JPH11280456A - 内燃機関の排気ガスの浄化方法及び装置 - Google Patents

内燃機関の排気ガスの浄化方法及び装置

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JPH11280456A
JPH11280456A JP11051335A JP5133599A JPH11280456A JP H11280456 A JPH11280456 A JP H11280456A JP 11051335 A JP11051335 A JP 11051335A JP 5133599 A JP5133599 A JP 5133599A JP H11280456 A JPH11280456 A JP H11280456A
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ヴアルテル・ベーグネル
Guenter Dr Karl
ギユンテル・カルル
Bernd Dr Krutzsch
ベルント・クルツツシユ
Christof Dr Schoen
クリストフ・シエーン
Dirk Voigtlaender
デイルク・フオイクトレンデル
Guenter Wenninger
ギユンテル・ヴエニンゲル
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 機関の後に設けられるλセンサ、ＳＯｘ貯蔵
触媒及びＮＯｘ貯蔵触媒を含む排気ガス浄化装置のＳＯ
ｘ貯蔵触媒の脱硫酸塩に必要な排気ガス組成及び排気ガ
ス温度を技術的に簡単な手段又は装置で与えることがで
きるようにする。 【構成】 内燃機関１は、機関１の希薄混合気運転と濃
厚混合気運転との間の変更を可能にする機関制御装置３
と、排気系４において機関１の後に順次にλセンサ８、
ＳＯｘ貯蔵触媒９及びＮＯｘ貯蔵触媒１１を設けられる
排気ガス浄化装置５とを持っている。脱硫酸塩に必要な
排気ガス組成及び排気ガス温度を得るため、脱硫酸塩の
始めに機関１が希薄混合気運転から濃厚混合気運転へ切
換えられ、制御可能な二次空気供給装置６により、機関
１の前でλセンサ８の前で二次空気が排気系４へ入れら
れ、それにより二次空気に混合される排気ガスの所定の
λ値が設定され、温度センサ１０によりＳＯｘ貯蔵触媒
９に所定の温度が設定され、脱硫酸塩の終りに、機関１
が濃厚混合気運転から希薄混合気運転へ切換えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は請求項１の上位概念
に記載の内燃機関の排気ガスの浄化方法に関する。更に
本発明は内燃機関の排気ガスの浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の有害物質放出を減少するた
め，このような機関例えばデイーゼル機関又はガソリン
機関に、内燃機関の排気ガスの通る排気ガス浄化装置を
設けることができる。内燃機関の排気ガスを浄化するた
め、特にＮＯｘ吸着装置が適している。ＮＯｘ吸着触媒
とも称されるこのような排気ガス浄化要素は、内燃機関
が希薄混合気で運転される場合、特定の条件で内燃機関
の窒素酸化物（ＮＯｘ）を貯蔵する。空燃比λが１より
大きい場合、即ち理論空燃比以上の燃焼が行われ、この
燃焼の際多量の酸素が排気ガス中に存在する場合、この
ような希薄混合気運転が行われる。貯蔵能力のため貯蔵
触媒と称されるこのようなＮＯｘ吸着装置の再生のた
め、できるだけ高い還元剤含有量を持ち触媒作用する排
気ガスが必要とされ、それによりＮＯｘ吸着触媒に貯蔵
されているＮＯｘが遊離されて、窒素Ｎ２に変換される
ようにする。濃厚混合気燃焼即ちλ＜１の理論空燃比以
下の濃厚混合気燃焼が行われ、この燃焼の際排気ガス中
に全く又は僅かな残留酸素しか存在しない場合、内燃機
関は還元作用する排気ガスを発生する。
【０００３】従ってこのようなＮＯｘ貯蔵触媒を備えた
内燃機関は、内燃機関の希薄混合気運転と濃厚混合気運
転との間の変更を可能にする機関制御装置を持っていな
ければならない。
【０００４】希薄混合気運転のため、内燃機関の排気ガ
ス中には硫黄酸化物の化合物（ＳＯｘ）なるべく二酸化
硫黄（ＳＯ２）が含まれ、希薄混合気運転中に硫黄酸化
物がＮＯｘ貯蔵触媒の貯蔵材料と反応して、硫酸塩を形
成する。このような硫酸塩の形成はＮＯｘ貯蔵触媒のＮ
Ｏｘ貯蔵能力を減少し、これがＮＯｘ貯蔵触媒の硫黄中
毒とも称される。
【０００５】ＮＯｘ貯蔵触媒を持つ排気ガス浄化装置が
長時間にわたって規則正しく動作できるようにするため
に、排気ガス中の硫黄含有量を減少せねばならない。重
要な硫黄源は使用される燃料及び機関油なので、低い硫
黄含有量を持つ燃料及び機関油はＮＯｘ貯蔵触媒の寿命
を高める。
【０００６】他方文献において″ＳＯｘトラツプ″と称
されるＳＯｘ貯蔵触媒を使用し、この触媒を排気系のＮ
Ｏｘ貯蔵触媒の前に設けることによって、ＮＯｘ貯蔵触
媒における硫酸塩の形成を防止することができる。排気
ガスがＳＯｘ貯蔵触媒を通って流れると、機関から放出
される硫黄化合物の大部分がこの触媒中で吸着され、か
つ貯蔵される。こうしてＮＯｘ貯蔵触媒の寿命が著しく
改善される。
【０００７】しかしこのようなＳＯｘトラツプ又はＳＯ
ｘ貯蔵触媒のＳＯｘ貯蔵能力は限られているので、連続
運転のためにＳＯｘ貯蔵触媒の再生又は脱硫酸塩を行わ
ねばならない。このような脱硫酸塩は、還元剤（例えば
ＣＯ，Ｈ２，ＨＣ）を含みかつ比較的高い温度を持つ排
気ガスによって行うことができる。これらの条件のもと
では、前もって貯蔵されていた硫黄量が主としてＳＯ２
及びＨ２Ｓとして脱着されかつ遊離され、その際ＳＯｘ
貯蔵触媒のＳＯｘ貯蔵能力が再び得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＳＯｘ貯蔵
触媒の脱硫酸塩に必要な排気ガス組成及び排気ガス温度
を技術的に簡単な手段又は装置で与えることができるよ
うに、最初にあげた種類の方法を提供するという問題に
関する。
【０００９】本発明によれば、この問題は請求項１の特
徴を持つ方法によって解決される。
【００１０】本発明は、機関制御装置により排気ガス組
成に影響を及ぼしてＳＯｘ貯蔵触媒においてＳＯｘ化合
物の遊離を行うことができる還元性雰囲気を排気ガス組
成が持つようにする、という一般的な考え方に関する。
このために更に必要な高い排気ガス温度は、機関の後及
びＳＯｘ貯蔵触媒の前で排気系への二次空気の供給によ
り、簡単に得られる。この場合還元剤を添加される排気
ガスが高い化学エネルギーを含み、酸素を供給されて適
当な化学反応によりこの化学エネルギーが熱エネルギー
に変換可能である、という知識が利用される。このため
に必要な酸素は、二次空気により可能にされる。その場
合ＳＯｘ貯蔵触媒の前において、排気ガス中を連行され
る還元剤の一部の触媒燃焼を、二次空気の酸素で行うこ
とができ、この燃焼の際熱エネルギーが遊離されて、な
るべくＳＯｘ貯蔵触媒の表面材料へ伝達される。従って
硫酸塩の分解に必要な場合ＳＯｘ貯蔵触媒中の高い温度
は、ＳＯｘ貯蔵触媒自体におけるこの化学反応により発
生することができ、従って付加的なエネルギー源を必要
としない。
【００１１】還元剤を含む雰囲気は、機関制御装置によ
り内燃機関の希薄混合気運転から濃厚混合気運転への切
換えにより、排気ガス中に簡単に準備される。
【００１２】最適な脱硫酸塩を行うことができるように
するため、ＳＯｘ貯蔵触媒になるべく５５０°Ｃ以上の
温度を設定することができる。
【００１３】ＳＯｘ貯蔵触媒においてこのような高い温
度を得ることができるようにするため、及びＳＯｘ貯蔵
触媒の脱硫酸塩のために最適な排気ガスの組成を得るた
め、二次空気に混合される排気ガスの空燃比がλ＝０．
７５〜０．９９の範囲から選ばれる。
【００１４】二次空気に混合される排気ガスの空燃比及
びＳＯｘ貯蔵触媒に存在する温度のためにこれらの好ま
しい値の設定は、本発明による方法の好ましい実施形態
に従って、脱硫酸塩の間機関制御装置により、供給され
る二次空気の量又は機関から来る排気ガスの空燃比に影
響を及ぼすか又は変化することによって行われる。提案
された手段は、脱硫酸塩の過程に特有なパラメータの調
整又は制御を簡単に可能にする。
【００１５】排気系のＮＯｘ貯蔵触媒の前にＳＯｘ貯蔵
触媒が設けられている排気ガス浄化装置では、ＳＯｘ貯
蔵触媒の脱硫酸塩の際遊離される硫黄化合物はＮＯｘ貯
蔵触媒へ達し、そこでＮＯｘ貯蔵材料と化合して、硫酸
塩を形成する。その結果ＮＯｘ貯蔵触媒のＮＯｘ貯蔵能
力が低下する。
【００１６】従ってＮＯｘ貯蔵触媒の貯蔵能力が損なわ
れないように、ＳＯｘ貯蔵触媒の脱硫酸塩を行うという
問題が生じる。これは、ＮＯｘ貯蔵触媒を迂回するバイ
パスを設け、脱硫酸塩の間機関制御装置によりバイパス
を動作させることによって、可能になる。このバイパス
により、硫黄化合物を含む排気ガスは脱硫酸塩の間ＮＯ
ｘ貯蔵触媒を迂回するので、ＮＯｘ貯蔵触媒に硫酸塩が
形成されることはない。
【００１７】本発明による方法の別の特に有利な実施形
態では、内燃機関の希薄混合気運転から濃厚混合気運転
への切換え後、まずＮＯｘ貯蔵触媒の再生を行い、その
際ＮＯｘ貯蔵触媒の再生度に関連するパラメータを機関
制御装置により監視し、これらのパラメータが所定の閾
値に達すると、排気系への二次空気を行うことによって
も、ＳＯｘ貯蔵触媒の脱硫酸塩の間ＮＯｘ貯蔵触媒にお
ける硫黄化合物の吸着を防止することができる。この前
に行われる再生段階により、濃厚混合気運転中に機関よ
り放出される還元剤によって、ＳＯｘ貯蔵触媒及びＮＯ
ｘ貯蔵触媒に貯蔵されている酸素及び硫酸塩が変換され
る。それにより両方の触媒（ＳＯｘ及びＮＯｘ貯蔵触
媒）が還元状態にされ、ＳＯｘ貯蔵触媒中の硫酸塩のほ
かに、近似的に酸素含有原子又は分子はもはや触媒中に
存在しなくなる。特にＮＯｘ貯蔵触媒のこのような再生
後、二次空気を供給することによって、ＳＯｘ貯蔵触媒
の本来の脱硫を行うことができる。このすぐ後に続く脱
硫酸塩の際、希薄混合気運転中に吸着されて貯蔵されて
いる硫黄化合物が、ＳＯｘ貯蔵触媒から脱着されて遊離
される。遊離した硫黄化合物は、還元されたＮＯｘ貯蔵
触媒を通って流れることができ、その際硫黄化合物の吸
着又は貯蔵が行われることはない。従ってＮＯｘ貯蔵触
媒の硫黄中毒又は硫酸塩化を、前に接続されるＳＯｘ貯
蔵触媒の脱硫酸塩の間防止することができ、しかも制御
又は調整過程の特に巧みな経過の選択のみによって防止
することができる。この方法に従って動作する排気ガス
浄化装置は、僅かな可動部材しか利用せず、それにより
強固で故障し難く、安価である。
【００１８】それ以外の重要な特徴及び利点は、従属請
求項、図面及び図面に基く好ましい実施例の以下の説明
から明らかになる。
【００１９】
【実施例】図１〜３によれば、デイーゼル機関又はガソ
リン機関であってもよい内燃機関１に、電子的又は電気
的に操作可能な絞り弁２を介して空気が供給される。絞
り弁２は、計算機、データ及び適当なプログラムを有す
る記憶装置を持つ電気機関制御装置３に接続されてい
る。
【００２０】燃焼の際機関１により形成される排気ガス
は、排気系４にある機関１の排気ガス浄化装置５へ入
る。排気系４には、図示した実施例では機関１からの排
気ガスの出口範囲に、二次空気供給装置６が接続され
て、機関制御装置３により制御される二次空気ポンプ７
によって、二次空気を排気系４へ入れて排気ガスに混合
することができる。
【００２１】排気系４への二次空気供給装置６の接続個
所の後で、排気系４にλセンサ８が設けられ、機関制御
装置３に接続されている。λセンサ８の後で排気系４
に、なるべくＳＯｘ トラツプとして構成されるＳＯｘ
貯蔵触媒９が設けられている。
【００２２】ＳＯｘ貯蔵触媒９の後で排気系４に、機関
制御装置３に接続される温度センサ１０が設けられてい
る。温度センサ１０は、ＳＯｘ貯蔵触媒９に存在する温
度に関連する温度を測定する。
【００２３】図１による実施例では、排気系４は分岐し
て延び、第１の部分排気系４ａにはＮＯｘ貯蔵触媒１１
が設けられている。この第１の部分排気系４ａにおいて
ＮＯｘ貯蔵触媒１１の前に、排気ガス弁として構成され
る閉鎖機構が設けられて、機関制御装置３に接続され、
この制御装置３により通過位置と遮断位置との間で操作
可能である。
【００２４】分岐個所の後に形成される第２の部分排気
系４ｂは、ＮＯｘ貯蔵触媒１１を迂回するバイパス１３
を形成している。このバイパス１３にも同様に排気ガス
弁として構成される閉鎖機構１４が設けられて、機関制
御装置３に接続され、通過位置と遮断位置との間で操作
可能である。
【００２５】排気系４の両部分排気系４ａ及び４ｂは、
ＮＯｘ貯蔵触媒１１の後で再び共通な排気系４にまとめ
られている。
【００２６】本発明により提案される方法は次のように
動作する。機関制御装置３はＳＯｘ貯蔵触媒９の貯蔵能
力を監視し、ＳＯｘ貯蔵触媒の再生がいつ必要であるか
を確認する。ＳＯｘ貯蔵触媒９の現在の貯蔵能力を確認
できるようにするため、ここには示していないセンサが
ＳＯｘ貯蔵触媒９又は排気系４に設けられて、例えば排
気ガス中の硫黄化合物の含有量の増大又はＳＯｘ貯蔵能
力に関連する他のパラメータを検出する。適当な記憶装
置に記憶されている特性曲線図に基いてＳＯｘ貯蔵触媒
９ののそのつど現在の貯蔵能力を求めることも同様に可
能で、これらの特性曲線図には、例えば内燃機関１の運
転期間及び機関１から来る排気ガスの硫黄含有量に関係
してＳＯｘ貯蔵能力が記憶されている。
【００２７】機関制御装置３が所定の閾値又はそれ以下
へのＳＯｘ貯蔵能力の低下を確認した後、この制御装置
３が内燃期間１の運転条件に影響を及ぼして、機関１を
希薄混合気運転から濃厚混合気運転へ切換える。その際
両方の運転方式（希薄又は濃厚）の間の切換えの際場合
によっては起こる機関出力特に機関トルクの変化が、例
えば絞り弁２の位置の適当な変化によって相殺されるよ
うにすることができるので、運転者は運転方式の変更に
気づかない。
【００２８】濃厚混合気運転への変更と共に又はこれか
ら時間的に遅れて、二次空気ポンプ７が動作せしめられ
るので、二次空気が排気系４へ吹き込まれる。その際機
関１から来る排気ガスが二次空気に混合される。濃厚混
合気運転でλ＜１の理論空燃比以下の燃焼のため、機関
１から来る排気ガスは還元剤を負わされている。二次空
気の供給により、排気ガスは更に酸素を添加される。
【００２９】λセンサ８を介して機関制御装置３によ
り、ＳＯｘ貯蔵触媒９の前における現在のλ値、即ち二
次空気に混合される排気ガスの空燃比が測定される。Ｓ
Ｏｘ貯蔵触媒９の脱硫酸塩の最適な過程を保証する排気
ガスの所定のλ値を設定できるようにするため、機関制
御装置３は排気ガス組成に影響を及ぼす。このため本発
明により複数の可能性が提案される。
【００３０】ＳＯｘ貯蔵触媒９へ供給される排気ガスの
λ値へ影響を及ぼす第１の可能性によれば、濃厚混合気
で運転される機関１から来る排気ガスの空燃比が不変で
ある場合、供給される二次空気の量は、二次空気供給装
置６又はその二次空気ポンプ７の適当な制御を介して変
化される。
【００３１】ＳＯｘ貯蔵触媒９へ入る前に排気ガス組成
に影響を及ぼす第２の可能性によれば、供給される二次
空気の量が不変である場合、機関制御装置３を機関１の
運転に介入させることによって、機関制御装置３を介し
て、機関１により発生される排気ガスの空燃比を変化す
ることができる。
【００３２】ＳＯｘ貯蔵触媒９へ供給される排気ガスの
λ値に影響を及ぼす第３の可能性では、前記の２つの可
能性が組合わされ、即ち機関１により発生される排気ガ
スの空燃比及び供給される二次空気の量が、機関制御装
置３により適当に影響を受ける。
【００３３】ＳＯｘ貯蔵触媒９の脱硫酸塩にとって望ま
れる空燃比は、なるべくλ＝０．７５〜０．９９の範囲
から選ばれる。
【００３４】ＳＯｘ貯蔵触媒９へ入る排気ガスは、高い
含有量の還元剤（例えばＣＯ，Ｈ２，ＨＣ）を含み、更
にこの排気ガスは二次空気供給装置６の後で酸素を添加
されるので、ＳＯｘ貯蔵触媒９において触媒燃焼を行う
ことができる。この反応の際、還元剤に貯えられている
化学エネルギーが酸化により熱エネルギーに変換され
る。こうしてＳＯｘ貯蔵触媒９が加熱され、脱硫酸塩に
とって最適な温度に達することができる。
【００３５】温度センサ１０によりＳＯｘ貯蔵触媒９の
加熱が監視される。ＳＯｘ貯蔵触媒のこの加熱は、ＳＯ
ｘ貯蔵触媒９へ供給される排気ガスの空燃比に影響を及
ぼすことによって調整することができる。機関制御装置
３は、温度センサを介してＳＯｘ貯蔵触媒９中に、脱硫
酸塩にとって最適ななるべく５５０°Ｃ以上の温度を調
整又は設定する。更に温度センサ１０は、ＳＯｘ貯蔵触
媒９又は排気ガス浄化装置５の他の構成部分の過熱に対
する有効な保護を可能にする。
【００３６】ＳＯｘ貯蔵触媒９において硫黄化合物が吸
着されて貯蔵される内燃機関１又はその排気ガス浄化装
置５の正常な運転段階の間、バイパス１３の閉鎖機構１
４が閉じられ、ＮＯｘ貯蔵触媒１１を含む排気系４の部
分排気系４ａにある閉鎖機構１２が開かれている。硫黄
化合物を除かれた排気ガスは、従ってＮＯｘ貯蔵触媒１
１を通って流れ、この中で窒素酸化物（ＮＯｘ）を除か
れる。
【００３７】脱硫酸塩の間、二次空気供給装置６の動作
と同時に又はそれから時間的に遅れて、閉鎖機構１２が
閉じられ、閉鎖機構１４が開かれるので、排気ガスはＮ
Ｏｘ貯蔵触媒１１を迂回してバイパス１３のみを通って
流れる。こうしてＳＯｘ貯蔵触媒９の脱硫酸塩中に遊離
される硫黄化合物が排気ガス流からＮＯｘ貯蔵触媒１１
へ移送されないようにすることができる。それによりＮ
Ｏｘ貯蔵触媒１１における硫酸塩形成従ってその中毒又
は能力低下を効果的に防止することができる。
【００３８】ＳＯｘ貯蔵触媒９の脱硫酸塩中にＮＯｘ貯
蔵触媒１１の硫黄中毒を防止するため、図１による実施
例とは異なり、図２による排気ガス浄化装置５の別の構
成では、排気ガス弁として構成される閉鎖機構１５のみ
がバイパス１３に設けられ、これに接続される機関制御
装置３により、通過位置と遮断位置との間で操作可能で
ある。内燃機関１又は排気ガス装置５の正常運転の間、
閉鎖機構１５が閉鎖位置にあるので、硫黄のない排気ガ
スがＮＯｘ貯蔵触媒１１を通って流れねばならない。こ
れとは異なり、ＳＯｘ貯蔵触媒９の再生段階又は脱硫酸
塩の間、閉鎖機構１５は通過に切換えられている。図２
によるこの実施例では、閉鎖機構１５が開かれている場
合、部分排気系４ａ及び部分排気系４ｂを通る２つの流
路が可能であるが、閉鎖機構１５が開かれている場合、
排気ガスがバイパス１３のみ又は少なくとも大部分バイ
パス１３を通って流れ、硫黄含有排気ガスが全く又は無
視できる程僅かな割合しかＮＯｘ貯蔵触媒１１を通って
流れないように、排気系４がこの範囲で流れ技術的に構
成されている。これは、例えば、絞りにより部分排気系
４ａの流れ抵抗を高めることによって実現される。図２
による排気ガス浄化装置５は、１つの閉鎖機構１５しか
持たないため、一層安価であり、図１による実施例より
故障し難い。
【００３９】図３による別の実施例では、脱硫酸塩中に
硫黄中毒に対するＮＯｘ貯蔵触媒１１の保護は、バイパ
スなしでも行われる。これは、このような排気ガス浄化
装置５において、ＳＯｘ貯蔵触媒９の本来の脱硫酸塩の
前に、機関制御装置３によりＮＯｘ貯蔵触媒１１の再生
を行うことによって可能になる。
【００４０】図３による装置において全脱硫酸塩過程は
次のように行われる。機関制御装置３が所定の閾値又は
それ以下へのＳＯｘ貯蔵触媒９のＳＯｘ貯蔵能力の低下
を確認した後、図１及び２による構成におけるように、
制御装置３が内燃機関１の希薄混合気運転から濃厚混合
気運転への変更を行うが、この場合二次空気供給装置６
を動作させることなく行う。その場合内燃機関１は比較
的高い還元剤含有量を持つ排気ガスを発生し、この排気
ガスがＮＯｘ貯蔵触媒１１において還元反応を開始し、
この還元反応の際、ＮＯｘ貯蔵触媒１１に吸着されてい
た窒素酸化物が還元され、Ｎ２，ＣＯ２，Ｈ２Ｏのよう
な危険のない形で遊離される。ＮＯｘ貯蔵触媒１１は、
その再生により還元された状態へ移行し、この状態では
酸素含有種類はＮＯｘ貯蔵触媒１１にもはや存在しな
い。
【００４１】ＮＯｘ貯蔵触媒１１のこの再生中に、ＳＯ
ｘ貯蔵触媒９にも、濃厚混合気で運転される内燃機関１
の還元作用する排気ガスが通って流れるので、ＳＯｘ貯
蔵触媒９においても還元が行われ、この還元の際硫黄化
合物（ＳＯｘ）のほかに酸素含有化合物も遊離される。
【００４２】ＮＯｘ貯蔵触媒１１の還元過程の終了は、
機関制御装置３によって確認される。例えば特性曲線図
に記憶されているパラメータに基いて、又は排気系４に
おいてＮＯｘ貯蔵触媒１１の後に設けられる付加的なセ
ンサ１６により、再生過程が行われる。このセンサ１６
は機関制御装置３に接続され、好ましい実施例ではλセ
ンサとして構成されることができる。再生段階の終了
は、センサ１６により、例えば排気ガス中に含まれる還
元剤が増大する程度でＮＯｘ貯蔵触媒１１を通って不変
に流れることによって、検出することができる。
【００４３】ＮＯｘ貯蔵触媒１１の再生段階の終了後、
二次空気供給装置６により、機関１から来る排気ガスへ
二次空気を導入することによって、ＳＯｘ貯蔵触媒９の
本来の脱硫酸塩が始まる。ＳＯｘ貯蔵触媒９の前におけ
る空燃比を用いて、脱硫酸塩のための最適な条件が機関
制御装置３により設定又は調整される。その際ＮＯｘ貯
蔵触媒１１の再生のために、ＳＯｘ貯蔵触媒９の脱硫酸
塩とは異なるλ値を持つ濃厚混合気運転を設定すること
が全く可能である。
【００４４】脱硫酸塩中に遊離される硫黄化合物は、排
気ガス流によりＮＯｘ貯蔵触媒１１へ導かれる。しかし
この触媒１１は還元された状態にあるので、排気ガスに
含まれる硫黄化合物はその吸着材料に吸着及び貯蔵され
ないので、硫黄化合物はＮＯｘ貯蔵触媒１１を通って不
変に流れる。本発明により提案されるこの巧みな調整過
程によって、前に設けられるＳＯｘ貯蔵触媒９の脱硫酸
塩中に、ＮＯｘ貯蔵触媒１１の硫酸塩化又は硫黄中毒を
効果的に防止することができる。
【００４５】図３による排気ガス浄化装置５は、前述し
た図１及び２による実施例に比較して、排気ガス弁とし
ての閉鎖機構を持っていないので、排気ガス浄化装置５
の全体構成が著しく強固でありかつ故障し難く、従って
保守し易く全体として安価である。
【００４６】ＳＯｘ貯蔵触媒９の脱硫酸塩の終了は、図
示したすべての実施例において、機関制御装置３によ
り、例えば特性曲線図に記憶されているパラメータに基
いて確認される。これに加えて又はこの代わりに、図３
によれば、排気系４のＳＯｘ貯蔵触媒９とＮＯｘ貯蔵触
媒１１との間に、特に図１及び２による例ではバイパス
１３の前に機関制御装置３に接続される別のセンサ１７
を設けることができる。このセンサ１７は、例えば排気
ガス中の遊離される硫黄化合物の減少を検出するか、又
は別の実施例によりλセンサとして構成されて、ＳＯｘ
貯蔵触媒９の後における排気ガス空燃比を監視すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＮＯｘ貯蔵触媒を迂回するバイパスを持ちかつ
２つの閉鎖機構を備えている排気ガス浄化装置を持つ内
燃機関の原理図である。
【図２】図１に類似しているが１つの閉鎖機構しか持た
ない排気ガス浄化装置を持つ内燃機関の原理図である。
【図３】図１及び２に類似しているがバイパスを持たな
い排気ガス浄化装置を持つ内燃機関の原理図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関 ３ 機関制御装置 ４ 排気系 ５ 排気ガス浄化装置 ６ 二次空気供給装置 ８ λセンサ ９ ＳＯｘ貯蔵触媒 １０ 温度センサ １１ ＮＯｘ貯蔵触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 9/00 Ｆ０１Ｎ 9/00 Ｚ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ａ (72)発明者 ギユンテル・カルル ドイツ連邦共和国エスリンゲン・ローテナ ツケルシユトラーセ77 (72)発明者 ベルント・クルツツシユ ドイツ連邦共和国デンケンドルフ・アイヒ エンドルフ・シユトラーセ８ (72)発明者 クリストフ・シエーン ドイツ連邦共和国レムスハルデン・ヴイル ヘルム−エンスレ−シユトラーセ163 (72)発明者 デイルク・フオイクトレンデル ドイツ連邦共和国コルンタール・ヴアイリ ムドルフエル・シユトラーセ７ (72)発明者 ギユンテル・ヴエニンゲル ドイツ連邦共和国シユトウツトガルト・ア ルテ・ドルフシユトラーセ36アー

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の希薄混合気運転と濃厚混合気
    運転との間の変更を可能にする機関制御装置と、排気系
    において機関の後で順次に設けられるλセンサ、ＳＯｘ
    貯蔵触媒及びＮＯｘ貯蔵触媒を含む排気ガス浄化装置と
    を有する、内燃機関の排気ガスの浄化方法において、 Ａ）機関制御装置（３）に接続されるセンサ装置によっ
    て、ＳＯｘ貯蔵触媒（９）のＳＯｘ貯蔵能力に関連する
    パラメータを発生し、 Ｂ）予め設定されたパラメータ値以下へのＳＯｘ貯蔵能
    力の低下を機関制御装置（３）が確認すると、ＳＯｘ貯
    蔵触媒の脱硫酸塩を開始し、内燃機関の希薄混合気運転
    から濃厚混合気運転への変更を行い、 Ｃ）制御可能な二次空気供給装置（６）により、機関
    （１）の後でかつλセンサ（８）の前で、二次空気を排
    気系（４）へ入れ、 Ｄ）二次空気に混合される排気ガスの現在の空燃比をλ
    センサ（８）により検出し、機関制御装置（３）により
    所定の値に調節し、 Ｅ）温度センサ（１０）により、ＳＯｘ貯蔵触媒（９）
    に存在する温度に関連する信号値を発生し、機関制御装
    置（３）により、所定の信号値を得るため、ＳＯｘ貯蔵
    触媒（９）に存在する温度を調節し、 Ｆ）ＳＯｘ貯蔵触媒（９）のＳＯｘ貯蔵能力に関連する
    パラメータ用の所定の閾値に達すると、機関制御装置
    （３）により内燃機関（１）の濃厚混合気運転から希薄
    混合気運転への変更を行うことによって、脱硫酸塩を終
    了することを特徴とする、内燃機関の排気ガスの浄化方
    法。
  2. 【請求項２】 脱硫酸塩の間、二次空気に混合される排
    気ガスの空燃比用及びＳＯｘ貯蔵触媒（９）に存在する
    温度用の所定の値を設定するため、機関制御装置（３）
    により、供給される二次空気の量又は機関（１）から来
    る排気ガスの空燃比を変化することを特徴とする、請求
    項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 ＮＯｘ貯蔵触媒（１１）を迂回するバイ
    パス（１３）を排気系（４）に設け、脱硫酸塩の間機関
    制御装置（３）によりこのバイパス（１３）を動作させ
    ることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 排気ガス流を導く手段（１２，１４）を
    設け、脱硫酸塩の行われれている間、これらの手段（１
    ２，１４）により排気ガスをバイパス（１３）に導き、
    かつＮＯｘ貯蔵触媒（１１）への流入を遮断し、脱硫酸
    塩の行われていない間、排気ガスをＮＯｘ貯蔵触媒（１
    １）へ導き、かつバイパス（１３）の流通を遮断するこ
    とを特徴とする、請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 排気ガス流を導く手段として、ＮＯｘ貯
    蔵触媒（１１）及びバイパス（１３）への排気系（４）
    の分岐点に切換え器を設けることを特徴とする、請求項
    ４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 排気ガス流を導く手段として、ＮＯｘ貯
    蔵触媒（１１）への流入部に第１の閉鎖機構（１２）を
    設け、バイパス（１３）に第２の閉鎖機構（１４）を設
    け、これらの閉鎖機構（１２，１４）を通過及び遮断へ
    交互に切換えることを特徴とする、請求項４に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 閉鎖機構（１５）をバイパス（１３）に
    設け、閉鎖機構（１５）が通過へ切換えられる際排気ガ
    スが完全にバイパス（１３）のみ又はほぼバイパス（１
    ３）のみを通って流れるように、排気系（４）にあるバ
    イパス（１３）及びＮＯｘ貯蔵触媒（１１）からなる装
    置を流体技術的に構成することを特徴とする、請求項３
    に記載の方法。
  8. 【請求項８】 段階Ｂ）の実施後にＮＯｘ貯蔵触媒（１
    １）の再生を行い、その際機関制御装置（３）により、
    ＮＯｘ貯蔵触媒（１１）の再生度に関連するパラメータ
    を監視し、このパラメータが所定の閾値に達すると初め
    て、段階Ｃ）を実施することを特徴とする、請求項１又
    は２に記載の方法。
  9. 【請求項９】 ＮＯｘ貯蔵触媒（１１）の再生度に関連
    するパラメータを検出するために、排気系（４）のＮＯ
    ｘ貯蔵触媒（１１）の後にセンサ（１６）を設けること
    を特徴とする、請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 ＳＯｘ貯蔵触媒（９）のＳＯｘ貯蔵能
    力に関連するパラメータを内燃機関（１）の運転期間及
    び機関（１）から来る排気ガスの組成に応じて、特性曲
    線図により求めることを特徴とする、請求項１〜９の１
    つに記載の方法。
  11. 【請求項１１】 ＳＯｘ貯蔵触媒（９）のＳＯｘ貯蔵能
    力に関連するパラメータを検出するために、排気系
    （４）のＳＯｘ貯蔵触媒（９）とＮＯｘ貯蔵触媒（１
    １）との間にセンサ（１７）を設けることを特徴とす
    る、請求項１〜１０の１つに記載の方法。
  12. 【請求項１２】 二次空気に混合される排気ガスの空燃
    比の脱硫酸塩用の所定の値を、λ＝０．７５〜０．９９
    の範囲から選ぶことを特徴とする、請求項１〜１１の１
    つに記載の方法。
  13. 【請求項１３】 ＳＯｘ貯蔵触媒（９）に存在する温度
    の脱硫酸塩用の所定の値を、５５０°Ｃ以上の温度に一
    致させることを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記
    載の方法。
  14. 【請求項１４】 内燃機関（１）の希薄混合気運転と濃
    厚混合気運転との間の変更の際、機関制御装置（３）に
    より制御可能な絞り弁（２）を介して、一定の機関トル
    ク又は一定の機関出力を発生する方向へ、内燃機関
    （１）への空気供給を変化することを特徴とする、請求
    項１〜１３の１つに記載の方法。
  15. 【請求項１５】 機関（１）の後の排気系（４）に、順
    次に二次空気供給装置（６）、λセンサ（８）、ＳＯｘ
    貯蔵触媒（９）、温度センサ（１０）及びＮＯｘ貯蔵触
    媒（１１）が設けられていることを特徴とする、内燃機
    関の排気ガスの浄化装置。
  16. 【請求項１６】 ＮＯｘ貯蔵触媒（１１）を迂回するた
    めに、排気系（４）にバイパス（１３）が設けられてい
    ることを特徴とする、、請求項１５に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 排気ガス流を導く手段（１２，１４）
    が排気系（４）に設けられ、これらの手段により排気ガ
    ス流がＮＯｘ貯蔵触媒（１１）を通って導かれるか、又
    はバイパス（１３）を通って導かれることを特徴とす
    る、請求項１６に記載の装置。
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