JPH0797917A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＯ_X 吸収剤の再生終了後の待機期間中の温
度低下を防止し、ＮＯ_X吸収再開時の吸収能力を高く維
持する。 【構成】 内燃機関１の排気通路３にＮＯ_X 吸収剤５
ａ、５ｂを並列に接続し、排気切換え弁２、２２により
排気を交互に切り換えてＮＯ_X 吸収剤５ａ、５ｂの再生
を交互に行う。エンジン制御回路（ＥＣＵ）２０は、排
気切換え弁２、２２を切り換えてＮＯ_X 吸収剤に流入す
る排気流量を低減するとともに、還元剤供給装置１１か
ら排気流量を低減した側のＮＯ_X 吸収剤に還元剤を供給
しＮＯ_X 吸収剤の再生を行い、再生終了後は、待機中の
ＮＯ_X 吸収剤を通過する排気空燃比が理論空燃比近傍に
なるように還元剤の供給を継続する。待機中もＮＯ_X 吸
収剤上で還元剤の酸化反応が生じるため、ＮＯ_X 吸収剤
の温度低下が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気浄化装
置に関し、詳細には、ディーゼルエンジンや希薄燃焼を
行うガソリンエンジン等、リーン空燃比の燃焼を行う内
燃機関の排気中のＮＯ_X を効果的に除去可能な排気浄化
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の排気浄化装置の例としては、例
えば特開昭６２─１０６８２６号公報に開示されたもの
がある。同公報の装置は、ディーゼル機関の排気通路
に、酸素の存在下でＮＯ_X を吸収する吸収剤（触媒）を
配置して排気中のＮＯ_X を吸収させ、該吸収剤のＮＯ_X
吸収能力が飽和したときに吸収剤への排気の流入を遮断
して吸収剤に還元剤を供給し、ＮＯ_X 吸収剤をリッチ空
燃比下の雰囲気にすることにより吸収剤からＮＯ_Xを放
出させるとともに放出されたＮＯ_X を還元浄化するよう
にしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６２─１０
６８２６号公報の排気浄化装置では、ＮＯ_X 吸収剤への
排気の流入を遮断してＮＯ_X 吸収剤に還元剤を供給する
ことにより、ＮＯ_X 吸収剤の再生操作を行っている（な
お、本明細書では上記のＮＯ_X 吸収剤からのＮＯ _X 放出
及び還元浄化の操作を「ＮＯ_X 吸収剤の再生操作」と呼
ぶ）。ところが、上記公報の装置では再生操作終了後、
次のＮＯ_X 吸収操作再開までの待機期間中ＮＯ_X 吸収剤
を排気の流入を遮断したままの状態に保持すると、高温
の排気が供給されないため、待機期間中にＮＯ_X 吸収剤
の温度が低下してしまう場合がある。特に、排気通路に
複数のＮＯ_X 吸収剤を並列に接続して、順番に排気の流
入を遮断してＮＯ_X 吸収剤の再生を行うような場合に
は、各ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収能力を最大限に利用す
るためにＮＯ_X の吸収を行う時間は再生に必要な時間よ
り大幅に長く設定される。このため、再生操作終了後の
待機期間が長くなり、ＮＯ_X 吸収剤の温度低下も大きく
なる。

【０００４】ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収能力は低温域で
は大幅に低下してしまうため、上記のように待機期間中
にＮＯ_X 吸収剤の温度が低下すると、ＮＯ_X の吸収を再
開した場合にＮＯ_X 吸収剤が所定の吸収能力を発揮でき
ず、排気中のＮＯ_X の浄化効率が低下してしまう問題が
生じる。これを解決するために、ＮＯ_X 吸収剤の再生終
了後直ちにＮＯ_X 吸収操作を開始して待機期間中のＮＯ
_X 吸収剤の温度低下を防止することも可能であるが、前
述のように複数のＮＯ_X 吸収剤を並列に排気通路に接続
して切り換えて使用するような場合には吸収と再生の切
換え周期を短縮すると各ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収能力
を有効に活用できなくなる問題がある。また、ＮＯ_X 吸
収剤への排気流入遮断に伴う排気抵抗の変動により機関
出力に影響が生じる場合があり、切換え周期を短縮する
ことは好ましくない。

【０００５】本発明は上記に鑑み、再生操作終了後の待
機期間中のＮＯ_X 吸収剤の温度低下を防止し、ＮＯ_X 吸
収操作再開時のＮＯ_X 吸収剤の吸収能力を高く維持する
ことが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、リーン
空燃比の燃焼を行うことのできる内燃機関の排気通路
に、流入排気の空燃比がリーンのときに排気中のＮＯ_X
を吸収し、流入排気中に還元剤が供給され酸素濃度が低
下したときに吸収したＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸収剤を
配置し、ＮＯ_X を吸収させた後にＮＯ_X 吸収剤に流入す
る排気流量を低減するとともにＮＯ_X 吸収剤に還元剤を
供給して吸収したＮＯ_X を放出させる再生操作と、再生
終了後に排気流量を回復させてＮＯ_X 吸収を再開する操
作とを繰り返す内燃機関の排気浄化装置において、排気
流量を回復させて前記ＮＯ_X 吸収を再開する前の所定期
間ＮＯ_X 吸収剤に還元剤を供給してＮＯ_X 吸収剤を通過
する排気空燃比を理論空燃比近傍に制御する手段を設け
たことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供され
る。

【０００７】

【作用】ＮＯ_X 吸収再開前に、ＮＯ_X 吸収剤に理論空燃
比近傍の空燃比の排気と還元剤との混合気が供給され、
ＮＯ_X 吸収剤上で還元剤の酸化反応熱が生じる。これに
より、待機期間中のＮＯ_X 吸収剤の温度が高く維持さ
れ、ＮＯ_X 吸収再開時のＮＯ_X 吸収剤の吸収能力低下が
生じない。

【０００８】

【実施例】以下、添付図面を用いて本発明の実施例を説
明する。図１において、１はディーゼルエンジン、希薄
燃焼を行うガソリンエンジン等のリーン空燃比の燃焼を
行うことのできる内燃機関、３は内燃機関１の排気通路
を示す。本実施例では排気通路３には２つの分岐通路３
ａ、３ｂが設けられており、通路３ａ、３ｂにはそれぞ
れ流入する排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯ_X
を吸収し、排気中の酸素濃度が低下したときに吸収した
ＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸収剤、それぞれ５ａ、５ｂが
接続されている。

【０００９】また、排気通路３の通路３ａ、３ｂの分岐
部には排気切り換え弁２が設けられ、排気通路３ａ、３
ｂの任意の一方を所定の開度に閉鎖して排気通路３ａ、
３ｂに排気を分配するようになっている。例えば排気切
換え弁２が図１に実線で示した位置に切り換えられる
と、排気の大部分は分岐通路３ｂ側に流入し、分岐通路
３ａ側に流入する排気流量が低減される。また、排気切
換え弁２が図１に点線で示した位置に切り換えられる
と、排気の大部分は分岐通路３ａ側に流入し、分岐通路
３ｂ側に流入する排気流量が低減される。図に２ａで示
すのは、後述するエンジン制御回路（ＥＣＵ）２０から
の制御信号により切り換え弁２を駆動して所定の切り換
え位置をとらせるための負圧アクチュエータ等、適宜な
形式のアクチュエータである。

【００１０】また、本実施例では分岐通路３ａ、３ｂは
ＮＯ_X 吸収剤５ａ、５ｂ下流側で再び合流しており、こ
の合流部には排気切換え弁２と同様な排気切換え弁２２
と、アクチュエータ２２ａとが設けられている。排気切
換え弁２２は、排気切換え弁２と連動して作動し、それ
ぞれの分岐通路に流入する排気流量を制御するととも
に、後述のＮＯ_X 吸収剤再生操作時に再生中のＮＯ_X 吸
収剤に下流側から排気が逆流することを防止している。

【００１１】更に、分岐通路３ａ、３ｂのＮＯ_X 吸収剤
５ａ、５ｂ上流側には後述する還元剤供給装置１１から
ＮＯ_X 吸収剤５ａ、５ｂに還元剤を供給する還元剤供給
ノズル、それぞれ１２ａ、１２ｂが接続されている。ま
た、図１に７ａ、７ｂで示すのは、それぞれ分岐通路３
ａ、３ｂのＮＯ_X 吸収剤５ａ、５ｂ下流側に配置された
空燃比センサである。空燃比センサ７ａ、７ｂは排気中
の酸素濃度を検出し、広い範囲で排気空燃比に対応した
出力電圧を発生する、いわゆる全域空燃比センサが使用
される。

【００１２】図に２０で示すのはエンジン１の制御回路
（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ２０はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯ
Ｍ、及び入力ポート、出力ポートを相互に双方向バスで
接続した構成の公知のディジタルコンピュータからな
り、エンジンの燃料噴射量制御等の基本制御を行ってい
る。また、本実施例ではＥＣＵ２０は、更に、図示しな
い駆動回路や負圧制御弁等を介してアクチュエータ２
ａ、２２ａを駆動して排気切り換え弁２、２２の切り換
え位置制御を行うほか、還元剤供給装置１１からの還元
剤供給制御を行っている。これらの制御のためＥＣＵ２
０の入力ポートには、空燃比センサ７ａ、７ｂからの空
燃比信号が入力されている他、エンジン回転数、機関吸
入空気量等の信号がそれぞれ図示しないセンサから入力
されている。

【００１３】還元剤供給装置１１は還元剤容器、加圧ポ
ンプ等から構成される還元剤供給源１３と、還元剤供給
源１３から還元剤供給ノズル１２ａ、１２ｂに供給され
る還元剤供給量の流量を調節する制御弁１４ａ、１４ｂ
及び、ノズル１２ａ、１２ｂと制御弁１４ａ、１４ｂと
の間に配置された排気逆流防止用の逆止弁１５ａ、１５
ｂとを備えている。制御弁１４ａ、１４ｂは、後述する
ＮＯ_X 吸収剤５ａ、５ｂの再生操作時及び、その後の待
機期間中に、ＥＣＵ２０の制御信号に応じて所定の開度
をとり、開度に応じた量の還元剤をＮＯ_X 吸収剤５ａ、
５ｂに供給するものである。

【００１４】ＮＯ_X 吸収剤５ａ、５ｂのＮＯ_X 放出、還
元操作（再生操作）に使用する還元剤としては、排気中
で炭化水素、一酸化炭素等の還元成分を発生するもので
あれば良く、水素、一酸化炭素等の気体、プロパン、プ
ロピレン、ブタン等の液体又は気体の炭化水素、ガソリ
ン、軽油、灯油等の液体燃料等が使用できる。ＮＯ_X 吸
収剤５ａ、５ｂは例えばアルミナ等の担体を使用し、こ
の担体上に例えばカリウムＫ，ナトリウムＮa ，リチウ
ムＬi ，セシウムＣs のようなアルカリ金属、バリウム
Ｂa , カルシウムＣa のようなアルカリ土類、ランタン
Ｌa ，イットリウムＹのような希土類から選ばれた少な
くとも一つと、白金Ｐt のような貴金属とが担持されて
いる。このＮＯ_X 吸収剤５ａ、５ｂは流入する排気の空
燃比がリーンの場合にはＮＯ_X を吸収し、酸素濃度が低
下するとＮＯ_X を放出するＮＯ_X の吸放出作用を行う。

【００１５】なお、上述の排気空燃比とは、ここではＮ
Ｏ_X 吸収剤５ａ、５ｂの上流側の排気通路やエンジン燃
焼室、吸気通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と
燃料と還元剤の合計との比を意味するものとする。従っ
て、ＮＯ_X 吸収剤５ａ、５ｂの上流側排気通路に燃料、
還元剤または空気が供給されない場合には排気空燃比は
エンジンの運転空燃比（エンジン燃焼室内の燃焼におけ
る空燃比）と等しくなる。

【００１６】本実施例では、リーン空燃比の燃焼を行う
機関が使用されているため、通常運転時の排気空燃比は
リーンであり、ＮＯ_X 吸収剤５ａ、５ｂは排気中のＮＯ
_X の吸収を行う。また、還元剤供給装置１１から排気中
に還元剤が導入されて酸素濃度が低下すると、ＮＯ_X 吸
収剤５ａ、５ｂは吸収した還元剤の放出を行う。この吸
放出作用の詳細なメカニズムについては明らかでない部
分もある。しかし、この吸放出作用は図２に示すような
メカニズムで行われているものと考えられる。次にこの
メカニズムについて担体上に白金Ｐt およびバリウムＢ
a を担持させた場合を例にとって説明するが他の貴金
属、アルカリ金属、アルカリ土類、希土類を用いても同
様なメカニズムとなる。

【００１７】すなわち、流入排気がかなりリーンになる
と流入排気中の酸素濃度が大巾に増大し、図２(A) に示
されるようにこれら酸素Ｏ₂ がＯ₂ ^- またはＯ^2-の形で
白金Ｐt の表面に付着する。一方、流入排気中のＮＯは
白金Ｐt の表面上でこのＯ₂ ^- またはＯ^2-と反応し、Ｎ
Ｏ₂ となる（２ＮＯ＋Ｏ₂ →２ＮＯ₂ ) 。次いで生成さ
れたＮＯ₂ の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収剤内
に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図２
(A) に示されるように硝酸イオンＮＯ₃ ^- の形で吸収剤
内に拡散する。このようにしてＮＯ_X がＮＯ_X 吸収剤５
ａ、５ｂ内に吸収される。

【００１８】従って、流入排気中の酸素濃度が高い限り
白金Ｐt の表面でＮＯ₂ が生成され、吸収剤のＮＯ_X 吸
収能力が飽和しない限りＮＯ₂ が吸収剤内に吸収されて
硝酸イオンＮＯ₃ ^- が生成される。これに対して流入排
気中の酸素濃度が低下してＮＯ₂ の生成量が減少すると
反応が逆方向（ＮＯ₃ ^- →ＮＯ₂ ）に進み、こうして吸
収剤内の硝酸イオンＮＯ₃ ^- がＮＯ₂ の形で吸収剤から
放出される。すなわち、流入排気中の酸素濃度が低下す
るとＮＯ_X 吸収剤５ａ、５ｂからＮＯ_X が放出されるこ
とになる。

【００１９】一方、流入排気中にＨＣ、ＣＯ等の還元成
分が存在すると、これらの成分は白金Ｐt 上の酸素Ｏ₂
^- またはＯ^2-と反応して酸化され、排気中の酸素を消費
して排気中の酸素濃度を低下させる。また、排気中の酸
素濃度低下によりＮＯ_X 吸収剤５ａ、５ｂから放出され
たＮＯ₂ は図２(B) に示すようにＨＣ，ＣＯと反応して
還元される。このようにして白金Ｐt の表面上にＮＯ₂
が存在しなくなると吸収剤から次から次へとＮＯ₂ が放
出される。

【００２０】すなわち、流入排気中のＨＣ，ＣＯは、ま
ず白金Ｐt 上のＯ₂ ^- またはＯ^2-とただちに反応して酸
化され、次いで白金Ｐt 上のＯ₂ ^- またはＯ^2-が消費さ
れてもまだＨＣ，ＣＯが残っていればこのＨＣ，ＣＯに
よって吸収剤から放出されたＮＯ_X 、および排気ととも
に流入するＮＯ_X が還元される。本実施例では、排気切
換え弁２、２２の操作によりＮＯ_X 吸収剤５ａと５ｂの
ＮＯ_X 吸収と放出とを交互に行う。すなわち、本実施例
では、排気切換え弁２、２２の操作により一方のＮＯ_X
吸収剤（例えば５ａ）に大部分の排気を流してＮＯ_X を
吸収させる。また、ＮＯ_X 吸収剤５ａのＮＯ_X 吸収量が
増大してくると、排気切換え弁２、２２を切り換えて他
方のＮＯ_X 吸収剤５ｂに排気を流し、ＮＯ _X 吸収剤５ａ
に流入する排気流量を低減するとともに、還元剤供給ノ
ズル１２ａからＮＯ_X 吸収剤５ａに還元剤を供給してＮ
Ｏ_X 吸収剤５ａの再生を行う。また、切換え後ＮＯ_X 吸
収剤５ｂのＮＯ_X 吸収量が増大してくると、再度排気切
換え弁２、２２の切換えを行い、ＮＯ_X 吸収剤５ａ側に
排気を流してＮＯ_X 吸収剤５ａによるＮＯ_X 吸収を再開
するとともにＮＯ_X 吸収剤５ｂの再生を行う。

【００２１】上記の、ＮＯ_X 吸収剤がＮＯ_X 吸収を行う
ことのできる時間は、例えば１０分程度と比較的長いの
に対して、ＮＯ_X 吸収剤の再生に必要な時間は、例えば
数十秒程度と比較的短い。従って、再生操作が終了した
ＮＯ_X 吸収剤は、次に排気切換え弁が切り換えられてＮ
Ｏ_X 吸収を再開するまでの間、排気流量を低減したまま
で待機状態に置かれることになる。このため、待機期間
中にＮＯ_X 吸収剤の温度が低下してしまう問題が生じ
る。

【００２２】本発明による実施例では、待機中のＮＯ_X
吸収剤に還元剤を供給し、ＮＯ_X 吸収剤を通過する排気
の空燃比を理論空燃比近傍に維持することにより、ＮＯ
_X 吸収剤の温度低下の問題を解決している。すなわち、
ＮＯ_X 吸収剤は図２で説明したように、酸素の存在下で
ＨＣ、ＣＯ等の還元成分の酸化を促進する酸化触媒とし
ての機能を有している。従って、待機中のＮＯ_X 吸収剤
に酸素と還元剤とを供給することにより、ＮＯ_X 吸収剤
上で還元剤の酸化反応を生じさせ、反応熱によりＮＯ_X
吸収剤の温度低下を防止することが可能となる。本発明
による実施例では、上記酸化反応に最適な理論空燃比近
傍に維持した排気と還元剤との混合気を待機中のＮＯ_X
吸収剤に供給することにより、ＮＯ_X 吸収剤の温度を高
く保持してＮＯ_X 吸収再開時の吸収能力の低下を防止し
ている。

【００２３】次に、本実施例の排気浄化操作について説
明する。以下の説明では、図１のＮＯ_X 吸収剤５ａのＮ
Ｏ_X 吸収及び再生操作について説明するが、ＮＯ_X 吸収
剤５ｂについても全く同様に吸収、再生操作が行われ
る。排気切換え弁２、２２が図１の点線の位置に保持さ
れ、ＮＯ_X 吸収剤５ａに機関の排気の大部分が流入する
と、ＮＯ_X 吸収剤５ａは前述のように排気中のＮＯ _X の
吸収を行う。次いで、所定時間が経過してＮＯ_X 吸収剤
５ａのＮＯ_X 吸収量が増大するとＥＣＵ２０は、排気切
換え弁２、２２を図１の実線の位置に切り換え、ＮＯ_X
吸収剤５ａの再生操作を開始する。

【００２４】なお、本実施例ではＮＯ_X 吸収剤の再生は
一定時間毎に行われるが、機関のＮＯ_X 発生量に応じて
ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収量が所定値に達する毎にＮＯ
_X 吸収剤の再生を行うようにしてもよい。この場合、Ｅ
ＣＵ２０は、機関の単位時間当たりのＮＯ_X 発生量を機
関負荷（例えば、機関１回転当たりの吸入空気量）と機
関回転数との関数としてＲＯＭに予め格納しておき、所
定時間毎に機関負荷条件を読みとり、ＲＯＭから上記の
ＮＯ_X 発生量を読みだし、この発生量に一定の係数を乗
じたものを積算してＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収量とす
る。このＮＯ_X 吸収量が所定値に達したときにＮＯ_X 吸
収剤の再生を行うようにすれば、機関ＮＯ _X 発生量の変
化にかかわらず、ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収能力を有効
に活用することができる。

【００２５】排気切換え弁２、２２が図１の実線の位置
に切り換えられると、ＮＯ_X 吸収剤５ａに流入する排気
流量が低下し、排気の大部分はＮＯ_X 吸収剤５ｂを通過
して流れるため、ＮＯ_X 吸収剤５ｂによる排気中のＮＯ
_X 吸収が行われる。ＮＯ_X 吸収剤５ａの再生操作は、以
下の手順で行われる。まず、ＥＣＵ２０は、ＮＯ_X の吸
収を開始したＮＯ_X 吸収剤５ｂの下流側に配置された空
燃比センサ７ｂの出力から機関の排気空燃比を読みと
り、この排気空燃比と、再生を行うＮＯ_X 吸収剤５ａ側
に流入する排気流量とからＮＯ_X 吸収剤５ａに供給すべ
き還元剤流量を決定する。本実施例では、再生操作時に
ＮＯ_X 吸収剤に供給する還元剤流量は、ＮＯ_X 吸収剤に
流入する排気空燃比を理論空燃比より所定量だけリッチ
側に維持する量とされる。また、再生操作時に排気切換
え弁を通過してＮＯ_X 吸収剤に流入する排気流量は、機
関負荷、回転数等の運転条件の関数として、予め実測な
どにより求めておき、ＲＯＭに格納しておく。

【００２６】ＥＣＵ２０は、還元剤供給装置１１の制御
弁１４を、上記により算出された還元剤流量に対応する
開度に設定してＮＯ_X 吸収剤５ａに還元剤の供給を行う
とともに、ＮＯ_X 吸収剤５ａ下流側の空燃比センサ７ａ
の出力に基づいて還元剤の供給時間を制御する。前述の
ように、ＮＯ_X 吸収剤への還元剤供給が開始されると、
まず還元剤は排気中やＮＯ_X 吸収剤のＰｔ表面のＯ₂ を
消費し、このＯ₂ を消費した後にＮＯ_X の還元浄化を開
始する。従って、還元剤供給開始後初期の段階では、Ｎ
Ｏ_X 吸収剤から流出する排気中の酸素濃度は比較的高く
なっており、上記Ｏ₂ が消費され、ＮＯ_X の還元が始ま
ると排気中の酸素濃度が急激に低下する。ＥＣＵ２０
は、空燃比センサ７ａの出力変化から上記酸素濃度の低
下を検出した後所定期間の間、排気空燃比がリッチにな
るように前記還元剤供給量を維持する。これによりＮＯ
_X 吸収剤再生終了後に過剰な還元剤がＮＯ_X 吸収剤から
流出することが防止される。なお、この期間は、ＮＯ_X
吸収剤に吸収したＮＯ_X 量（吸収時間）に応じて予め設
定されている。

【００２７】上記再生操作終了後、ＮＯ_X 吸収剤５ａは
排気の流量を低減したまま次回のＮＯ_X 吸収開始に備え
て待機状態に置かれる。本実施例ではＥＣＵ２０は、上
記再生時間が経過した後、待機中のＮＯ_X 吸収剤５ａ下
流側の排気空燃比が理論空燃比近傍になるように、空燃
比センサ７ａの出力に基づいて制御弁１４ａの開度をフ
ィードバック制御する。このように、下流側の空燃比セ
ンサ出力に基づいて還元剤供給量をフィードバック制御
することにより、待機中のＮＯ_X 吸収剤を通過する排気
空燃比は正確に理論空燃比近傍に保持されるため、ＮＯ
_X 吸収剤に供給された還元剤の良好な酸化反応が得ら
れ、待機中のＮＯ_X 吸収剤温度を高く維持することがで
きる。また、これによりＮＯ_X 吸収剤に供給された還元
剤の全量を酸化することができるため、過剰な還元剤が
ＮＯ_X 吸収剤下流に流出することが防止される。

【００２８】図３は、上記操作による、ＮＯ_X 吸収剤に
流入する排気空燃比の変化サイクルを示している。図３
において、ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収操作時にはＮＯ_X
吸収剤に流入する排気空燃比はリーン空燃比に維持され
る（図３、区間 I）。次いで排気切換え弁の切換えが行
われると、ＮＯ_X 吸収剤に還元剤が供給され、切換え後
の所定期間排気空燃比はリッチ空燃比に保持され、ＮＯ
_X 吸収剤の再生が行われる（図３、区間II）。また、Ｎ
Ｏ_X 吸収剤の再生が終了したあとの待機期間中は、排気
空燃比は理論空燃比近傍に維持され、ＮＯ_X 吸収剤の温
度が高く維持される（図３、区間 III）。この状態で再
度排気切換え弁の切換えが行われるとＮＯ_X 吸収剤に流
入する排気の空燃比は再びリーン空燃比になり、ＮＯ_X
吸収剤は温度が低下することなくＮＯ_X 吸収を再開する
（図３、区間 IV ）。

【００２９】なお、上述の実施例ではＮＯ_X 吸収剤の再
生操作が終了後、引き続きＮＯ_X 吸収剤に流入する排気
空燃比を理論空燃比に維持しているが、待機期間が特に
長い場合には、再生操作終了後一旦還元剤の供給を停止
し、ＮＯ_X 吸収を再開する前の所定の期間だけ還元剤を
供給して排気空燃比を理論空燃比に維持することによ
り、ＮＯ_X 吸収再開前にＮＯ_X 吸収剤温度を上昇させる
ようにしてもよい。

【００３０】また、本実施例では、還元剤の供給量の制
御のみによって待機中のＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空
燃比を調節しているが、還元剤供給量とともに排気切換
え弁２、２２の開度を制御して流入する排気量を調節す
ることにより排気空燃比を制御することも可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明の排気浄化装置は、上述のように
ＮＯ_X 吸収再開前の待機中のＮＯ_X 吸収剤に理論空燃比
近傍の排気と還元剤との混合気を供給するようにしたこ
とにより、待機中のＮＯ_X 吸収剤の温度低下を有効に防
止し、ＮＯ_X 吸収開始時のＮＯ _X 吸収剤の吸収能力を高
く維持することが可能となる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排気浄化装置の一実施例を示す全体図
である。

【図２】ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X の吸放出作用を説明する
図である。

【図３】ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比の変化サイ
クルを説明する図である。

【符号の説明】

１…内燃機関 ３…排気通路 ３ａ、３ｂ…分岐通路 ５ａ、５ｂ…ＮＯ_X 吸収剤 ２、２２…排気切り換え弁 １１…還元剤供給装置（全体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢ Ｎ (72)発明者 小端 喜代志 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リーン空燃比の燃焼を行うことのできる
   内燃機関の排気通路に、流入排気の空燃比がリーンのと
   きに排気中のＮＯ_X を吸収し、流入排気中に還元剤が供
   給され酸素濃度が低下したときに吸収したＮＯ_X を放出
   するＮＯ_X 吸収剤を配置し、ＮＯ_X を吸収させた後にＮ
   Ｏ_X 吸収剤に流入する排気流量を低減するとともにＮＯ
   _X 吸収剤に還元剤を供給して吸収したＮＯ_X を放出させ
   る再生操作と、再生終了後に排気流量を回復させてＮＯ
   _X 吸収を再開する操作とを繰り返す内燃機関の排気浄化
   装置において、 排気流量を回復させて前記ＮＯ_X 吸収を再開する前の所
   定期間ＮＯ_X 吸収剤に還元剤を供給してＮＯ_X 吸収剤を
   通過する排気空燃比を理論空燃比近傍に制御する手段を
   設けたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。