この判定成立時には、前述したNOx吸着制御を開始する。即ち、オゾン生成器36によりNOx吸着材32にオゾンを供給し、排気ガス中のNOxを吸着させる(ステップ102)。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 1]
FIG. 5 is a flowchart showing the control executed by the ECU in the first embodiment of the present invention. The routine shown in this figure is repeatedly executed during operation of the internal combustion engine. In the routine shown in FIG. 5, first, it is determined whether or not the temperature (or exhaust temperature) of the
続いて、ECU60は、NOxの吸着量が所定の飽和吸着量に達したか否かを判定する(ステップ104)。NOxの吸着量は、例えば内燃機関の運転状態に基づいて算出される排気ガス中のNOx濃度と、オゾンの供給を開始してからの経過時間と、排気系の温度とに基いて算出することができ、この算出値を予め記憶された飽和吸着量と比較することにより、ステップ104の判定処理を行うことができる。そして、ステップ104の判定成立時には、オゾンの供給を停止し、NOx吸着制御を終了する(ステップ106)。
Subsequently, the
次に、ECU60は、排気系の温度が所定の脱離温度以上であるか否かを判定し(ステップ108)、この判定成立時には、前述したNOx脱離還流制御を開始する(ステップ110)。続いて、NOxセンサ50の検出信号に基いてNOxの脱離動作が終了したか否かを判定し、脱離動作が終了するまでNOx脱離還流制御を継続する(ステップ112)。そして、ステップ112の判定成立時には、NOx脱離還流制御を終了する(ステップ114)。
Next, the
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、NOx吸着材32により一旦吸着したNOxを、還流通路40によって吸気系に還流させることができ、吸着材32から脱離したNOxを筒内での燃焼により確実に還元することができる。一方、NOxの吸着時にオゾンが残留した場合にも、このオゾンを還流通路40により吸気系に還流させ、筒内での燃焼により分解することができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, the NOx once adsorbed by the
従って、筒内で行われる通常の燃焼を利用して、脱離NOxと残留オゾンとを浄化することができる。これにより、例えばNOx触媒等を吸着材32の下流側に配置しなくてもよいので、システムの構造を簡略化することができる。しかも、NOxの還元処理を行うために、リッチスパイク制御等により空燃比を無理にリッチ化する必要がないので、リッチ化が不十分でNOxが外部に排出されたり、空燃比がリッチ側に乱れたりするのを防止することができ、排気エミッションを向上させることができる。さらに、余ったオゾンを吸気系に還流させることにより、吸気系や筒内におけるデポジットの堆積を抑制することができ、また耐ノッキング性能を高めることができる。 Therefore, desorption NOx and residual ozone can be purified by utilizing normal combustion performed in the cylinder. Thereby, for example, a NOx catalyst or the like does not need to be arranged on the downstream side of the adsorbent 32, so that the structure of the system can be simplified. Moreover, since it is not necessary to forcibly enrich the air-fuel ratio by rich spike control or the like in order to perform NOx reduction processing, the enrichment is insufficient and NOx is discharged to the outside, or the air-fuel ratio is disturbed to the rich side. Can be prevented, and exhaust emission can be improved. Furthermore, by depositing excess ozone into the intake system, deposit accumulation in the intake system and in the cylinder can be suppressed, and anti-knock performance can be improved.
また、本実施の形態では、還流通路40の下流側に排気弁46を設けている。これにより、NOxの脱離動作中には、排気弁46により還流通路40の下流側で排気ガスの流量を適度に抑制する(絞る)ことができる。これにより、還流通路40の流入位置で排気圧を高めることができ、脱離したNOxを含むガスを排気通路14から還流通路40へと円滑に流入させることができる。
In the present embodiment, an
なお、本実施の形態では、図1に示すように、還流通路40の流入口をDPF34の下流側で排気通路14に接続する場合を例示したので、還流通路40の下流側に排気弁46を設ける構成とした。しかし、本発明において、例えば還流通路40の下流側に排気抵抗となる何らかの構造物が配置されており、還流通路40の流入口で排気圧が十分に高い場合には、必ずしも排気弁46(排気流量可変手段)を設ける必要はない。具体例を挙げると、例えば還流通路40の流入口をNOx吸着材32とDPF34との間(DPF34の上流側)に接続した場合には、DPF34が排気抵抗となることにより、還流通路40の流入口で排気圧が確保される。従って、この場合には、排気弁46を廃止する構成としてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the case where the inlet of the
実施の形態2.
次に、図6及び図7を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態は、NOx吸着材と並列に配置されたバイパス触媒を備えており、この点を含めて実施の形態1と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment includes a bypass catalyst arranged in parallel with the NOx adsorbent, and the configuration is different from that of the first embodiment including this point. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[実施の形態2の特徴]
図6は、本発明の実施の形態2のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、実施の形態1の構成に加えて、バイパス通路70、バイパス触媒72および切換弁74,76を備えている。バイパス通路70は、NOx吸着材32をバイパスする位置で排気通路14に接続されている。また、バイパス触媒72は、例えば前述した脱離温度以上の中間温度領域において、少なくとも排気ガス中のNOxを浄化することが可能な触媒であり、バイパス通路70に設けられている。
[Features of Embodiment 2]
FIG. 6 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the second embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes a
また、切換弁74,76は、電磁駆動式の開閉弁等からなり、排気ガスの流路をNOx吸着材32とバイパス通路70との間で切換える流路切換手段を構成している。即ち、一方の切換弁74を開弁し、他方の切換弁76を閉弁した状態では、排気ガスがNOx吸着材32を通過する。また、一方の切換弁74を閉弁し、他方の切換弁76を開弁した状態では、排気ガスがバイパス通路70を流通する構成となっている。なお、本発明の流路切換手段としては、切換弁74,76に代えて、排気通路14とバイパス通路70との接続位置に単一の三方弁等を設ける構成としてもよい。
The switching
(中間温度領域におけるNOx浄化制御)
内燃機関の運転状況によっては、NOxの脱離動作が生じる中間温度領域において、ストイキ燃焼制御を実行するのが難しい場合がある。この場合には、ストイキ燃焼制御を無理に実行せず、リーン燃焼制御等を実行するが、脱離したNOxを良好に燃焼させるのが難しくなる。このため、本実施の形態では、中間温度領域においてストイキ燃焼制御を実行しないときに、排気ガスをバイパス通路70に流通させ、排気ガス中のNOxをバイパス触媒72により浄化する。そして、ストイキ燃焼制御が可能となるまで、脱離したNOxを吸気系に還流させずに待機する構成としている。
(NOx purification control in intermediate temperature range)
Depending on the operation state of the internal combustion engine, it may be difficult to execute the stoichiometric combustion control in an intermediate temperature region where the NOx desorption operation occurs. In this case, the stoichiometric combustion control is not forcibly executed and the lean combustion control or the like is executed, but it becomes difficult to burn the desorbed NOx well. For this reason, in this embodiment, when the stoichiometric combustion control is not executed in the intermediate temperature range, the exhaust gas is circulated through the
[実施の形態2を実現するための具体的な処理]
図7は、本発明の実施の形態2において、ECUにより実行される制御を示すフロチャートである。この図に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行される。図7に示すルーチンでは、まず、ステップ200〜208において、実施の形態1と同様の手順によりNOx吸着制御を実行し、排気系の温度が脱離温度以上であるか否かを判定する。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 2]
FIG. 7 is a flowchart showing the control executed by the ECU in the second embodiment of the present invention. The routine shown in this figure is repeatedly executed during operation of the internal combustion engine. In the routine shown in FIG. 7, first, in
そして、ステップ208の判定成立時には、NOx脱離還流制御に適した運転状態、即ち、ストイキ燃焼制御が実行可能な運転状況であるか否かを判定する(ステップ210)。この判定成立時には、切換弁74,76をNOx吸着材32側に切換えることにより、排気ガスをNOx吸着材32に流通させる(ステップ212)。そして、ステップ214〜218において、実施の形態1と同様の手順によりNOx脱離還流制御を実行する。
When the determination in
一方、ステップ210の判定が不成立のときには、切換弁74,76をバイパス通路70側に切換えることにより、排気ガスをバイパス触媒72に流通させ、NOx浄化制御を実行する(ステップ220)。
On the other hand, when the determination in
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態1とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、バイパス通路70とバイパス触媒72とを備えているので、NOxの脱離温度等に応じて燃焼制御の実行条件が制限されたり、燃焼制御の実行条件等に応じてNOx吸着手段の脱離温度が制限されるのを回避することができる。従って、システムの設計時等には、制御の設計自由度やNOx吸着手段の選択自由度を広げることができる。
In the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as in the first embodiment. In particular, in the present embodiment, since the
実施の形態3.
次に、図8を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態は、NOx浄化触媒を備えており、この点を特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment includes a NOx purification catalyst and is characterized by this point. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[実施の形態3の特徴]
図8は、本発明の実施の形態3のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、実施の形態1の構成に加えて、NOx吸着材32の下流側で排気通路14に設けられたNOx浄化触媒としての三元触媒80を備えている。三元触媒80は、一般的に知られているように、排気空燃比が理論空燃比を含む所定範囲(浄化ウィンドウ)内であるときに、排気ガス中のNOx、HC、CO等を浄化することができる。
[Features of Embodiment 3]
FIG. 8 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the third embodiment of the present invention. In addition to the configuration of the first embodiment, the system of the present embodiment includes a three-
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態1とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、NOx吸着材32から脱離したNOxを、筒内での燃焼により浄化するだけでなく、三元触媒80によっても浄化することができる。従って、仮にNOxの一部が燃焼室をすり抜けたとしても、このNOxが大気中に放出されるのを三元触媒80により確実に防止することができる。
In the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as in the first embodiment. In particular, in the present embodiment, NOx desorbed from the
実施の形態4.
次に、図9を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態は、補助動力手段を備えており、この点を特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment includes auxiliary power means, and this is a feature. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[実施の形態4の特徴]
図9は、本発明の実施の形態3のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、ハイブリッド車等の車両に搭載されるものであり、前記実施の形態3の構成に加えて、補助動力手段としての電動モータ90を備えている。電動モータ90は、バッテリ92から給電されることにより補助動力を発生するもので、内燃機関10と電動モータ90のうち少なくとも一方の動力源により発生された動力は、動力分割機構94と減速機96とを介して車輪98に伝達される。また、動力分割機構94には発電機100が接続されており、この発電機100により発電された電力は、インバータ102を介してバッテリ92に充電される。
[Features of Embodiment 4]
FIG. 9 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the third embodiment of the present invention. The system of the present embodiment is mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle, and includes an
そして、ECU60は、内燃機関10と電動モータ90のうち何れか一方(場合によっては両方)の動力源を作動させ、車両の運転状態等に応じて動力源を切換えるように構成されている。また、本実施の形態において、NOx脱離還流制御を行うときには、ECU60により内燃機関10と電動モータ90の両方が駆動される。即ち、ECU60は、モータの動力により内燃機関を補助しつつ、内燃機関10においてストイキ燃焼制御を実行するように構成されている。
The
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態1,3とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、電動モータ90により、ストイキ燃焼制御を実行可能な運転領域を広げることができる。即ち、内燃機関10は、通常時にリーン燃焼を行うディーゼルエンジンであるため、運転性能等を考慮すると、ストイキ燃焼制御を実行可能な運転領域が制限される場合がある。しかし、本実施の形態では、電動モータ90を併用することにより、ストイキ燃焼制御中でも運転性能を確保することができる。これにより、内燃機関10では、車両の運転状況等に影響されることなく、所望のタイミングでストイキ燃焼制御を行うことができる。従って、ハイブリッド車に適用することにより、広い運転領域でNOx脱離還流制御の効果を十分に発揮することができる。
In the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as in the first and third embodiments. In particular, in the present embodiment, the
なお、前記実施の形態では、図5、図7中のステップ100,102,200,202が吸着制御手段の具体例を示し、ステップ110,214は脱離時燃焼制御手段の具体例を示している。また、ステップ210,212,220は排気流路制御手段の具体例、ステップ110,214は排気流量制御手段の具体例をそれぞれ示している。
In the above embodiment, steps 100, 102, 200, and 202 in FIGS. 5 and 7 show specific examples of the adsorption control means, and steps 110 and 214 show specific examples of the desorption combustion control means. Yes.
また、実施の形態2では、実施の形態1の構成に対して、バイパス通路70とバイパス触媒72を設けるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、実施の形態3,4に対してバイパス通路70とバイパス触媒72を設ける構成としてもよい。即ち、一つのシステムにバイパス通路70、バイパス触媒72および三元触媒80を設けたり、これらをハイブリッド車に適用する構成としてもよい。
In the second embodiment, the
また、実施の形態では、排気ガス中に添加する活性酸素として、オゾンを例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、オゾンに代えて、他の種類の活性酸素(例えば、O-,O2-,O2 -,O3 -,On -等で表される酸素マイナスイオン)を排気ガス中に添加するようにしてもよい。 In the embodiment, ozone has been described as an example of the active oxygen added to the exhaust gas. However, the present invention is not limited to this, and instead of ozone, other types of active oxygen (for example, oxygen negative ions represented by O − , O 2− , O 2 − , O 3 − , O n −, etc.) are used. ) May be added to the exhaust gas.
さらに、実施の形態では、ディーゼルエンジンからなる内燃機関10に適用する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばガソリンエンジン等を含めて各種の内燃機関に広く適用し得るものである。
Furthermore, in the embodiment, the case where the present invention is applied to the
10 内燃機関
12 吸気通路
14 排気通路
16 スロットルバルブ
18 燃料噴射弁
20 燃料添加弁
22 過給機
24 EGR通路
26 EGR弁
28 EGRクーラ
30 酸化触媒
32 NOx吸着材(NOx吸着手段)
34 DPF
36 オゾン生成器(活性酸素供給手段)
38 オゾン供給口
40 還流通路
42 還流制御弁
44 クーラ
46 排気弁(排気流量可変手段)
48 温度センサ
50 NOxセンサ
60 ECU
70 バイパス通路
72 バイパス触媒(触媒)
74,76 切換弁(流路切換手段)
80 三元触媒(NOx浄化触媒)
90 電動モータ(補助動力手段)
10
34 DPF
36 Ozone generator (active oxygen supply means)
38
48
70
74, 76 switching valve (flow path switching means)
80 Three-way catalyst (NOx purification catalyst)
90 Electric motor (auxiliary power means)
Claims (3)
前記NOx吸着手段に活性酸素を供給する活性酸素供給手段と、
前記NOx吸着手段の下流側で前記排気通路に接続され、前記NOx吸着手段から脱離したNOxを吸気系に還流させる還流通路と、
前記NOx吸着手段をバイパスする位置で前記排気通路に接続され、少なくとも排気ガス中のNOxを浄化する触媒が設けられたバイパス通路と、
排気ガスの流路を前記NOx吸着手段と前記バイパス通路との間で切換えることが可能な流路切換手段と、
内燃機関を補助するための補助動力を発生する補助動力手段と、
前記NOx吸着手段が活性酸素の存在下でNOxを吸着可能な温度の上限値である吸着上限温度と比較して、排気ガスの温度が前記吸着上限温度以下であるときに、前記活性酸素供給手段を作動させる吸着制御手段と、
前記NOx吸着手段に吸着されていたNOxが脱離し始める温度であって前記吸着上限温度よりも高い温度に設定された脱離温度と比較して、排気ガスの温度が前記脱離温度以上であり、かつ、内燃機関の空燃比が理論空燃比となるように制御するストイキ燃焼制御が実行可能である場合に、前記ストイキ燃焼制御を実行しつつ、前記NOx吸着手段から脱離したNOxを前記還流通路を介して吸気系に還流させる一の脱離時燃焼制御手段と、
排気ガスの温度が前記脱離温度以上であり、かつ、前記ストイキ燃焼制御の実行が困難である場合に、前記補助動力手段を作動させた状態で前記ストイキ燃焼制御を実行しつつ、前記NOx吸着手段から脱離したNOxを前記還流通路を介して吸気系に還流させる他の脱離時燃焼制御手段と、
排気ガスの温度が前記脱離温度以上であり、かつ、前記ストイキ燃焼制御の実行が困難である場合に、リーン燃焼制御を実行しつつ、排気ガスを前記流路切換手段により前記バイパス通路に流通させる排気流路制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 NOx adsorption means provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and capable of adsorbing NOx in the exhaust gas at least in the presence of active oxygen;
Active oxygen supply means for supplying active oxygen to the NOx adsorption means;
A recirculation passage connected to the exhaust passage on the downstream side of the NOx adsorption means and recirculating NOx desorbed from the NOx adsorption means to the intake system;
A bypass passage that is connected to the exhaust passage at a position that bypasses the NOx adsorbing means, and is provided with a catalyst that purifies at least NOx in the exhaust gas;
A flow path switching means capable of switching a flow path of the exhaust gas between the NOx adsorption means and the bypass passage;
Auxiliary power means for generating auxiliary power for assisting the internal combustion engine;
The active oxygen supply means when the temperature of the exhaust gas is equal to or lower than the upper limit adsorption temperature as compared with the upper limit adsorption temperature that is the upper limit of the temperature at which the NOx adsorption means can adsorb NOx in the presence of active oxygen Adsorption control means for operating
The temperature of the exhaust gas is equal to or higher than the desorption temperature as compared with the desorption temperature set to a temperature at which NOx adsorbed on the NOx adsorption means starts to desorb and higher than the upper limit adsorption temperature. When the stoichiometric combustion control for controlling the air-fuel ratio of the internal combustion engine to be the stoichiometric air-fuel ratio is executable, the NOx desorbed from the NOx adsorbing means is recirculated while performing the stoichiometric combustion control. One desorption combustion control means for recirculation to the intake system through the passage;
When the exhaust gas temperature is equal to or higher than the desorption temperature and the execution of the stoichiometric combustion control is difficult, the NOx adsorption is performed while the stoichiometric combustion control is executed with the auxiliary power means operated. Other desorption combustion control means for recirculating NOx desorbed from the means to the intake system via the recirculation passage;
When the exhaust gas temperature is equal to or higher than the desorption temperature and it is difficult to execute the stoichiometric combustion control, the exhaust gas is circulated to the bypass passage by the flow path switching means while performing the lean combustion control. An exhaust flow path control means,
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising:
NOxの脱離動作中に前記排気流量可変手段により排気ガスの流量を抑制する排気流量制御手段と、
を備えてなる請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。 Exhaust flow rate varying means provided in the exhaust passage downstream from the connection position of the reflux passage and variably setting the flow rate of exhaust gas flowing through the exhaust passage;
An exhaust flow rate control means for suppressing the flow rate of the exhaust gas by the exhaust flow rate variable means during the NOx desorption operation;
The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1 , comprising:
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