JP5640521B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
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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.
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に含まれるNOxを吸蔵し、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸蔵したNOxを還元浄化するNOx吸蔵還元型触媒を機関排気通路内に配置した内燃機関が知られている。このような内燃機関では、リーン空燃比の下で燃焼が行われているときに発生するNOxがNOx吸蔵還元型触媒に吸蔵される。一方で、NOx吸蔵還元型触媒のNOx吸蔵能力が飽和に近づくと排気ガスの空燃比が一時的にリッチにされ、それによってNOx吸蔵還元型触媒からNOxが放出されそして還元浄化される。 A NOx occlusion reduction type catalyst that stores NOx contained in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean and reduces and purifies the stored NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich An internal combustion engine arranged in an engine exhaust passage is known. In such an internal combustion engine, NOx generated when combustion is performed under a lean air-fuel ratio is stored in the NOx storage reduction catalyst. On the other hand, when the NOx storage capacity of the NOx storage reduction catalyst approaches saturation, the air-fuel ratio of the exhaust gas is temporarily made rich, whereby NOx is released from the NOx storage reduction catalyst and reduced and purified.
ところで燃料及び潤滑油内には硫黄が含まれており、したがって排気ガス中にはSOxが含まれている。このSOxは、NOxとともにNOx吸蔵還元型触媒に吸蔵され、当該NOx吸蔵還元型触媒に含まれる炭酸バリウム(BaCO3)等のNOx保持物質と反応して硫酸塩(BaSO4)を形成する。このような硫酸塩は非常に安定であるため、排気ガスの空燃比を単にリッチにしただけでは分解されずにそのまま残ってしまう。このため、時間の経過とともにNOx吸蔵還元型触媒中に形成される硫酸塩が増大してNOx吸蔵還元型触媒が吸蔵しうるNOx量が減少し、ひいてはNOx吸蔵還元型触媒におけるNOx浄化性能の低下を引き起こしてしまう。 By the way, sulfur is contained in the fuel and the lubricating oil, and therefore SOx is contained in the exhaust gas. This SOx is stored in the NOx occlusion reduction type catalyst together with NOx, and reacts with a NOx holding substance such as barium carbonate (BaCO 3 ) contained in the NOx occlusion reduction type catalyst to form a sulfate (BaSO 4 ). Since such a sulfate is very stable, it is left as it is without being decomposed only by making the air-fuel ratio of the exhaust gas rich. For this reason, with the passage of time, the amount of sulfate formed in the NOx storage reduction catalyst increases, the amount of NOx that can be stored in the NOx storage reduction catalyst decreases, and consequently the NOx purification performance of the NOx storage reduction catalyst decreases. Will cause.
特許文献1では、排気ガスの空燃比がリーンであるときにNOxを吸収し、排気ガス中の酸素濃度を低下させると吸収したNOxを放出するNOx吸収剤(NOx吸蔵還元型触媒)を機関排気通路内に配置すると共に、排気ガスの空燃比がリーンであるときにSOxを吸収し、排気ガスの空燃比がリッチになると吸収したSOxを放出するSOx吸収剤をNOx吸収剤上流の機関排気通路内に配置し、SOx吸収剤とNOx吸収剤との間に位置する機関排気通路からNOx吸収剤をバイパスするバイパス通路を分岐すると共にバイパス通路の分岐部にNOx吸収剤又はバイパス通路のいずれか一方に排気ガスを流入させる切換弁を配置した内燃機関の排気浄化装置が記載されている。また、特許文献1では、NOx吸収剤からNOxを放出すべきときには排気ガスがNOx吸収剤に流入する位置に切換弁を保持すると共にSOx吸収剤に流入する排気ガス中の酸素濃度を低下させ、SOx吸収剤からSOxを放出すべきときには排気ガスがバイパス通路に流入する位置に切換弁を切換えると共にSOx吸収剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチにすることで、SOx吸収剤からSOxを放出した際にSOx吸収剤から放出されたSOxがNOx吸収剤に吸収されるのを阻止することができると記載されている。 In Patent Document 1, NOx is absorbed when the air-fuel ratio of exhaust gas is lean, and NOx absorbent (NOx occlusion reduction type catalyst) that releases the absorbed NOx when the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced is engine exhaust. An engine exhaust passage upstream of the NOx absorbent is disposed in the passage and absorbs SOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean and releases SOx absorbed when the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes rich. The bypass passage for bypassing the NOx absorbent is branched from the engine exhaust passage located between the SOx absorbent and the NOx absorbent, and either the NOx absorbent or the bypass passage is provided at a branch portion of the bypass passage. Describes an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine in which a switching valve for allowing exhaust gas to flow is arranged. Further, in Patent Document 1, when NOx should be released from the NOx absorbent, the switching valve is held at a position where the exhaust gas flows into the NOx absorbent, and the oxygen concentration in the exhaust gas flowing into the SOx absorbent is reduced, When SOx is to be released from the SOx absorbent, the switch valve is switched to a position where the exhaust gas flows into the bypass passage, and the air / fuel ratio of the exhaust gas flowing into the SOx absorbent is made rich to release SOx from the SOx absorbent. It is described that the SOx released from the SOx absorbent can be prevented from being absorbed by the NOx absorbent.
内燃機関の排気浄化装置において一般的に用いられる排気浄化触媒、例えば、NOx浄化触媒では、触媒成分として含まれる貴金属等の触媒金属が酸素過剰のリーン雰囲気にさらされると、当該触媒金属の表面が酸素によって覆われ、すなわち、当該触媒金属の表面がいわゆる酸素被毒を受け、結果としてNOx浄化触媒のNOx浄化性能が低下してしまうという問題が生じる。このNOx浄化触媒が貴金属等の触媒成分とともにNOx保持物質を含むNOx吸蔵還元型触媒である場合には、先に記載したように、排気ガス中に含まれるSOxに起因する硫黄被毒が問題となる。しかしながら、NOx浄化触媒がこのようなNOx保持物質を含まず、単に触媒金属のみを触媒担体に担持してなる材料である場合には、先に記載した硫黄被毒の問題よりも、上記のような触媒金属の酸素被毒に起因するNOx浄化性能の低下のほうが大きな問題である。 In an exhaust purification catalyst generally used in an exhaust purification device of an internal combustion engine, for example, a NOx purification catalyst, when a catalytic metal such as a noble metal contained as a catalyst component is exposed to a lean atmosphere containing excess oxygen, the surface of the catalytic metal is There is a problem that the surface of the catalyst metal is covered with oxygen, that is, the surface of the catalyst metal is subjected to so-called oxygen poisoning, and as a result, the NOx purification performance of the NOx purification catalyst is deteriorated. When this NOx purification catalyst is a NOx occlusion reduction type catalyst containing a NOx retention material together with a catalyst component such as a noble metal, sulfur poisoning caused by SOx contained in the exhaust gas is a problem as described above. Become. However, when the NOx purification catalyst is a material that does not contain such a NOx holding substance and is simply formed by supporting only the catalyst metal on the catalyst carrier, the above-described problem of sulfur poisoning may be overcome. Decreasing NOx purification performance due to oxygen poisoning of a catalyst metal is a bigger problem.
また、NOx浄化触媒等において用いられる触媒金属は低温下でより酸化されやすく、それゆえ当該触媒金属は内燃機関の冷間始動時等の低温下でより酸素被毒を受けやすい。近年、自動車等の排気ガスに対する規制がますます厳しくなっており、したがって、内燃機関の冷間始動時等、触媒自体が十分に暖められていない状態における触媒金属の酸素被毒等に関する問題についても十分に対処する必要がある。 Further, the catalyst metal used in the NOx purification catalyst or the like is more easily oxidized at a low temperature, and therefore the catalyst metal is more susceptible to oxygen poisoning at a low temperature such as when the internal combustion engine is cold started. In recent years, regulations on exhaust gases from automobiles and the like have become stricter. Therefore, there are problems concerning oxygen poisoning of catalyst metals when the catalyst itself is not sufficiently warmed, such as during cold start of an internal combustion engine. It is necessary to deal with it sufficiently.
そこで、本発明は、新規な構成により、NOx浄化触媒の酸素被毒に起因するNOx浄化性能の低下を抑制することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust purification device for an internal combustion engine that can suppress a decrease in NOx purification performance due to oxygen poisoning of the NOx purification catalyst with a novel configuration.
上記課題を解決する本発明は下記にある。
(1)内燃機関の排気通路内に配置され、排気ガス中のNOxを少なくとも保持可能なNOx保持材と、
前記NOx保持材より下流側の前記排気通路内に配置され、排気ガス中のNOxを浄化可能な触媒金属を触媒担体に担持してなるNOx浄化触媒であって、前記触媒金属が卑金属であるNOx浄化触媒と、
前記NOx保持材と前記NOx浄化触媒との間に位置する前記排気通路の分岐部から分岐するとともに、前記NOx浄化触媒より下流側の前記排気通路の合流部において合流するバイパス通路と、
前記分岐部に設けられ、前記NOx浄化触媒又は前記バイパス通路のいずれか一方に排気ガスを流入させるための切換弁と
を備え、
前記NOx保持材が貴金属をさらに含むNOx吸蔵還元型触媒であり、該NOx吸蔵還元型触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときには排気ガスが前記バイパス通路に流入する位置に前記切換弁を保持し、前記NOx吸蔵還元型触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチであり、前記NOx吸蔵還元型触媒からNOxが放出されるときに排気ガスが前記NOx浄化触媒に流入する位置に前記切換弁を切り換えるようにした、内燃機関の排気浄化装置。
(2)内燃機関の排気通路内に配置され、排気ガス中のNOxを少なくとも保持可能なNOx保持材と、
前記NOx保持材より下流側の前記排気通路内に配置され、排気ガス中のNOxを浄化可能な触媒金属を触媒担体に担持してなるNOx浄化触媒であって、前記触媒金属が卑金属であるNOx浄化触媒と、
前記NOx保持材と前記NOx浄化触媒との間に位置する前記排気通路の分岐部から分岐するとともに、前記NOx浄化触媒より下流側の前記排気通路の合流部において合流するバイパス通路と、
前記分岐部に設けられ、前記NOx浄化触媒又は前記バイパス通路のいずれか一方に排気ガスを流入させるための切換弁と
を備え、
前記NOx保持材がNOx吸着材であり、該NOx吸着材の上流側又は前記合流部の下流側に配置され、貴金属を触媒担体に担持してなる触媒をさらに備え、前記NOx浄化触媒がその活性化温度に達していないときには排気ガスが前記バイパス通路に流入する位置に前記切換弁を保持し、排気ガスの温度が前記NOx吸着材からNOxが放出される温度に達した段階又は前記NOx吸着材の吸着NOx量が飽和に達した段階で排気ガスが前記NOx浄化触媒に流入する位置に前記切換弁を切り換えるようにした、内燃機関の排気浄化装置。
(3)前記卑金属がFe、Ni、Cu又はCoである、上記(1)又は(2)に記載の内燃機関の排気浄化装置。
The present invention for solving the above problems is as follows.
( 1) a NOx holding material that is disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and can hold at least NOx in the exhaust gas;
A NOx purification catalyst that is disposed in the exhaust passage downstream of the NOx holding material and supports a catalyst metal capable of purifying NOx in exhaust gas on a catalyst carrier, wherein the catalyst metal is a base metal. A purification catalyst;
A bypass passage branching from a branch portion of the exhaust passage located between the NOx holding material and the NOx purification catalyst, and joining at a joining portion of the exhaust passage downstream of the NOx purification catalyst;
A switching valve that is provided in the branch portion and allows exhaust gas to flow into either the NOx purification catalyst or the bypass passage;
With
When the NOx holding material is a NOx occlusion reduction type catalyst further containing a noble metal, and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx occlusion reduction type catalyst is lean, the switching valve is located at a position where the exhaust gas flows into the bypass passage. And the exhaust gas flowing into the NOx occlusion reduction catalyst has a rich air-fuel ratio, and the exhaust gas flows into the NOx purification catalyst when NOx is released from the NOx occlusion reduction catalyst. and to switch the switching valve, the internal combustion engine exhaust gas purification apparatus.
( 2) a NOx holding material disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and capable of holding at least NOx in the exhaust gas;
A NOx purification catalyst that is disposed in the exhaust passage downstream of the NOx holding material and supports a catalyst metal capable of purifying NOx in exhaust gas on a catalyst carrier, wherein the catalyst metal is a base metal. A purification catalyst;
A bypass passage branching from a branch portion of the exhaust passage located between the NOx holding material and the NOx purification catalyst, and joining at a joining portion of the exhaust passage downstream of the NOx purification catalyst;
A switching valve that is provided in the branch portion and allows exhaust gas to flow into either the NOx purification catalyst or the bypass passage;
With
The NOx holding material is a NOx adsorbent, and further includes a catalyst that is arranged on the upstream side of the NOx adsorbent or on the downstream side of the merging portion and carries a noble metal on a catalyst carrier, and the NOx purification catalyst has its activity The switch valve is held at a position where the exhaust gas flows into the bypass passage when it has not reached the control temperature, and the temperature of the exhaust gas reaches a temperature at which NOx is released from the NOx adsorbent or the NOx adsorbent the amount of adsorbed NOx exhaust gas at the stage reached saturation was to switch the switching valve to a position that flows into the NOx purification catalyst, exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine.
(3) The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to (1) or (2), wherein the base metal is Fe, Ni, Cu, or Co.
本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、例えば、NOx保持材としてNOx吸蔵還元型触媒を使用した場合には、排気ガスの空燃比がリーンであるときには、排気ガスがバイパス通路に流入する位置に切換弁を切り換えることで、NOx浄化触媒がこのような高濃度の酸素によって被毒されることを防ぐことができる。そして、排気ガスの空燃比がリッチであるときには、排気ガスがNOx浄化触媒に流入する位置に切換弁を切り換えることで、上流側のNOx吸蔵還元型触媒と下流側のNOx浄化触媒によってNOxが還元浄化される。このようにすることで、上流側のNOx吸蔵還元型触媒によって浄化しきれなかったNOxを下流側のNOx浄化触媒によって確実に還元浄化することができるので、従来の排気浄化装置に比べて高いNOx浄化率を達成することが可能である。また、本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、例えば、冷間始動時等、NOx浄化触媒の触媒金属が酸素被毒の影響を受けやすい低温時には、排気ガスがバイパス通路に流入する位置に切換弁を切り換えることで、NOx浄化触媒が排気ガス中の酸素によって被毒されることを防ぐことができる。そして、排気ガスの温度がNOx保持材からNOxが放出される温度に達した段階で切換弁をNOx浄化触媒側に切り換えることで、放出されたNOxをNOx浄化触媒によって還元浄化することが可能である。 According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention, for example, when a NOx occlusion reduction type catalyst is used as the NOx holding material, the exhaust gas flows into the bypass passage when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean. By switching the switching valve to the position, it is possible to prevent the NOx purification catalyst from being poisoned by such a high concentration of oxygen. When the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich, the switching valve is switched to a position where the exhaust gas flows into the NOx purification catalyst, so that NOx is reduced by the upstream NOx storage reduction catalyst and the downstream NOx purification catalyst. Purified. In this way, NOx that could not be purified by the upstream NOx storage reduction catalyst can be reliably reduced and purified by the downstream NOx purification catalyst, so that the NOx is higher than that of the conventional exhaust purification device. It is possible to achieve a purification rate. Further, according to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the position where the exhaust gas flows into the bypass passage when the catalyst metal of the NOx purification catalyst is easily affected by oxygen poisoning, for example, during cold start. By switching the switching valve, the NOx purification catalyst can be prevented from being poisoned by oxygen in the exhaust gas. Then, by switching the switching valve to the NOx purification catalyst side when the temperature of the exhaust gas reaches the temperature at which NOx is released from the NOx holding material, the released NOx can be reduced and purified by the NOx purification catalyst. is there.
本発明の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路内に配置され、排気ガス中のNOxを少なくとも保持可能なNOx保持材と、前記NOx保持材より下流側の前記排気通路内に配置され、排気ガス中のNOxを浄化可能な触媒金属を触媒担体に担持してなるNOx浄化触媒と、前記NOx保持材と前記NOx浄化触媒との間に位置する前記排気通路の分岐部から分岐するとともに、前記NOx浄化触媒より下流側の前記排気通路の合流部において合流するバイパス通路と、前記分岐部に設けられ、前記NOx浄化触媒又は前記バイパス通路のいずれか一方に排気ガスを流入させるための切換弁とを備え、前記NOx保持材によってNOxを保持すべきときには排気ガスが前記バイパス通路に流入する位置に前記切換弁を保持し、前記NOx保持材からNOxが放出されるときに排気ガスが前記NOx浄化触媒に流入する位置に前記切換弁を切り換えるようにしたことを特徴としている。 The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine, and is disposed in the exhaust passage downstream of the NOx retaining material and the NOx retaining material capable of retaining at least NOx in the exhaust gas. Branched from a branch portion of the exhaust passage located between the NOx purifying catalyst and the NOx holding material and the NOx purifying catalyst, which are supported on a catalyst carrier and capable of purifying a catalytic metal capable of purifying NOx in the exhaust gas. And a bypass passage that joins at a joining portion of the exhaust passage downstream of the NOx purification catalyst, and a branch portion, for allowing exhaust gas to flow into either the NOx purification catalyst or the bypass passage. A switching valve, and when the NOx should be held by the NOx holding material, the switching valve is held at a position where exhaust gas flows into the bypass passage, Exhaust gas when the NOx from Ox holding member is released is characterized in that so as to switch the switching valve to a position that flows into the NOx purification catalyst.
本発明によれば、NOx保持材としは、排気ガス中に含まれるNOxを少なくとも保持可能なものであればよく、特に限定されないが、例えば、排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOxを吸蔵し、排気ガスの空燃比がリッチになると吸蔵したNOxを放出して還元浄化するNOx吸蔵還元型触媒や、低温域でNOxを吸着し、吸着したNOxを高温域で放出するNOx吸着材等の材料を使用することができる。 According to the present invention, the NOx holding material is not particularly limited as long as it can hold at least NOx contained in the exhaust gas. For example, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, it stores NOx. , Materials such as NOx occlusion reduction catalyst that releases and reduces the stored NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes rich, and NOx adsorbent that adsorbs NOx in the low temperature range and releases the adsorbed NOx in the high temperature range Can be used.
なお、本発明において用いられる「NOx保持材」という用語は、NOxをそのままの形態で保持することができるか又は別の形態、例えば、硝酸塩等の形態で保持することができる任意の材料を包含するものである。また、本発明において「保持」とは、「吸着」、「吸収」及び「吸蔵」を包含するものである。 The term “NOx holding material” used in the present invention includes any material that can hold NOx as it is or in another form, such as nitrate. To do. In the present invention, “holding” includes “adsorption”, “absorption”, and “occlusion”.
本発明によれば、NOx浄化触媒としては、排気ガス中のNOxを浄化可能な触媒金属を触媒担体に担持してなる任意の材料を使用することができる。このような材料としては、排気ガス中のNOxを還元浄化できるものであればよく、特に限定されないが、例えば、ロジウム(Rh)等の貴金属やFe、Ni、Cu及びCo等の卑金属を触媒金属として使用し、当該触媒金属をNOx浄化触媒の触媒担体として一般に用いられる任意の金属酸化物に担持してなる材料を使用することができる。 According to the present invention, as the NOx purification catalyst, any material obtained by supporting a catalyst metal capable of purifying NOx in exhaust gas on a catalyst carrier can be used. Such a material is not particularly limited as long as it can reduce and purify NOx in the exhaust gas. For example, a noble metal such as rhodium (Rh) or a base metal such as Fe, Ni, Cu and Co is used as a catalyst metal. And a material obtained by supporting the catalyst metal on an arbitrary metal oxide generally used as a catalyst carrier of a NOx purification catalyst can be used.
Fe、Ni、Cu及びCo等の卑金属は、リーン雰囲気や理論空燃比(ストイキ)近傍の雰囲気下ではRh等の貴金属に比べて還元能力が低く、それゆえ排気ガスの空燃比がリーン又はストイキであると排気ガス中に含まれるNOxを十分に還元浄化することができない。したがって、本発明の排気浄化装置におけるNOx浄化触媒の触媒金属としてこれらの卑金属を使用する場合には、排気ガスの空燃比を各触媒金属に応じたリッチ雰囲気に制御することが好ましい。このようなリッチ雰囲気の制御は、排気ガス中のNOxを還元浄化するタイミングにおいてのみ行えばよく、必ずしも常時リッチ雰囲気に制御する必要はない。このような制御は、例えば、内燃機関本体の燃焼室内に燃料を噴射することによって行ってもよいし、あるいはNOx保持材又はNOx浄化触媒の上流側排気通路内に還元剤供給弁を取り付け、当該還元剤供給弁から還元剤、好ましくは炭化水素又は燃料からなる還元剤を供給することによって行ってもよい。 Base metals such as Fe, Ni, Cu and Co have lower reducing ability than lean metals such as Rh in a lean atmosphere or an atmosphere near the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric), and therefore the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean or stoichiometric. If so, NOx contained in the exhaust gas cannot be sufficiently reduced and purified. Therefore, when these base metals are used as the catalyst metal of the NOx purification catalyst in the exhaust purification apparatus of the present invention, it is preferable to control the air-fuel ratio of the exhaust gas to a rich atmosphere corresponding to each catalyst metal. Such rich atmosphere control may be performed only at the timing of reducing and purifying NOx in the exhaust gas, and it is not always necessary to control the rich atmosphere. Such control may be performed, for example, by injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine body, or by attaching a reducing agent supply valve in the upstream exhaust passage of the NOx holding material or the NOx purification catalyst, and You may carry out by supplying the reducing agent which consists of a reducing agent, Preferably hydrocarbon or a fuel from a reducing agent supply valve.
以下、図面を参照して、本発明の内燃機関の排気浄化装置の好ましい実施態様についてより詳しく説明するが、これらの説明は、本発明の好ましい実施態様の単なる例示を意図するものであって、本発明をこれらの特定の実施態様に限定することを意図するものではない。 Hereinafter, with reference to the drawings, preferred embodiments of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention will be described in more detail. However, these descriptions are only intended to illustrate preferred embodiments of the present invention, and It is not intended that the invention be limited to these specific embodiments.
図1は、本発明の排気浄化装置の第1の実施態様を模式的に示した図である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a first embodiment of the exhaust emission control device of the present invention.
図1を参照すると、内燃機関10の排気側は、排気管11を介してNOx保持材12を内蔵したケーシング13に連結され、当該ケーシング13の出口部は排気管14を介してNOx浄化触媒15を内蔵したケーシング16に連結されている。また、ケーシング16の上流側の分岐部からはバイパス通路17が分岐され、当該バイパス通路17はケーシング16の出口部に接続された排気管18に接続されている。なお、上記分岐部には切換弁19が設けられており、この切換弁19は、電子制御ユニット(ECU)30によって排気ガスの全量をNOx浄化触媒15側へ流入させるバイパス閉位置と排気ガスの全量をバイパス通路17に流入させるバイパス開位置とのいずれか一方の位置に切り換え可能となっている。なお、本発明の第1の実施態様においては、切換弁19は、常時はバイパス開位置に保持されている。また、排気管11内には排気ガス中に例えば炭化水素からなる還元剤を供給するための還元剤供給弁20が取り付けられている。そして、排気管14及び18にはそれぞれケーシング13及び16から流出する排気ガスの温度を検出するための温度センサ21及び22が取り付けられ、これらの排気ガスの温度はそれぞれNOx保持材12及びNOx浄化触媒15の温度を検出するためのものである。さらに、排気管14には必要に応じて空燃比センサ23が取り付けられる。
Referring to FIG. 1, the exhaust side of the
本発明の第1の実施態様によれば、本発明の排気浄化装置は、好ましくはディーゼルエンジンや希薄燃焼エンジン等、酸素過剰のリーン混合気を燃焼させる内燃機関において使用される。この場合、NOx保持材12としては、排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOxを吸蔵し、排気ガスの空燃比がリッチになると吸蔵したNOxを放出して還元浄化する、いわゆるNOx吸蔵還元型触媒(以下、「NSR触媒」と称する)を使用することが好ましい。
According to the first embodiment of the present invention, the exhaust emission control device of the present invention is preferably used in an internal combustion engine that burns an oxygen-rich lean gas mixture, such as a diesel engine or a lean combustion engine. In this case, the
上記のNSR触媒12としては、例えば、アルミナ(Al2O3)等の多孔質担体に白金(Pt)等の貴金属と、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類元素等の元素を含む化合物、例えば、これらの元素の炭酸塩、硝酸塩、酸化物とを担持したものを使用することができる。
Examples of the
ディーゼルエンジンや希薄燃焼エンジン等の内燃機関では、酸素過剰のリーン混合気を燃焼させるため、当然ながらNOx浄化触媒15に流入する排気ガスの空燃比も酸素過剰のリーン空燃比となる。このため、内燃機関の排気通路内に配置されるNOx浄化触媒15は、このような酸素濃度の高い排気ガスにさらされて酸素被毒を受け、当該NOx浄化触媒15のNOx浄化性能が低下してしまう。
In an internal combustion engine such as a diesel engine or a lean combustion engine, an oxygen-excess lean air-fuel mixture is combusted, so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the
本発明の第1の実施態様によれば、酸素濃度が高いリーン雰囲気下では、排気ガスがバイパス通路17に流入する位置に切換弁19を切り換えることで、上記のようなNOx浄化触媒15の酸素被毒を防ぐことが可能である。
According to the first embodiment of the present invention, in a lean atmosphere with a high oxygen concentration, the switching
図2は、本発明の排気浄化装置の第1の実施態様における切換弁操作のフローチャートである。なお、この切換弁操作は、電子制御ユニット(ECU)30によって予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行されるルーチンとして行われる。また、本実施態様では、切換弁19の操作をNSR触媒12のNOx吸蔵量に適合させる手法として、例えば、予めECU30に内燃機関10の運転状態に応じて当該内燃機関10から単位時間当たり排出されるNOx量NOXAをマップの形で記憶し、このマップを利用してNSR触媒12に吸蔵されるNOx量ΣNOXの算出を行う方法が採用される。
FIG. 2 is a flowchart of the switching valve operation in the first embodiment of the exhaust gas purification apparatus of the present invention. This switching valve operation is performed as a routine that is executed by interruption every predetermined time set in advance by the electronic control unit (ECU) 30. Further, in the present embodiment, as a method of adapting the operation of the switching
図2を参照すると、まず初めにステップ100では、上記のマップから単位時間当たり排出されるNOx量NOXAが算出される。次いでステップ101においてNOXAがNSR触媒12に吸蔵されているNOx量ΣNOXに加算される。次いでステップ102において吸蔵NOx量ΣNOXが許容量MAXを超えたか否かが判定され、ΣNOX>MAXとなったときにはステップ103に進む。一方、吸蔵NOx量ΣNOXが許容量MAX以下の場合には、リッチ処理(すなわちNOx放出処理)は行わずにルーチンを終了する。
Referring to FIG. 2, first, at
ステップ103ではリッチ処理の準備のため、切換弁19をバイパス閉位置に切り換えるバイパス閉位置切換制御が行われる。次いでステップ104においてNSR触媒12に流入する排気ガスの空燃比を一時的にリーンからリッチにしてNOxを放出させるリッチ処理を行う。なお、このようなリッチ処理は、図1に示すように、NSR触媒12の上流側排気管11内に取り付けられた還元剤供給弁20から還元剤又は燃料を供給することによって行ってもよいし、あるいは内燃機関本体の燃焼室内に燃料を噴射することによって行ってもよい。次に、ステップ105において切換弁19をバイパス開位置に切り換えるバイパス開位置切換制御が行われ、最後にステップ106において吸蔵NOx量ΣNOXが0にクリアされてルーチンを終了する。
In
上記のとおり、本発明の第1の実施態様によれば、排気ガス中の酸素濃度が高いとき、特に排気ガスの空燃比がリーンであるときには、排気ガスがバイパス通路17に流入する位置に切換弁19を切り換えることで、NOx浄化触媒15がこのような高濃度の酸素によって被毒されることを確実に防ぐことができる。そして、排気ガス中の酸素濃度が低いとき、特に排気ガスの空燃比がリッチであるときには、排気ガスがNOx浄化触媒15に流入する位置に切換弁19を切り換えることで、上流側のNSR触媒12から放出されたNOxが当該NSR触媒12とその下流側のNOx浄化触媒15の2つの触媒によって還元浄化される。このようにすることで、上流側のNSR触媒12によって浄化しきれなかったNOxを下流側のNOx浄化触媒15によって確実に還元浄化することができるので、従来の内燃機関の排気浄化装置に比べて高いNOx浄化率を達成することが可能である。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, when the oxygen concentration in the exhaust gas is high, particularly when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, switching to a position where the exhaust gas flows into the
次に、図3を参照して、本発明の排気浄化装置の第2の実施態様について具体的に説明する。図3は、本発明の排気浄化装置の第2の実施態様を模式的に示した図である。 Next, the second embodiment of the exhaust emission control device of the present invention will be specifically described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram schematically showing a second embodiment of the exhaust emission control device of the present invention.
本発明の第2の実施態様は、NOx保持材12の上流側排気通路11内にPt等の貴金属を触媒担体に担持してなるいわゆる三元触媒24を配置したこと以外は、図1に示される本発明の第1の実施態様とほぼ同様の構成を有する。なお、この三元触媒24は、例えば、バイパス通路17と排気管18の合流部より下流側の排気管18内に配置してもよい。しかしながら、冷間始動時等の低温下においてもより早く三元触媒24をその活性化温度に到達させるためには、図3に示すとおり、当該三元触媒24は、内燃機関10の排気側により近いNOx保持材12の上流側排気通路11内に配置することが好ましい。また、本実施態様では、還元剤供給弁20を第1の実施態様のようにNOx保持材12の上流側排気管11内に取り付けるのではなく、NOx浄化触媒15の上流側排気管14内に取り付けている。しかしながら、この還元剤供給弁20は、例えば、NOx浄化触媒15が理論空燃比(ストイキ)近傍で排気ガス中のNOxを還元浄化することができる材料の場合には必ずしも必要ではなく、NOx浄化触媒15として使用される材料に応じて適宜設ければよい。
The second embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 except that a so-called three-
本発明の第2の実施態様によれば、本発明の排気浄化装置は、主として理論空燃比(ストイキ)近傍で制御されるガソリンエンジンにおいて適用することができる。この場合、NOx保持材12としては、低温域でNOxを吸着し、吸着したNOxを高温域で放出するNOx吸着材を使用することが好ましい。
According to the second embodiment of the present invention, the exhaust emission control device of the present invention can be applied to a gasoline engine controlled mainly near the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric). In this case, as the
上記のNOx吸着材12としては、低温域でNOxを吸着し、吸着したNOxを高温域で放出することができる材料であればよく、特に限定されないが、例えば、ジルコニア(ZrO2)等の金属酸化物やゼオライト等、あるいはそれらに貴金属等を担持した材料を使用することができる。このような材料としては、例えば、Ag/ZSM−5やAg/Al2O3などが挙げられる。
The
一般に、排気浄化触媒がその性能を十分に発揮するためには、排気浄化触媒を所定の活性化温度まで昇温する必要がある。しかしながら、内燃機関の冷間始動時等にあっては、排気浄化触媒の温度が低く、それゆえ内燃機関本体から排出される排気ガス中の有害成分を十分に浄化することができない。一方で、排気浄化触媒において用いられる触媒金属はこのような低温下でより酸化されやすいため、排気ガス中に含まれる有害成分の中でも特にNOxに対する還元能力が低いという問題がある。 In general, in order for the exhaust purification catalyst to fully exhibit its performance, it is necessary to raise the temperature of the exhaust purification catalyst to a predetermined activation temperature. However, when the internal combustion engine is cold started, the temperature of the exhaust purification catalyst is low, and therefore, harmful components in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine main body cannot be sufficiently purified. On the other hand, since the catalytic metal used in the exhaust purification catalyst is more easily oxidized at such a low temperature, there is a problem that the reducing ability for NOx is particularly low among harmful components contained in the exhaust gas.
本発明の第2の実施態様によれば、通常運転時には主として排気通路の上流側に配置される三元触媒24によって排気ガス中の未燃HC(炭化水素)及びCOを酸化し、同時にNOxを還元浄化する。一方で、内燃機関の冷間始動時等の低温下においては、排気ガスがバイパス通路17に流入する位置に切換弁19を切り換えることで、NOx浄化触媒15が排気ガス中の酸素によって被毒されることを防ぐことができる。この場合、排気ガス中のNOxは排気通路内の上流側に配置されたNOx吸着材12によって吸着される。そして、排気ガスの温度がNOx吸着材12からNOxが放出される温度に達した段階で切換弁19を排気ガスがNOx浄化触媒15側に流入する位置に切り換えることで、放出されたNOxをNOx浄化触媒15によって還元浄化することが可能である。
According to the second embodiment of the present invention, during normal operation, unburned HC (hydrocarbon) and CO in the exhaust gas are oxidized by the three-
図4は、本発明の排気浄化装置の第2の実施態様における切換弁操作のフローチャートである。なお、この切換弁操作は、電子制御ユニット(ECU)30によって予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行されるルーチンとして行われる。また、本実施態様では、第1の実施態様の場合と同様に、予めECU30に内燃機関10の運転状態に応じて当該内燃機関10から単位時間当たり排出されるNOx量NOXAをマップの形で記憶し、このマップを利用してNOx吸着材12に吸着されるNOx量ΣNOXの算出を行うものとする。なお、図4では、NOx浄化触媒15としてFe等の卑金属を触媒担体に担持してなる材料を使用した場合について具体的に説明する。これらの卑金属は、先に述べたとおり、排気ガスの空燃比がリーン又はストイキであると排気ガス中に含まれるNOxを十分に還元浄化することができない。したがって、図4のフローチャートによって示されるルーチンでは、NOx浄化触媒15によって排気ガス中のNOxを還元浄化する場合には、当該NOx浄化触媒15の上流側排気管14内に取り付けられた還元剤供給弁20から還元剤として燃料が供給される。
FIG. 4 is a flowchart of the switching valve operation in the second embodiment of the exhaust emission control device of the present invention. This switching valve operation is performed as a routine that is executed by interruption every predetermined time set in advance by the electronic control unit (ECU) 30. Further, in this embodiment, as in the first embodiment, the NOx amount NOXA discharged from the
図4を参照すると、まず初めにステップ200では、温度センサ21によって検出されるNOx吸着材12の床温度TがNOx放出温度T0に達しているか否かが判定され、T≧T0の場合はステップ204に進む。ステップ204では、切換弁19をバイパス閉位置に切り換えるバイパス閉位置切換制御が行われる。次いでステップ205において還元剤供給弁20から燃料が供給され、NOx浄化触媒15に流入する排気ガスの空燃比をリッチにする(リッチ処理)。次いでNOx吸着材12から放出されたNOxをNOx浄化触媒15によって還元浄化してルーチンを終了する。
Referring to FIG. 4, first, at
一方、先のステップ200においてNOx吸着材12の床温度TがT<T0の場合には、ステップ201に進む。ステップ201では、先に説明した第1の実施態様の場合と同様にして、ECU30に記憶されているマップから単位時間当たり排出されるNOx量NOXAが算出され、次いでステップ202においてNOXAがNOx吸着材12に吸着されているNOx量ΣNOXに加算される。次いでステップ203において吸着NOx量ΣNOXが許容量MAXを超えたか否かが判定される。そして吸着NOx量ΣNOXがΣNOX>MAXである場合にはステップ204に進み、先と同様にしてステップ204及び205において排気ガス中のNOxをNOx浄化触媒15によって還元浄化してルーチンを終了する。一方、吸着NOx量ΣNOXが許容量MAX以下の場合には、リッチ処理は行わずにルーチンを終了する。
On the other hand, if the bed temperature T of the
上記のとおり、本発明の第2の実施態様によれば、内燃機関の冷間始動時等、NOx浄化触媒15がその活性化温度に達していない低温下においては、排気ガス中のNOxがNOx吸着材12によって保持されるため、NOxが大気中に排出されるのを防ぐことができる。また、排気ガス中のNOxがNOx吸着材12によって保持されている間、切換弁19はバイパス開位置に保持され、NOx浄化触媒15が排気ガス中に含まれる酸素によって酸素被毒を受けるのを防ぐことができる。一方で、時間の経過とともにNOx浄化触媒15が暖められてNOx浄化触媒15の活性が発現した後、排気ガスの温度がNOx吸着材12からNOxが放出される温度に達した段階又はNOx吸着材12の吸着NOx量が飽和に達した段階で、排気ガスがNOx浄化触媒15側に流入する位置に切換弁19が切り換えられる。そして、NOx吸着材12から放出されたNOx又は吸着量が飽和に達したためにNOx吸着材12に吸着されずそのまますり抜けてしまったNOxをNOx浄化触媒15によって還元浄化することが可能である。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the NOx in the exhaust gas is reduced to NOx under a low temperature at which the
本発明の第2の実施態様によれば、通常運転時には、一般的に上流側の三元触媒24と下流側のNOx浄化触媒15によって排気ガス中の有害成分、特にはNOxが還元浄化され、冷間始動時等の低温下では、切換弁19をバイパス開位置に保持することでNOx浄化触媒15が排気ガス中に含まれる酸素によって酸素被毒を受けるのを防ぎかつNOx吸着材12によって大気中へのNOxの放出が抑制される。したがって、本発明の第2の実施態様によれば、従来の内燃機関の排気浄化装置に比べて高いNOx浄化率を達成することが可能である。
According to the second embodiment of the present invention, during normal operation, harmful components in exhaust gas, particularly NOx, are generally reduced and purified by the upstream three-
本明細書では、本発明の排気浄化装置を主として理論空燃比近傍で制御されるガソリンエンジンにおいて適用した場合の実施態様(本発明の第2の実施態様)として、NOx吸着材12の上流側に三元触媒24を配置し、NOx浄化触媒15としてFe等の卑金属を触媒担体に担持してなる材料を使用した構成について詳しく説明した。しかしながら、このような構成以外にも、本発明の第2の実施態様として、例えば、以下の構成を適用することができる。
In the present specification, as an embodiment (second embodiment of the present invention) when the exhaust gas purification apparatus of the present invention is applied to a gasoline engine controlled mainly near the stoichiometric air-fuel ratio, the upstream side of the
具体的には、本発明の第2の実施態様の変形態様として、例えば、NOx吸着材12の上流側に三元触媒ではなく、低温域でHCを吸着し、吸着したHCを高温域で放出するHC吸着材、及び/又は低温域でCOを吸着し、吸着したCOを高温域で放出するCO吸着材等を配置してもよい。このようなHC吸着材やCO吸着材としては、当業者に公知の任意の材料を使用することができ、例えば、ZSM−5等のゼオライトや、当該ゼオライトにCu等の金属を担持してなる材料を使用することができる。なお、この場合には、NOx浄化触媒15としては三元触媒を使用することが好ましい。
Specifically, as a modification of the second embodiment of the present invention, for example, HC is adsorbed in the low temperature region instead of the three-way catalyst on the upstream side of the
三元触媒では主としてPt等の貴金属が触媒金属として使用される。しかしながら、このPtについても、酸素濃度が高い雰囲気下では、Fe等の卑金属の場合と同様に酸素被毒を受け、その触媒活性が低下する。したがって、上記の変形態様によれば、内燃機関の冷間始動時等、NOx浄化触媒15として使用される三元触媒がその活性化温度に達していない低温下においては、切換弁19をバイパス開位置に保持して、NOx浄化触媒15としての三元触媒が排気ガス中に含まれる酸素によって酸素被毒を受けることを確実に防ぐことができる。なお、この場合には、排気ガス中の未燃HC、CO及びNOxは排気通路の上流側に配置されるHC吸着材、CO吸着材及びNO吸着材によって吸着されるため、これらの有害成分が大気中に排出されることもない。一方で、時間の経過とともにNOx浄化触媒15が暖められてその触媒活性が発現した後、排気ガスの温度が上記の各吸着材からHC、CO及びNOxのいずれかの成分が放出される温度に達した段階又は各吸着材の吸着量が飽和に達した段階で、排気ガスがNOx浄化触媒15側に流入する位置に切換弁19が切り換えられる。そして、これらの成分をNOx浄化触媒15、すなわち三元触媒によって浄化することが可能である。
In the three-way catalyst, a noble metal such as Pt is mainly used as a catalyst metal. However, even in the case of this Pt, under an atmosphere having a high oxygen concentration, oxygen poisoning is caused in the same manner as in the case of a base metal such as Fe, and the catalytic activity is reduced. Therefore, according to the above modification, the switching
以下に、NOx浄化触媒の触媒金属としてFe等の卑金属を使用した場合について、当該NOx浄化触媒の酸素被毒に関する影響を調べた結果を示す。具体的には、NOx浄化触媒として、Feをアルミナ(Al2O3)担体に担持してなるFe/Al2O3を従来公知の方法により調製し、このFe/Al2O3触媒を空気中500℃で2時間にわたり酸化処理することで模擬的に酸素による被毒処理を施した。一方で、従来公知の方法により調製したFe/Al2O3触媒を水素含有雰囲気中500℃で1時間にわたり還元処理し、これらの2つの触媒のNO浄化性能を評価した。 The results of examining the influence of the NOx purification catalyst on oxygen poisoning in the case where a base metal such as Fe is used as the catalyst metal of the NOx purification catalyst are shown below. Specifically, Fe / Al 2 O 3 prepared by supporting Fe on an alumina (Al 2 O 3 ) support as a NOx purification catalyst was prepared by a conventionally known method, and this Fe / Al 2 O 3 catalyst was used as air. A poisoning treatment with oxygen was performed in a simulated manner by oxidizing at 500 ° C. for 2 hours. On the other hand, the Fe / Al 2 O 3 catalyst prepared by a conventionally known method was reduced at 500 ° C. for 1 hour in a hydrogen-containing atmosphere, and the NO purification performance of these two catalysts was evaluated.
まず、上記の各NOx浄化触媒を石英ガラス管にセットし、次いで、評価用モデルガス(NO:1000ppm、CO:1000ppm、N2バランス)を触媒床に流しながら、当該触媒床の温度を室温から500℃まで昇温し、この温度でのNO浄化率を測定した。その結果を下表1に示す。 First, each NOx purification catalyst is set in a quartz glass tube, and then the temperature of the catalyst bed is changed from room temperature while flowing an evaluation model gas (NO: 1000 ppm, CO: 1000 ppm, N 2 balance) to the catalyst bed. The temperature was raised to 500 ° C., and the NO purification rate at this temperature was measured. The results are shown in Table 1 below.
表1に示す結果から、酸化処理を施されたFe/Al2O3触媒、すなわち、酸素被毒を受けたFe/Al2O3触媒は、このような酸素被毒を受けていないFe/Al2O3触媒に比べてNOxの還元能力が極めて低いことがわかる。先に説明した本発明の第1及び第2の実施態様によれば、希薄燃焼エンジンやストイキで制御される通常のガソリンエンジンにおいても、排気ガスの雰囲気や温度に応じて切換弁を適切に操作することで、上記のような触媒金属の酸素被毒によるNOx浄化性能の低下を確実に抑制することが可能である。 From the results shown in Table 1, the Fe / Al 2 O 3 catalyst subjected to oxidation treatment, that is, the Fe / Al 2 O 3 catalyst subjected to oxygen poisoning, is Fe / Al 2 O 3 catalyst not subjected to such oxygen poisoning. It can be seen that the reduction ability of NOx is extremely low compared to the Al 2 O 3 catalyst. According to the first and second embodiments of the present invention described above, even in a lean combustion engine or a normal gasoline engine controlled by stoichiometry, the switching valve is appropriately operated according to the atmosphere and temperature of the exhaust gas. By doing so, it is possible to reliably suppress a decrease in NOx purification performance due to oxygen poisoning of the catalyst metal as described above.
10 内燃機関
11、14、18 排気管
12 NOx保持材
13、16 ケーシング
15 NOx浄化触媒
17 バイパス通路
19 切換弁
20 還元剤供給弁
21、22 温度センサ
23 空燃比センサ
30 電子制御ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記NOx保持材より下流側の前記排気通路内に配置され、排気ガス中のNOxを浄化可能な触媒金属を触媒担体に担持してなるNOx浄化触媒であって、前記触媒金属が卑金属であるNOx浄化触媒と、
前記NOx保持材と前記NOx浄化触媒との間に位置する前記排気通路の分岐部から分岐するとともに、前記NOx浄化触媒より下流側の前記排気通路の合流部において合流するバイパス通路と、
前記分岐部に設けられ、前記NOx浄化触媒又は前記バイパス通路のいずれか一方に排気ガスを流入させるための切換弁と
を備え、
前記NOx保持材が貴金属をさらに含むNOx吸蔵還元型触媒であり、該NOx吸蔵還元型触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときには排気ガスが前記バイパス通路に流入する位置に前記切換弁を保持し、前記NOx吸蔵還元型触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチであり、前記NOx吸蔵還元型触媒からNOxが放出されるときに排気ガスが前記NOx浄化触媒に流入する位置に前記切換弁を切り換えるようにした、内燃機関の排気浄化装置。 A NOx holding material that is disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and can hold at least NOx in the exhaust gas;
A NOx purification catalyst that is disposed in the exhaust passage downstream of the NOx holding material and supports a catalyst metal capable of purifying NOx in exhaust gas on a catalyst carrier, wherein the catalyst metal is a base metal. A purification catalyst;
A bypass passage branching from a branch portion of the exhaust passage located between the NOx holding material and the NOx purification catalyst, and joining at a joining portion of the exhaust passage downstream of the NOx purification catalyst;
A switching valve that is provided in the branch portion and allows exhaust gas to flow into either the NOx purification catalyst or the bypass passage;
With
When the NOx holding material is a NOx occlusion reduction type catalyst further containing a noble metal, and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx occlusion reduction type catalyst is lean, the switching valve is located at a position where the exhaust gas flows into the bypass passage. And the exhaust gas flowing into the NOx occlusion reduction catalyst has a rich air-fuel ratio, and the exhaust gas flows into the NOx purification catalyst when NOx is released from the NOx occlusion reduction catalyst. and to switch the switching valve, the internal combustion engine exhaust gas purification apparatus.
前記NOx保持材より下流側の前記排気通路内に配置され、排気ガス中のNOxを浄化可能な触媒金属を触媒担体に担持してなるNOx浄化触媒であって、前記触媒金属が卑金属であるNOx浄化触媒と、
前記NOx保持材と前記NOx浄化触媒との間に位置する前記排気通路の分岐部から分岐するとともに、前記NOx浄化触媒より下流側の前記排気通路の合流部において合流するバイパス通路と、
前記分岐部に設けられ、前記NOx浄化触媒又は前記バイパス通路のいずれか一方に排気ガスを流入させるための切換弁と
を備え、
前記NOx保持材がNOx吸着材であり、該NOx吸着材の上流側又は前記合流部の下流側に配置され、貴金属を触媒担体に担持してなる触媒をさらに備え、前記NOx浄化触媒がその活性化温度に達していないときには排気ガスが前記バイパス通路に流入する位置に前記切換弁を保持し、排気ガスの温度が前記NOx吸着材からNOxが放出される温度に達した段階又は前記NOx吸着材の吸着NOx量が飽和に達した段階で排気ガスが前記NOx浄化触媒に流入する位置に前記切換弁を切り換えるようにした、内燃機関の排気浄化装置。 A NOx holding material that is disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and can hold at least NOx in the exhaust gas;
A NOx purification catalyst that is disposed in the exhaust passage downstream of the NOx holding material and supports a catalyst metal capable of purifying NOx in exhaust gas on a catalyst carrier, wherein the catalyst metal is a base metal. A purification catalyst;
A bypass passage branching from a branch portion of the exhaust passage located between the NOx holding material and the NOx purification catalyst, and joining at a joining portion of the exhaust passage downstream of the NOx purification catalyst;
A switching valve that is provided in the branch portion and allows exhaust gas to flow into either the NOx purification catalyst or the bypass passage;
With
The NOx holding material is a NOx adsorbent, and further includes a catalyst that is arranged on the upstream side of the NOx adsorbent or on the downstream side of the merging portion and carries a noble metal on a catalyst carrier, and the NOx purification catalyst has its activity The switch valve is held at a position where the exhaust gas flows into the bypass passage when it has not reached the control temperature, and the temperature of the exhaust gas reaches a temperature at which NOx is released from the NOx adsorbent or the NOx adsorbent the amount of adsorbed NOx exhaust gas at the stage reached saturation was to switch the switching valve to a position that flows into the NOx purification catalyst, exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine.
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