WO2010106695A1 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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西岡寛真
今井大地
中田有香
梅本寿丈
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust purification device for an internal combustion engine.
  • Examples of exhaust gas from internal combustion engines such as diesel engines and gasoline engines include carbon monoxide (CO), unburned fuel (HC), nitrogen oxides (NO x ), and particulate matter (PM: particulates). Contains ingredients.
  • An exhaust gas purification device is attached to the internal combustion engine to purify these components.
  • Japanese Patent No. 278304 as a device for removing nitrogen oxides, absorbs NO X contained in exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, and absorbs when the air-fuel ratio of the exhaust gas is less than the stoichiometric air-fuel ratio.
  • exhaust gas purification device is disclosed comprising a NO X absorption and release material to release the NO X.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-154664 discloses a post-processing device comprising a SO X trap catalyst, a particulate filter carrying a NO X storage reduction catalyst, and a NO X storage reduction catalyst, and supplying post-processing fuel to the post-processing device.
  • An exhaust purification device for an internal combustion engine in which a fuel supply valve is disposed in an engine exhaust passage is disclosed.
  • NO X contained in the exhaust gas can be purified by reduction.
  • a selective reduction catalyst capable of selectively reducing NO X may be disposed in the engine exhaust passage.
  • the exhaust emission control device in which the selective reduction catalyst is arranged can temporarily store NO X discharged from the engine body in the selective reduction catalyst when the selective reduction catalyst is at a low temperature. Further, NO X discharged from the engine body can be selectively reduced by supplying a reducing agent to the selective reduction catalyst in a predetermined temperature range.
  • a three-way catalyst may be disposed in the engine exhaust passage in order to purify NO X contained in the exhaust gas of the engine body.
  • NO X can be reduced by the three-way catalyst.
  • selective reduction catalyst when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas lean, becomes higher than the predetermined temperature range is the ability to selectively reduce NO X is reduced. That is, the NO X purification rate of the selective reduction catalyst may be lowered.
  • the selective reduction catalyst the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas of a lean region, in the region of the air-fuel ratio in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, there are cases where purification rate of the NO X is reduced.
  • the selective reduction catalyst has a problem that the NO X purification rate becomes small in a predetermined operation region.
  • An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that suppresses a decrease in nitrogen oxide purification capacity.
  • First exhaust purification system of an internal combustion engine of the present invention is disposed in the engine exhaust passage, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas when the lean absorbing the NO X contained in the exhaust gas, the exhaust gas flowing air-fuel ratio to release NO X absorbed and becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich, further reducing agent supply device for supplying the NO X reduction catalyst, a reducing agent to the NO X reduction catalyst having the ability to selectively reduce NO X With.
  • the reducing agent is supplied to the NO X reduction catalyst by the reducing agent supply device, and NO X is selectively selected To reduce.
  • the three-way catalyst disposed downstream of the NO X reduction catalyst in the engine exhaust passage is provided, and the reducing agent supply device supplies fuel to the engine exhaust passage on the upstream side of the NO X reduction catalyst.
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst is lowered below the stoichiometric air-fuel ratio by increasing the amount of fuel injected in the combustion chamber of the engine body, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X reduction catalyst is When it is in the region near the above, fuel can be supplied from the fuel addition valve and NO X can be selectively reduced by the NO X reduction catalyst.
  • the exhaust gas purification apparatus for a second internal combustion engine is disposed in the engine exhaust passage, absorbs NO X contained in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, and air-fuel ratio to release NO X absorbed and becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich, yet NO X reduction catalyst and a three-way catalyst arranged downstream of the NO X reduction catalyst having the ability to selectively reduce NO X And a reducing agent supply device that supplies a reducing agent to the NO X reduction catalyst, and an air-fuel ratio lowering device that reduces the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst.
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X reduction catalyst is lean, and the NO X reduction catalyst gradually decreases the NO X purification rate by selective reduction as the temperature rises, and in the three-way catalyst has a specific operating region where NO X purification rate gradually increases with increasing temperature.
  • the reducing agent supply device supplies the reducing agent to the NO X reduction catalyst to select NO X.
  • reducing performs, it performs the reduction of the NO X by the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three way catalyst by the air-fuel ratio lowering device to the stoichiometric air-fuel ratio or rich.
  • temperature-raising device for raising the temperature of the NO X reduction catalyst
  • absorption amount detection device for detecting the amount of absorption of the NO X of the NO X reduction catalyst.
  • the temperature of the NO X reduction catalyst is lower than the determination value on the low temperature side for performing selective reduction, and the NO X of the NO X reduction catalyst
  • the NO X reduction catalyst is heated by the temperature raising device, and then the reducing agent is supplied to the NO X reduction catalyst by the reducing agent supply device to selectively reduce NO X. be able to.
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X reduction catalyst when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X reduction catalyst is lean, when the temperature of the NO X reduction catalyst is higher than the determination value on the high temperature side for performing selective reduction, three-way the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is the stoichiometric air-fuel ratio or rich is capable of reducing NO X in the three-way catalyst.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an internal combustion engine according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of the NO X selective reduction catalyst.
  • FIG. 3 is a graph illustrating characteristics of the NO X selective reduction catalyst and the three-way catalyst in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a graph for explaining an operation region of the exhaust emission control device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a first flowchart for explaining the control of the exhaust gas purification apparatus in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a second flowchart for explaining the control of the exhaust gas purification apparatus in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a graph for explaining the relationship between the NO X adsorption amount and the adsorption rate in the NO X selective reduction catalyst.
  • Figure 8 is a map of the NO X amount exhausted from the engine body per unit time to the injection quantity function of the fuel in the engine speed and the combustion chamber.
  • Figure 9 is a map of the amount of NO X adsorbed per unit time to the amount of NO X flowing into the bed temperature and the NO X selective reducing catalyst in the NO X selective reducing catalyst to function.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of an injection pattern during normal operation.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of an injection pattern when performing after injection in the combustion chamber.
  • Figure 12 is a graph illustrating the NO X purification rate of the exhaust gas purifying apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 13 is an enlarged schematic cross-sectional view of the NO X storage reduction catalyst.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of an injection pattern when post injection is performed in the combustion chamber.
  • FIG. 15 is a graph illustrating the relationship between the air-fuel ratio of exhaust gas and NO X desorption in the NO X selective reduction catalyst.
  • FIG. 16 is a graph illustrating a first operation example of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine in the second embodiment.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating control of a first operation example of the exhaust emission control system according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a time chart illustrating a second operation example of the exhaust gas purification apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 1 shows an overall view of an internal combustion engine in the present embodiment.
  • a compression ignition type diesel engine will be described as an example.
  • the internal combustion engine includes an engine body 1.
  • the internal combustion engine includes an exhaust purification device.
  • the engine body 1 includes a combustion chamber 2 as each cylinder, an electronically controlled fuel injection valve 3 for injecting fuel into each combustion chamber 2, an intake manifold 4, and an exhaust manifold 5.
  • the intake manifold 4 is connected to the outlet of the compressor 7 a of the exhaust turbocharger 7 through the intake duct 6.
  • An inlet of the compressor 7 a is connected to an air cleaner 9 via an intake air amount detector 8.
  • a throttle valve 10 driven by a step motor is disposed in the intake duct 6. Further, a cooling device 11 for cooling the intake air flowing through the intake duct 6 is disposed around the intake duct 6. In the embodiment shown in FIG. 1, engine cooling water is guided to the cooling device 11. The intake air is cooled by the engine cooling water.
  • the exhaust manifold 5 is connected to the inlet of the exhaust turbine 7b of the exhaust turbocharger 7. The outlet of the exhaust turbine 7b is connected to an exhaust purification device.
  • the exhaust purification device is a device that can purify exhaust gas discharged from the engine body 1.
  • the exhaust purification system in this embodiment is NO X NO as a reduction catalyst X
  • a selective reduction catalyst (SCR) 17 is included.
  • the selective reduction catalyst 17 supplies NO to the NO X Can be selectively reduced.
  • NO X The selective reduction catalyst 17 is connected to the outlet of the exhaust turbine 7b through the exhaust pipe 12.
  • the exhaust purification device in the present embodiment includes a three-way catalyst 18.
  • the three-way catalyst 18 is NO in the engine exhaust passage. X It is arranged downstream of the selective reduction catalyst 17.
  • the three-way catalyst 18 oxidizes CO and HC and further NO. X Can be reduced.
  • a fuel addition valve 13 is arranged as a reducing agent supply device for supplying the reducing agent to the selective reduction catalyst 17.
  • the fuel of the engine body 1 is used as a reducing agent.
  • the fuel addition valve 13 is formed to have a fuel supply action of supplying or stopping fuel.
  • the fuel addition valve 13 in the present embodiment is formed so as to inject fuel.
  • a fuel addition valve 14 is disposed as an air-fuel ratio reducing device.
  • the ratio of the air and fuel (hydrocarbon) of the exhaust gas supplied to the engine intake passage, the combustion chamber, or the engine exhaust passage is referred to as the air-fuel ratio (A / F) of the exhaust gas.
  • the fuel addition valve 14 can reduce the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 18 by supplying fuel to the engine exhaust passage.
  • the fuel addition valve 14 in the present embodiment is formed to inject fuel from the engine body 1.
  • An EGR passage 18 is disposed between the exhaust manifold 5 and the intake manifold 4 in order to perform exhaust gas recirculation (EGR).
  • An electronically controlled EGR control valve 19 is disposed in the EGR passage 18.
  • a cooling device 20 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 18 is disposed around the EGR passage 18. In the embodiment shown in FIG. 1, engine cooling water is introduced into the cooling device 20. The EGR gas is cooled by the engine cooling water.
  • Each fuel injection valve 3 is connected to a common rail 22 via a fuel supply pipe 21.
  • the common rail 22 is connected to a fuel tank 24 via an electronically controlled variable discharge amount fuel pump 23.
  • the fuel stored in the fuel tank 24 is supplied into the common rail 22 by the fuel pump 23.
  • the fuel supplied into the common rail 22 is supplied to the fuel injection valve 3 through each fuel supply pipe 21.
  • the electronic control unit 30 is composed of a digital computer.
  • the electronic control unit 30 in the present embodiment functions as a control device for the exhaust purification device.
  • the electronic control unit 30 includes a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, a CPU (Microprocessor) 34, an input port 35 and an output port 36 that are connected to each other by a bidirectional bus 31.
  • a temperature sensor 26 is arranged as a temperature detection device for detecting the temperature of the selective reduction catalyst 17.
  • a temperature sensor 27 is disposed downstream of the three-way catalyst 18 as a temperature detection device for detecting the temperature of the three-way catalyst 18.
  • NO X An upstream of the selective reduction catalyst 17 is NO.
  • An air-fuel ratio sensor 28 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst 17 is disposed. Output signals from these temperature sensors 26 and 27 and the air-fuel ratio sensor 28 are input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37.
  • the output signal of the intake air amount detector 8 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37.
  • a load sensor 41 that generates an output voltage proportional to the amount of depression of the accelerator pedal 40 is connected to the accelerator pedal 40.
  • the output voltage of the load sensor 41 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37.
  • the input port 35 is connected to a crank angle sensor 42 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates, for example, 15 °. From the output of the crank angle sensor 42, the rotational speed of the engine body can be detected.
  • the output port 36 is connected to the fuel injection valve 3, the step motor for driving the throttle valve 10, the EGR control valve 19, and the fuel pump 23 via a corresponding drive circuit 38. Further, the output port 36 is connected to the fuel addition valves 13 and 14 via a corresponding drive circuit 38.
  • the fuel addition valves 13 and 14 in the present embodiment are controlled by the electronic control unit 30.
  • Fig. 2 shows NO in this embodiment.
  • X It is an expansion schematic sectional drawing of a selective reduction catalyst.
  • the selective reduction catalyst 17 provides NO by supplying HC as a reducing agent. X Is selectively reduced. NO X
  • the selective reduction catalyst 17 is NO X
  • the catalyst metal 48 in the present embodiment is formed of silver (Ag).
  • the catalyst metal is not limited to this form, and NO X Any metal can be used as long as it can be selectively reduced.
  • the catalytic metal include noble metals such as platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), or copper (Cu), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni). Base metals such as can be used.
  • the selective reduction catalyst includes a catalyst carrier 49 for holding the catalyst metal 48.
  • the catalyst carrier 49 in the present embodiment is formed on the surface of the substrate.
  • the catalyst carrier 49 is, for example, zeolite or aluminum oxide (Al 2 O 3 ) And other porous materials.
  • NO X The selective reduction catalyst is NO in the presence of an appropriate amount of a reducing agent such as HC in a predetermined temperature range.
  • X Has a function of selectively reducing.
  • NO X Is reduced to N 2 And O 2 Is broken down into Further, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, the catalyst metal 48 of the selective reduction catalyst has NO in a predetermined temperature range.
  • NO X Is adsorbed to the catalytic metal in the form of silver nitrate, for example.
  • the temperature range in which NO is adsorbed is generally NO.
  • X Is a region lower than the temperature region where selective reduction is performed.
  • NO X The selective reduction catalyst is the NO that was adsorbed when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich. X Release.
  • the three-way catalyst contains a noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd) and rhodium (Rh) as a catalyst metal.
  • the noble metal is supported on a catalyst carrier such as aluminum oxide.
  • the catalyst carrier is formed on the surface of a substrate such as cordierite formed into a honeycomb shape, for example.
  • the three-way catalyst makes HC, CO, and NO by making the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into almost the stoichiometric air-fuel ratio.
  • X These three components are purified with high efficiency.
  • the three way catalyst is NO when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes higher than the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the reduction ability of is reduced. That is, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes lean, NO X
  • the purification rate decreases.
  • FIG. 3 shows the NO in this embodiment.
  • X NO of selective reduction catalyst and three-way catalyst X The graph explaining the purification rate of is shown.
  • the upper two graphs show NO X
  • the characteristics of the selective reduction catalyst are shown.
  • the bottom graph shows the characteristics of the three-way catalyst.
  • NO X The graph of the selective reduction catalyst shows the characteristics when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean.
  • the graph of the three-way catalyst shows the characteristic when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio or rich.
  • absorption includes physical adsorption, chemical adsorption, occlusion, and adhesion.
  • NO X When the bed temperature is low, the selective reduction catalyst is NO by the catalyst metal.
  • Region A of the operating region is NO by adsorption. X This is the area where purification is performed.
  • NO by adsorption X NO purification by selective reduction X
  • Temperature T A NO by selective reduction X Purification rate and NO by adsorption X It is the bed temperature when the purification rate becomes the same.
  • Region A is NO X
  • the bed temperature of the selective reduction catalyst is the temperature T A It is less than the operating area.
  • ⁇ ⁇ ⁇ Area B of the operating area is NO X
  • NO X This is a region where selective reduction is performed.
  • region B NO by selective reduction X NO purification rate due to adsorption X An area that exceeds the purification rate is selected.
  • Region B is NO X
  • the bed temperature of the selective reduction catalyst is the temperature T A Temperature T B The following areas.
  • the judgment value of the temperature on the low temperature side of the region B is the temperature T A
  • the judgment value of the temperature on the high temperature side is the temperature T B It is.
  • the purification rate is the temperature T B It gradually decreases as it approaches.
  • NO X By supplying fuel as a reducing agent from fuel addition valve 13, NO X Can be selectively reduced.
  • the range of the region B where selective reduction is performed is not limited to the above, and an arbitrary temperature range can be selected.
  • NO X When the bed temperature of the selective reduction catalyst rises, NO adsorbed on the catalyst metal X Is detached. NO X NO from selective reduction catalyst X Is the bed temperature from which NO is removed by selective reduction. X It exists in the area
  • the three way catalyst is NO X It has an activation temperature for purifying.
  • FIG. 4 shows a graph for explaining the operation region of the exhaust emission control device in the present embodiment.
  • the graph which showed typically the relationship between the bed temperature of each catalyst of a selective reduction catalyst or a three-way catalyst, and the air fuel ratio of the exhaust gas which flows into each catalyst is shown.
  • the horizontal axis is the bed temperature of each catalyst.
  • the vertical axis represents the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into each catalyst.
  • the region D and the region E are defined as the operation region.
  • Region D is a state where the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst is lean
  • the bed temperature of the three-way catalyst is the temperature T C This is the above area.
  • region E the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst is in the stoichiometric or rich state, and the temperature T C This is a lower temperature region.
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from engine body 1 is lean during normal operation.
  • NO X The bed temperature of the selective reduction catalyst 17 and the bed temperature of the three-way catalyst 18 are substantially the same.
  • the operating region of the internal combustion engine is the region A and the region B, it is mainly NO.
  • region C, region D, and region E NO is mainly used in the three-way catalyst. X Clean up.
  • step 100 it is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the engine body 1 is greater than the stoichiometric air-fuel ratio. That is, NO X It is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst 17 is lean.
  • the air-fuel ratio sensor 28 determines NO. X The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst 17 is detected.
  • step 100 if the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, the process proceeds to step 101.
  • step 101 NO X
  • the bed temperature of the selective reduction catalyst is the temperature T A Temperature T B It is determined whether it is within the following range. That is, it is determined whether or not the operating state of the exhaust emission control device is within the range of region B.
  • NO X NO is detected by the temperature sensor 26 arranged downstream of the selective reduction catalyst.
  • the bed temperature of the selective reduction catalyst 17 is detected.
  • step 101 NO X
  • the bed temperature of the selective reduction catalyst is the temperature T A Temperature T B If it is not within the following range, the process proceeds to step 105.
  • step 105 the bed temperature of the three-way catalyst 18 is changed to the temperature T.
  • the bed temperature of the three-way catalyst 18 is detected by the temperature sensor 27 disposed downstream of the three-way catalyst 18. 3The bed temperature of the three-way catalyst is temperature T C If it is less than that, it is determined that the operating state of the exhaust purification device is in the region A, and the routine proceeds to step 107.
  • NO X When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst is lean, it is determined whether the operating state is in one of the regions A, B, or C.
  • step 101 NO X
  • the bed temperature of the selective reduction catalyst is the temperature T A Temperature T B If it is determined that it is within the following range, the process proceeds to step 102.
  • the operating state is within the range of region B.
  • NO is supplied by supplying fuel from the fuel addition valve 13.
  • X NO in the selective reduction catalyst 17 X Is selectively reduced.
  • step 103 NO X It is determined whether or not the purification rate of the selective reduction catalyst is less than a predetermined determination value RX. Referring to FIG. 3, in the present embodiment, purification rate RX is adopted as this determination value.
  • Temperature T D Is NO X This is the bed temperature when the purification rate becomes RX.
  • NO X The bed temperature of the selective reduction catalyst is the temperature T D It is discriminated whether or not it is larger.
  • step 103 NO X If the purification rate is equal to or greater than RX, it is determined that purification by selective reduction is sufficient, and this control is terminated.
  • step 104 NO X If the purification rate is less than RX, the routine proceeds to step 104. That is, NO X
  • the bed temperature of the selective reduction catalyst is the temperature T D If larger, the process proceeds to step 104.
  • step 104 the bed temperature of the three-way catalyst is changed to the temperature T. C It is determined whether or not this is the case.
  • the bed temperature of the three-way catalyst is the temperature T C If it is less, this control is terminated. As described above, referring to FIG.
  • step 104 when the exhaust purification device is operating in a region of region B that does not overlap with region D, NO X NO by performing selective reduction of X To purify.
  • the bed temperature of the three-way catalyst is the temperature T. C
  • step 106 control is performed to lower the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst.
  • step 105 the bed temperature of the three-way catalyst is changed to the temperature T. C In the above case, the process proceeds to step 106.
  • step 106 NO is controlled by controlling the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst to the stoichiometric air-fuel ratio.
  • X Purification with a three-way catalyst Referring to FIG. 4, when the exhaust purification device is operating in a region of region D that does not overlap region B, the three-way catalyst is used for NO. X Clean up.
  • control is performed so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst becomes the stoichiometric air-fuel ratio, but the present invention is not limited to this, and the exhaust gas flowing into the three-way catalyst Control may be performed so that the air-fuel ratio becomes rich.
  • the three-way catalyst has CO, HC and NO under the condition that the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio.
  • X In order to increase the purification rate, it is preferable to control the stoichiometric air-fuel ratio.
  • step 105 the bed temperature of the three-way catalyst is changed to the temperature T. C If not, the process proceeds to step 107.
  • NO X NO with selective reduction catalyst X By adsorbing NO X Clean up.
  • NO X Selective reduction catalyst is NO X Because of the large amount of adsorption, NO X The adsorption rate may be small.
  • step 107 NO X NO adsorbed on the selective reduction catalyst X It is determined whether the amount of adsorption is equal to or greater than a predetermined allowable value.
  • Figure 7 shows NO X NO in selective reduction catalyst X The graph explaining the relationship between adsorption amount and adsorption rate is shown. NO X When the amount of adsorption increases, NO X It can be seen that the adsorption rate of is reduced. In this embodiment, NO X The point of the adsorption rate RY at which the adsorption speed of the gas becomes slow to a predetermined value is determined as NO in step 107. X The adsorbed amount is allowed.
  • the exhaust gas purification apparatus in the present embodiment is NO X NO of selective reduction catalyst X
  • An absorption amount detection device for detecting the absorption amount is provided.
  • the absorption amount detection apparatus in the present embodiment will be described.
  • Fig. 8 shows the NO discharged from the engine body per unit time in this embodiment.
  • X Shows a map of quantities. For example, NO per unit time, which is a function of the engine speed N and the injection amount TAQ of the fuel injected into the combustion chamber 2 X
  • a map of NOxA release amount is prepared in advance. This map is built into the ROM 32 of the electronic control unit 30, for example.
  • NO exhausted from engine body 1 X Quantity and NO X NO flowing into the selective reduction catalyst X It becomes equal to the quantity.
  • NO per unit time calculated according to the driving state X NO flowing into the selective reduction catalyst X The amount can be calculated.
  • NO X NO flowing into the selective reduction catalyst X NO from quantity X The amount of adsorption is calculated.
  • Fig. 9 shows NO per unit time in this embodiment. X NO adsorbed on the selective reduction catalyst X
  • the adsorption amount map is shown. For example, NO X Selective reduction catalyst bed temperature TSCR and NO X NO flowing into the selective reduction catalyst X NO per unit time with quantity NOXA as a function X
  • a map of the adsorption amount NOXB is created in advance. This map is built into the ROM 32 of the electronic control unit 30, for example.
  • NO per unit time calculated according to the driving state X The amount of adsorption can be calculated.
  • NO per unit time X By integrating the adsorption amount, at any time, NO X NO adsorbed on selective reduction catalyst X The amount can be calculated.
  • NO X As an absorption amount detection device for detecting the absorption amount of NO X Can be detected. For example, NO X NO on the upstream side and downstream side of the selective reduction catalyst X Place the sensor. NO per unit time X NO flowing into the selective reduction catalyst X NO and NO per unit time X NO flowing out from selective reduction catalyst X Detect the amount. These NO X NO per unit time due to sensor output difference X NO absorbed by selective reduction catalyst X The amount may be calculated. Referring to FIG.
  • step 107 NO X If the adsorption amount is less than the allowable value, this control is terminated. That is, in region A of FIG. X If the adsorbable amount is greater than the predetermined value, NO X NO by adsorption of selective reduction catalyst X Clean up. In step 107, NO X If the adsorption amount is greater than or equal to the allowable value, the routine proceeds to step 108. In step 108, NO X The temperature of the selective reduction catalyst is increased from region A to region B. That is, NO X Enough NO by selective reduction X Up to the temperature range where the purification rate of NO can be obtained X The temperature of the selective reduction catalyst is raised. Referring to FIG.
  • the bed temperature of the selective reduction catalyst is the temperature T A Temperature T D The temperature is raised until it falls within the following range.
  • the exhaust purification system in this embodiment is NO X
  • a temperature raising device for raising the temperature of the selective reduction catalyst is included.
  • the temperature raising device in the present embodiment includes a fuel injection valve 3 of the engine body 1 and an electronic control unit 30. By changing the injection pattern in the combustion chamber 2 of the engine body 1, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine body 1 is raised. NO by increasing the temperature of the exhaust gas X The temperature of the selective reduction catalyst 17 is raised.
  • FIG. 10 shows a fuel injection pattern during normal operation of the internal combustion engine in the present embodiment.
  • the injection pattern A is a fuel injection pattern during normal operation.
  • the main injection FM is performed at a compression top dead center TDC.
  • Main injection FM is performed at a crank angle of approximately 0 °.
  • the pilot injection FP is performed before the main injection FM.
  • the pilot injection FP is performed, for example, in a range where the crank angle is approximately 10 ° to approximately 40 ° before the compression top dead center TDC.
  • the pilot injection FP may not be performed and only the main injection FM may be performed.
  • an injection pattern in which pilot injection FP is performed will be described as an example.
  • FIG. 11 shows an injection pattern when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine body is raised.
  • the injection timing of the main injection FM is delayed from the compression top dead center TDC. That is, the injection timing of the main injection FM is retarded.
  • the injection timing of the pilot injection FP is also retarded.
  • the temperature of the exhaust gas can be raised.
  • after injection FA as auxiliary injection is performed. The after injection FA is performed at a combustible time after the main injection.
  • the after injection FA is performed, for example, in a range where the crank angle after compression top dead center is approximately 40 °.
  • the crank angle after compression top dead center is in the range of approximately 20 ° to approximately 30 °.
  • the afterburning period becomes longer, so the temperature of the exhaust gas can be raised.
  • the temperature of the exhaust gas discharged from the engine body can be raised by changing the injection pattern in the combustion chamber.
  • the temperature raising device for raising the temperature of the selective reduction catalyst is not limited to this form, and NO. X Any device that can raise the temperature of the reduction catalyst can be employed. Referring to FIG. 5, in step 108, NO X After raising the temperature of the selective reduction catalyst to the region B, the routine proceeds to step 109.
  • step 109 NO X
  • NO X By adding fuel from the fuel addition valve 13 upstream of the selective reduction catalyst, NO X Is selectively reduced.
  • the region B shown in FIG. X Clean up when the exhaust emission control device is operating in the region A, NO X When the adsorption amount exceeds the allowable value, NO X NO with selective reduction catalyst X
  • the present invention is not limited to this mode, and the reduction may be performed using a three-way catalyst. For example, the temperature of the three-way catalyst is raised to the activation temperature or higher. Further, by making the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst the stoichiometric air-fuel ratio or rich, NO is generated in the three-way catalyst.
  • step 100 of FIG. X When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst is the stoichiometric air-fuel ratio or rich, the routine proceeds to step 111 in FIG. In step 111, the bed temperature of the three-way catalyst is changed to the temperature T. C It is determined whether or not this is the case.
  • the bed temperature of the three-way catalyst is the temperature T C If this is the case, NO with the three-way catalyst has already been reached. X Since this reduction is possible, this control is terminated. Referring to FIG. 4, when the exhaust emission control device is operating in region C, the three-way catalyst is NO. X Can be purified. For this reason, the driving
  • the temperature rise of the three-way catalyst is, for example, NO X Similar to the temperature increase of the selective reduction catalyst, it can be performed by changing the injection pattern in the combustion chamber.
  • step 111 the bed temperature of the three-way catalyst is the temperature T C If it is less, the process proceeds to step 112.
  • the three-way catalyst is heated to a temperature T. C The temperature is raised to the above.
  • FIG. 4 when the exhaust emission control device is operating in region E, it is shifted to region C. Increase the temperature of the three-way catalyst, and NO in the three-way catalyst X Reduction.
  • FIG. 12 shows the NO of the exhaust emission control device in the present embodiment.
  • X The graph explaining the purification rate of is shown.
  • the horizontal axis is the bed temperature of each catalyst.
  • the vertical axis represents the purification rate of the entire exhaust gas purification device.
  • X NO in selective reduction catalyst X In addition to the purification of NO in the three-way catalyst X To purify NO X High purification rate can be obtained.
  • NO X By supplying HC as a reduction catalyst, NO X NO can be selectively reduced X
  • the selective reduction catalyst has been described as an example, the present invention is not limited to this form.
  • X NO is absorbed when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing in becomes stoichiometric or rich.
  • NO X Any catalyst may be used as long as it has a function of selectively reducing.
  • the reduction catalyst is NO X
  • An occlusion reduction catalyst may be included.
  • Fig. 13 shows NO X
  • the expansion schematic sectional drawing of an occlusion reduction catalyst is shown.
  • NO X In the storage reduction catalyst, a catalyst carrier 45 made of alumina, for example, is formed on a substrate.
  • a noble metal 46 is dispersed and supported on the surface of the catalyst carrier 45. NO on the surface of the catalyst carrier 45 X
  • a layer of absorbent 47 is formed.
  • the noble metal 46 includes, for example, platinum (Pt).
  • the component constituting the absorbent 47 is, for example, an alkali metal such as potassium (K), sodium (Na), cesium (Cs), an alkaline earth such as barium (Ba), calcium (Ca), or lanthanum ( At least one selected from rare earths such as La) and yttrium (Y) is used.
  • NO X In the storage reduction catalyst, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, NO contained in the exhaust gas is oxidized on the noble metal 46 and NO. 2 become. NO 2 Is nitrate ion NO 3 ⁇ NO in the form of X The absorbent 47 is occluded.
  • the NOx storage reduction catalyst is loaded with a noble metal that causes selective reduction. X Can be selectively reduced. In particular, NO X Even when the storage reduction catalyst deteriorates, NO X The function of reducing the amount remains. Like this, NO X The storage reduction catalyst is selectively NO X NO.
  • the reduction catalyst is NO X
  • the present invention can also be applied to an apparatus including an occlusion reduction catalyst.
  • NO X A fuel addition valve is disposed as a reducing agent supply device that supplies a reducing agent to the selective reduction catalyst.
  • the reducing agent supply device is not limited to this form. X It does not matter as long as the reducing agent can be supplied to the selective reduction catalyst.
  • the reducing agent supply means includes a fuel injection valve 3 of the engine body 1. By changing the injection pattern in the combustion chamber, NO X Unburned fuel may be supplied to the selective reduction catalyst.
  • Fig. 14 shows NO X The injection pattern when supplying unburned fuel to a selective reduction catalyst is shown. In the injection pattern D, post injection FPO is performed after the main injection FM.
  • the post injection FPO is an injection in which fuel does not burn in the combustion chamber.
  • the post injection FPO is an auxiliary injection as with the after injection. While post-injection affects engine output, post-injection has a feature that does not contribute to engine output.
  • the post injection FPO is performed, for example, when the crank angle after compression top dead center is in the range of approximately 90 ° to approximately 120 °. NO in the combustion chamber by post-injection X Unburned fuel can be supplied to the selective reduction catalyst.
  • a fuel addition valve is arranged as an air-fuel ratio lowering device that reduces the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst.
  • the air-fuel ratio lowering device is not limited to this form, and any device may be used as long as the air-fuel ratio flowing into the three-way catalyst can be lowered.
  • the air-fuel ratio reduction device is NO X
  • a fuel addition valve disposed on the upstream side of the selective reduction catalyst may be included. NO X
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst may be reduced.
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst may be reduced by injecting post injection in the combustion chamber.
  • the device for adding fuel is NO X It is preferable that it is arranged downstream of the selective reduction catalyst. Further, an oxygen addition valve for supplying oxygen may be arranged in the engine exhaust passage on the upstream side of the three-way catalyst. For example, an air supply valve for supplying air into the engine exhaust passage may be arranged.
  • the three-way catalyst is designed to exhibit excellent oxidation performance and reduction performance near the stoichiometric air-fuel ratio.
  • Embodiment 2 With reference to FIG. 1 and FIGS. 15 to 18, an exhaust emission control device for an internal combustion engine in Embodiment 2 will be described.
  • the configuration of the exhaust gas purification apparatus for the internal combustion engine in the present embodiment is the same as that of the exhaust gas purification apparatus in the first embodiment. Referring to FIG. 1, NO in the engine exhaust passage. X A selective reduction catalyst 17 is arranged and NO.
  • Fig. 15 shows NO X The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst, and NO X NO desorbed from selective reduction catalyst X
  • the graph explaining the relationship with quantity is shown.
  • the inventors have absorbed NO in the light lean region near the stoichiometric air-fuel ratio in the region where the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean.
  • X To desorb, NO X It has been found that the purification rate decreases. In the region near the stoichiometric air-fuel ratio, the NO concentration gradually decreases as the oxygen concentration decreases. X Is detached.
  • the lean region adjacent to the stoichiometric air-fuel ratio and absorbed NO X The region from which detaches is called the desorption region.
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is greater than 14.7 (theoretical air-fuel ratio) and is approximately 18 or less.
  • NO X When the selective reduction catalyst is operating in the desorption region, NO X
  • the fuel addition valve 13 disposed upstream of the selective reduction catalyst 17 allows NO X NO is released by supplying a reducing agent to the selective reduction catalyst.
  • X Is selectively reduced.
  • FIG. 16 shows a graph for explaining a first operation example in the present embodiment.
  • NO X NO adsorbed on the selective reduction catalyst X when operating in the region A, NO X NO adsorbed on the selective reduction catalyst X The amount exceeds a predetermined tolerance. At this time, NO X NO from selective reduction catalyst X And NO released X Control to reduce. In the present embodiment, as indicated by an arrow 92, control is performed to shift the operating state of the exhaust purification device from the region A to the region C. NO X By making the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selected catalyst the stoichiometric air-fuel ratio or rich, NO X NO absorbed by selective reduction catalyst X Is discharged. In this embodiment, NO X NO by changing the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst from lean to rich. X Is released.
  • the temperature of the three-way catalyst 18 is set to the activation temperature or higher, the released NO X Is purified with a three-way catalyst. That is, by shifting from region A to region C, NO X NO from selective reduction catalyst X Release and NO in three-way catalyst X And reduction.
  • injection see FIG. 11
  • the throttle valve 10 in the engine intake passage, the combustion rich control for reducing the amount of air flowing into the combustion chamber 2 is performed.
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 2 can be made the stoichiometric air-fuel ratio or rich.
  • NO X By making the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst the stoichiometric air-fuel ratio or rich, NO X Can be released.
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the combustion chamber is made rich.
  • the temperature of the exhaust gas rises and the three-way catalyst can be brought to the activation temperature or higher. For this reason, in a three-way catalyst, NO X NO released from selective reduction catalyst X Can be reduced.
  • At least a portion of the after-injection fuel is combusted in the combustion chamber. By burning at least part of the fuel, light unburned hydrocarbons (HC), CO, etc. contained in the exhaust gas increase.
  • Light unburned hydrocarbon (HC) or CO can be supplied as a reducing agent to the engine exhaust passage.
  • Light unburned hydrocarbons, CO, and the like are preferable as a reducing agent because of their excellent reducibility.
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas gradually decreases. For this reason, NO X There is a period during which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst is within the desorption region. In the present embodiment, NO is desorbed in the desorption region.
  • FIG. 17 shows a flowchart of the control of the exhaust gas purification apparatus for the internal combustion engine in the present embodiment.
  • step 201 it is determined whether or not the combustion rich control is performed in the combustion chamber. If it is determined in step 201 that the combustion rich control is being performed, the routine proceeds to step 202.
  • step 202 it is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas is within the desorption region.
  • step 202 NO X It is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst 17 is greater than the stoichiometric air-fuel ratio.
  • NO X It is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst 17 is not more than a predetermined determination value. As this determination value, for example, the value at the end of the desorption region on the side where the air-fuel ratio is large can be used.
  • NO X If the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst 17 is not within the range of the desorption region, this control is terminated. NO X If the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst 17 is within the range of the desorption region, the routine proceeds to step 203.
  • NO X A reducing agent is supplied to the selective reduction catalyst 17. In the present embodiment, fuel is injected from the fuel addition valve 13.
  • step 203 the process proceeds to step 201. If it is determined in step 201 that the combustion rich control is not being performed, this control is terminated.
  • the operation passing through the desorption region during the period of performing the combustion rich control has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this mode.
  • the present invention can be applied when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the reduction catalyst falls within the desorption region. In particular, the present invention has a remarkable effect when the exhaust purification device operates for a long time in the desorption region.
  • NO X In order to lower the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst, after injection is performed in the combustion chamber.
  • the present invention is not limited to this mode, and post injection may be performed.
  • NO X The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst can be lowered.
  • FIG. 18 shows a time chart for explaining a second operation example in the present embodiment.
  • NO X This is an example of operation when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst is within the range of the desorption region for a while.
  • the second operation example is an example when the vehicle on which the internal combustion engine is arranged accelerates.
  • the vehicle is time t 1 Until you are traveling at a constant vehicle speed.
  • the vehicle is at time t 1 To time t 4 It has accelerated to.
  • NO X The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst is determined at time t 1 To time t 4 becomes smaller.
  • time t 2 To time t 3 During the period until, the air-fuel ratio of the exhaust gas is a value within the desorption region.
  • NO X The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst 17 can be detected by the air-fuel ratio sensor 28.
  • the exhaust purification system is NO X It is detected that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst 17 becomes a value in the desorption region.
  • NO X The NO desorbed by supplying fuel from the fuel addition valve 13 upstream of the selective reduction catalyst 17 X Can be reduced.
  • NO X Fuel is continuously supplied from the fuel addition valve during a period when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst is a value within the desorption region. NO from the fuel addition valve X
  • fuel may be supplied intermittently.
  • NO X In this example, no reducing agent is supplied to the selective reduction catalyst.
  • NO X NO discharged from selective reduction catalyst X The amount is increasing.
  • NO X NO discharged from selective reduction catalyst X The amount can be reduced.
  • NO discharged in the desorption region X NO X NO X
  • NO X NO discharged from selective reduction catalyst X You may arrange
  • NO X NO as reduction catalyst X NO as reduction catalyst X
  • the selective reduction catalyst is arranged, it is not limited to this form.
  • X NO is absorbed when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing in becomes stoichiometric or rich.
  • X Any catalyst may be used as long as it has a function of selectively reducing.
  • NO X The reduction catalyst is NO X
  • An occlusion reduction catalyst may be included.
  • NO X NO in the storage reduction catalyst X Is NO X It is occluded by the absorbent and adsorbed by the catalyst metal. For this reason, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is within the desorption region, NO X Detachment occurs. At this time, NO is reduced by supplying the reducing agent with the reducing agent supply device. X Can be selectively reduced.
  • NO in the desorption region X The amount of desorption is NO X NO over storage reduction catalyst X More selective reduction catalysts. Therefore, the exhaust purification device is NO X
  • the selective reduction catalyst When the selective reduction catalyst is provided, the effect of the present invention becomes remarkable. That is, NO X In the selective reduction catalyst, NO is released in the desorption region.
  • X In the present invention because X The effect of suppressing the emission of is remarkable.
  • Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof will not be repeated here.
  • the above embodiments can be combined as appropriate.
  • the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
  • said embodiment is an illustration and does not limit invention. Further, in the embodiment, changes included in the scope of claims are intended.

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Abstract

内燃機関の排気浄化装置は、機関排気通路内に配置され、流入する排気ガスの空燃比がリーンの時には排気ガス中に含まれるＮＯXを吸収し、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収したＮＯXを放出し、更にＮＯXを選択的に還元する機能を有するＮＯX選択還元触媒と、ＮＯX選択還元触媒に燃料を供給する燃料添加弁とを備える。ＮＯX選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンの領域のうち理論空燃比の近傍の領域の場合に、燃料添加弁により燃料をＮＯX選択還元触媒に供給してＮＯXを選択的に還元する。

Description

内燃機関の排気浄化装置
　本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
　ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関の排気ガスには、例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃燃料（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）または粒子状物質（ＰＭ：パティキュレート）などの成分が含まれている。内燃機関には、これらの成分を浄化するために排気浄化装置が取り付けられる。
　特許第２７８３０４号公報には、窒素酸化物を除去する装置として、排気ガスの空燃比がリーンの時に排気ガスに含まれるＮＯＸを吸収し、排気ガスの空燃比が理論空燃比以下の時に吸収したＮＯＸを放出するＮＯＸ吸収放出材を備える排気浄化装置が開示されている。この装置では、ＮＯＸを放出して処理する時に排気ガスの空燃比を理論空燃比以下にするようにし、さらに、ＮＯＸ吸収放出材の温度を上昇させることによりＮＯＸの浄化率を向上させることが開示されている。
　特開２００７−１５４７６４号公報には、ＳＯＸトラップ触媒、ＮＯＸ吸蔵還元触媒を担持したパティキュレートフィルタおよびＮＯＸ吸蔵還元触媒からなる後処理装置と、後処理装置に後処理用燃料を供給するための燃料供給弁とを、機関排気通路内に配置した内燃機関の排気浄化装置が開示されている。この装置においては、いずれかの触媒の劣化度合が予め定められた劣化度合を越えたときには、劣化度合の最も低い触媒に排気ガスの浄化作用を行わせることが開示されている。
　排気ガスに含まれるＮＯＸは、還元することにより浄化することができる。機関本体の排気ガスに含まれるＮＯＸを浄化するために、機関排気通路内にＮＯＸを選択的に還元できる選択還元触媒が配置される場合がある。選択的還元触媒が配置されている排気浄化装置は、選択還元触媒が低温の時には機関本体から排出されるＮＯＸを一時的に選択還元触媒に蓄えておくことができる。また、所定の温度領域で選択還元触媒に還元剤を供給することにより機関本体から排出されるＮＯＸを選択的に還元することができる。
　また、機関本体の排気ガスに含まれるＮＯＸを浄化するために、機関排気通路内に三元触媒が配置される場合がある。三元触媒の温度が活性化温度以上であり、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチのときには、三元触媒にてＮＯＸの還元を行うことができる。
　ところで、選択還元触媒は、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに、所定の温度領域よりも高くなるとＮＯＸを選択的に還元する能力が小さくなる。すなわち、選択還元触媒のＮＯＸの浄化率が低くなる場合があった。さらに、選択還元触媒は、流入する排気ガスの空燃比がリーンの領域うち、理論空燃比の近傍の空燃比の領域では、ＮＯＸの浄化率が低くなる場合があった。このように、選択還元触媒は、所定の運転領域においてＮＯＸの浄化率が小さくなるという問題があった。
　本発明は、窒素酸化物の浄化能力の低下を抑制す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。
　本発明の第１の内燃機関の排気浄化装置は、機関排気通路内に配置され、流入する排気ガスの空燃比がリーンの時には排気ガス中に含まれるＮＯＸを吸収し、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収したＮＯＸを放出し、更にＮＯＸを選択的に還元する機能を有するＮＯＸ還元触媒と、ＮＯＸ還元触媒に還元剤を供給する還元剤供給装置とを備える。ＮＯＸ還元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンの領域のうち理論空燃比の近傍の領域の場合に、還元剤供給装置により還元剤をＮＯＸ還元触媒に供給してＮＯＸを選択的に還元する。この構成により、上記の理論空燃比の近傍の領域において、窒素酸化物の浄化能力の低下を抑制することができる。
　上記発明においては、機関排気通路内のＮＯＸ還元触媒の下流に配置されている三元触媒を備え、還元剤供給装置は、ＮＯＸ還元触媒の上流側の機関排気通路に燃料を供給する燃料添加弁を含む。機関本体の燃焼室にて噴射する燃料を増量することにより、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比以下に下げる場合に、ＮＯＸ還元触媒に流入する排気ガスの空燃比が上記の近傍の領域内であるときに、燃料添加弁から燃料を供給してＮＯＸ還元触媒にてＮＯＸを選択的に還元することができる。
　本発明の第２の内燃機関の排気浄化装置は、機関排気通路内に配置され、流入する排気ガスの空燃比がリーンの時には排気ガス中に含まれるＮＯＸを吸収し、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収したＮＯＸを放出し、更にＮＯＸを選択的に還元する機能を有するＮＯＸ還元触媒と、ＮＯＸ還元触媒の下流に配置されている三元触媒と、ＮＯＸ還元触媒に還元剤を供給する還元剤供給装置と、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を小さくする空燃比低下装置とを備える。内燃機関の運転領域のうち、ＮＯＸ還元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであり、ＮＯＸ還元触媒では温度上昇に伴って選択還元によるＮＯＸ浄化率が徐々に減少し、かつ、三元触媒では温度上昇に伴ってＮＯＸ浄化率が徐々に増加する特定の運転領域を有する。この特定の運転領域において、ＮＯＸ還元触媒のＮＯＸ浄化率が予め定められた判定値よりも小さくなったときには、還元剤供給装置により還元剤をＮＯＸ還元触媒に供給してＮＯＸの選択還元を行うと共に、空燃比低下装置により三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチにしてＮＯＸの還元を行う。この構成により、窒素酸化物の浄化能力の低下を抑制することができる。
　上記発明においては、ＮＯＸ還元触媒の温度を上昇させる昇温装置と、ＮＯＸ還元触媒のＮＯＸの吸収量を検出する吸収量検出装置とを備える。ＮＯＸ還元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンの場合に、ＮＯＸ還元触媒の温度が選択的な還元を行うための低温側の判定値よりも低く、かつ、ＮＯＸ還元触媒のＮＯＸの吸収量が許容値以上であるときには、昇温装置によりＮＯＸ還元触媒を昇温した後に、還元剤供給装置により還元剤をＮＯＸ還元触媒に供給してＮＯＸを選択的に還元することができる。
　上記発明においては、ＮＯＸ還元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンの場合に、ＮＯＸ還元触媒の温度が選択的な還元を行うための高温側の判定値よりも高いときには、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチにして三元触媒においてＮＯＸを還元することができる。
　図１は、実施の形態における内燃機関の概略図である。
　図２は、ＮＯＸ選択還元触媒の拡大概略断面図である。
　図３は、実施の形態１におけるＮＯＸ選択還元触媒および三元触媒の特性を説明するグラフである。
　図４は、実施の形態１における排気浄化装置の運転領域を説明するグラフである。
　図５は、実施の形態１における排気浄化装置の制御を説明する第１のフローチャートである。
　図６は、実施の形態１における排気浄化装置の制御を説明する第２のフローチャートである。
　図７は、ＮＯＸ選択還元触媒におけるＮＯＸ吸着量と吸着速度との関係を説明するグラフである。
　図８は、機関回転数および燃焼室での燃料の噴射量を関数にする単位時間当たりに機関本体から排出されるＮＯＸ量のマップである。
　図９は、ＮＯＸ選択還元触媒の床温およびＮＯＸ選択還元触媒に流入するＮＯＸ量を関数にする単位時間当たりに吸着されるＮＯＸ量のマップである。
　図１０は、通常運転時における噴射パターンの説明図である。
　図１１は、燃焼室においてアフター噴射を行う時の噴射パターンの説明図である。
　図１２は、実施の形態１における排気浄化装置のＮＯＸ浄化率を説明するグラフである。
　図１３は、ＮＯＸ吸蔵還元触媒の拡大概略断面図である。
　図１４は、燃焼室においてポスト噴射を行う時の噴射パターンの説明図である。
　図１５は、ＮＯＸ選択還元触媒における排気ガスの空燃比とＮＯＸの脱離との関係を説明するグラフである。
　図１６は、実施の形態２における内燃機関の排気浄化装置の第１の運転例を説明するグラフである。
　図１７は、実施の形態２における排気浄化装置の第１の運転例の制御を説明するフローチャートである。
　図１８は、実施の形態２における排気浄化装置の第２の運転例を説明するタイムチャートである。
参照符号の一覧表
１…機関本体
２…燃焼室
３…燃料噴射弁
１３，１４…燃料添加弁
１７…選択還元触媒
１８…三元触媒
２６…温度センサ
２７…温度センサ
２８…空燃比センサ
３０…電子制御ユニット
　実施の形態１
　図１から図１４を参照して、実施の形態１における内燃機関の排気浄化装置について説明する。
　図１に、本実施の形態における内燃機関の全体図を示す。本実施の形態においては、圧縮着火式のディーゼルエンジンを例に取り上げて説明する。内燃機関は、機関本体１を備える。また、内燃機関は、排気浄化装置を備える。機関本体１は、各気筒としての燃焼室２と、それぞれの燃焼室２に燃料を噴射するための電子制御式の燃料噴射弁３と、吸気マニホールド４と、排気マニホールド５とを含む。
　吸気マニホールド４は、吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結されている。コンプレッサ７ａの入口は、吸入空気量検出器８を介してエアクリーナ９に連結されている。吸気ダクト６内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁１０が配置されている。更に、吸気ダクト６の周りには、吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１１が配置されている。図１に示される実施例では、機関冷却水が冷却装置１１に導かれている。機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
　一方、排気マニホールド５は、排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｂの入口に連結されている。排気タービン７ｂの出口は、排気浄化装置に連結されている。排気浄化装置は、機関本体１から排出される排気ガスを浄化することができる装置である。
　本実施の形態における排気浄化装置は、ＮＯＸ還元触媒としてのＮＯＸ選択還元触媒（ＳＣＲ）１７を含む。ＮＯＸ選択還元触媒１７は、還元剤を供給することによりＮＯＸを選択的に還元することができる。ＮＯＸ選択還元触媒１７は、排気管１２を介して排気タービン７ｂの出口に連結されている。また、本実施の形態における排気浄化装置は、三元触媒１８を含む。三元触媒１８は、機関排気通路において、ＮＯＸ選択還元触媒１７の下流側に配置されている。三元触媒１８は、ＣＯおよびＨＣを酸化し、さらにＮＯＸを還元することができる。
　ＮＯＸ選択還元触媒１７の上流の機関排気通路には、即ち排気管１２には、ＮＯＸ選択還元触媒１７に還元剤を供給するための還元剤供給装置として、燃料添加弁１３が配置されている。本実施の形態においては、機関本体１の燃料を還元剤として用いている。燃料添加弁１３は、燃料を供給したり停止したりする燃料供給作用を有するように形成されている。本実施の形態における燃料添加弁１３は、燃料を噴射するように形成されている。
　三元触媒１８の上流側の機関排気通路には、空燃比低下装置としての燃料添加弁１４が配置されている。ここで、本発明では、機関吸気通路、燃焼室、または機関排気通路に供給された排気ガスの空気および燃料（炭化水素）の比を排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）と称する。燃料添加弁１４は、燃料を機関排気通路に供給することにより、三元触媒１８に流入する排気ガスの空燃比を小さくすることができる。本実施の形態における燃料添加弁１４は、機関本体１の燃料を噴射するように形成されている。
　排気マニホールド５と吸気マニホールド４との間には、排気ガス再循環（ＥＧＲ）を行うためにＥＧＲ通路１８が配置されている。ＥＧＲ通路１８には電子制御式のＥＧＲ制御弁１９が配置されている。また、ＥＧＲ通路１８の周りにはＥＧＲ通路１８内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２０が配置されている。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置２０内に導かれている。機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。
　それぞれの燃料噴射弁３は、燃料供給管２１を介してコモンレール２２に連結されている。コモンレール２２は、電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２３を介して燃料タンク２４に連結されている。燃料タンク２４に貯蔵される燃料は、燃料ポンプ２３によってコモンレール２２内に供給される。コモンレール２２内に供給された燃料は、それぞれの燃料供給管２１を介して燃料噴射弁３に供給される。
　電子制御ユニット３０は、デジタルコンピュータからなる。本実施の形態における電子制御ユニット３０は、排気浄化装置の制御装置として機能する。電子制御ユニット３０は、双方性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を含む。
　ＮＯＸ選択還元触媒１７の下流には、ＮＯＸ選択還元触媒１７の温度を検出するための温度検出装置として、温度センサ２６が配置されている。三元触媒１８の下流には、三元触媒１８の温度を検出するための温度検出装置として、温度センサ２７が配置されている。ＮＯＸ選択還元触媒１７の上流には、ＮＯＸ選択還元触媒１７に流入する排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ２８が配置されている。これらの温度センサ２６，２７および空燃比センサ２８の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。
　吸入空気量検出器８の出力信号は、対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。アクセルペダル４０には、アクセルペダル４０の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１が接続されている。負荷センサ４１の出力電圧は、対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４２が接続されている。クランク角センサ４２の出力により、機関本体の回転数を検出することができる。
　一方、出力ポート３６は、対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁１０の駆動用ステップモータ、ＥＧＲ制御弁１９および燃料ポンプ２３に接続されている。さらに、出力ポート３６は、対応する駆動回路３８を介して燃料添加弁１３，１４に接続されている。本実施の形態における燃料添加弁１３，１４は、電子制御ユニット３０により制御されている。
　図２は、本実施の形態におけるＮＯＸ選択還元触媒の拡大概略断面図である。本実施の形態におけるＮＯＸ選択還元触媒１７は、還元剤としてのＨＣを供給することによりＮＯＸを選択的に還元する。ＮＯＸ選択還元触媒１７は、ＮＯＸの還元反応を促進する触媒金属４８を含む。本実施の形態における触媒金属４８は銀（Ａｇ）により形成されている。触媒金属としては、この形態に限られず、ＮＯＸを選択的に還元できる金属であれば構わない。触媒金属としては、たとえば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）等の貴金属、または銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）等の卑金属を用いることができる。
　ＮＯＸ選択還元触媒は、触媒金属４８を保持するための触媒担体４９を含む。本実施の形態における触媒担体４９は、基体の表面に形成されている。触媒担体４９は、たとえば、ゼオライトまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等の多孔質の物質から形成されている。
　ＮＯＸ選択還元触媒は、所定の温度領域において、適量のＨＣ等の還元剤の存在下でＮＯＸを選択的に還元する機能を有する。ＮＯＸは、還元されることによりＮ２とＯ２に分解される。さらに、排気ガスの空燃比がリーンのときに、所定の温度領域において、選択還元触媒の触媒金属４８にはＮＯＸが吸着される。ＮＯＸは、たとえば、硝酸銀の形態で触媒金属に吸着される。ＮＯＸが吸着される温度領域は、概してＮＯＸが選択還元される温度領域よりも低い領域である。また、ＮＯＸ選択還元触媒は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチになると吸着していたＮＯＸを放出する。
　三元触媒は、触媒金属として、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）およびロジウム（Ｒｈ）などの貴金属を含む。貴金属は、酸化アルミニウム等の触媒担体に支持されている。触媒担体は、たとえば、ハニカム状に成形したコージェライト等の基体の表面に形成されている。三元触媒は、流入する排気ガスの空燃比をほぼ理論空燃比にすることにより、ＨＣ、ＣＯおよびＮＯＸの３成分を高効率で浄化する。三元触媒は、流入する排気の空燃比が理論空燃比より高くなるとＮＯＸの還元能力が低下する。すなわち、流入する排気ガスの空燃比がリーンになるとＮＯＸ浄化率が低下する。
　図３に、本実施の形態におけるＮＯＸ選択還元触媒および三元触媒のＮＯＸの浄化率を説明するグラフを示す。上側の２つのグラフは、ＮＯＸ選択還元触媒の特性を示している。一番下のグラフは、三元触媒の特性を示している。ＮＯＸ選択還元触媒のグラフは、流入する排気ガスの空燃比がリーンの状態のときの特性を示している。三元触媒のグラフは、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチのときの特性を示している。
　ここで、本発明においては、ＮＯＸの浄化とは、排気ガス中からＮＯＸを除去することを示し、ＮＯＸの吸収およびＮＯＸの還元の両方の意味を含む。また、本発明において、吸収とは、物理的な吸着、化学的な吸着、吸蔵および付着を含む。
　ＮＯＸ選択還元触媒は、床温が低いときには、触媒金属によりＮＯＸを吸着することができる。運転領域のうち領域Ａは、吸着によりＮＯＸの浄化を行う領域である。本実施の形態においては、吸着によるＮＯＸの浄化率が選択還元によるＮＯＸの浄化率がよりも高い領域では、吸着によるＮＯＸの浄化を行う。温度ＴＡは、選択還元によるＮＯＸの浄化率と吸着によるＮＯＸの浄化率とが同じになるときの床温である。領域Ａは、ＮＯＸ選択還元触媒の床温が温度ＴＡ未満の運転領域である。
　運転領域のうち領域Ｂは、ＮＯＸ選択還元触媒において、ＮＯＸの選択還元を行う領域である。本実施の形態においては、領域Ｂとして、選択還元によるＮＯＸの浄化率が吸着によるＮＯＸの浄化率以上になる領域を選定している。領域Ｂは、ＮＯＸ選択還元触媒の床温が温度ＴＡ以上かつ温度ＴＢ以下の領域である。領域Ｂの低温側の温度の判定値は温度ＴＡであり、高温側の温度の判定値は温度ＴＢである。選択還元によるＮＯＸ浄化率は、温度ＴＢに近づくにつれて徐々に低下する。図１を参照して、本実施の形態においては、燃料添加弁１３から還元剤としての燃料を供給することにより、ＮＯＸの選択的な還元を行うことができる。
　選択還元を行う領域Ｂの範囲については、上記に限られず、任意の温度範囲を選定することができる。たとえば、判定値としての低温側の温度ＴＡは、吸着によるＮＯＸの浄化率が所定の値まで降下した温度を採用しても構わない。
　ところで、ＮＯＸ選択還元触媒の床温が上昇すると、触媒金属に吸着していたＮＯＸが脱離する。ＮＯＸ選択還元触媒からＮＯＸが脱離する床温は、選択還元によるＮＯＸ浄化率が小さくなる領域内にある。この温度領域では、ＮＯＸ選択還元触媒の選択還元機能が低下するとともに、ＮＯＸの脱離率が大きくなる。
　一方で、三元触媒は、ＮＯＸを浄化するための活性化温度を有する。活性化温度から温度が高くなるにつれて、ＮＯＸの浄化率が徐々に高くなり、所定の温度で浄化率が一定になる。本実施の形態においては、活性化温度よりも高く、所定のＮＯＸ浄化率を達成できる温度ＴＣ以上の運転領域を領域Ｃとしている。領域Ｃでは、三元触媒にてＮＯＸの還元を効率的に行うことができる。領域Ｃの選定、即ち温度ＴＣの選定は、この形態に限られず、三元触媒によりＮＯＸの還元を行うことができる任意の領域を選択することができる。
　図４に、本実施の形態における排気浄化装置の運転領域を説明するグラフを示す。図４は、ＮＯＸ選択還元触媒または三元触媒のそれぞれの触媒の床温と、それぞれの触媒に流入する排気ガスの空燃比との関係を模式的に示したグラフを示す。横軸がそれぞれの触媒の床温である。縦軸がそれぞれの触媒に流入する排気ガスの空燃比である。
　運転領域は、領域Ａ、領域Ｂおよび領域Ｃの他にも領域Ｄおよび領域Ｅが画定される。領域Ｄは、三元触媒に流入する排ガスの空燃比がリーンの状態であり、三元触媒の床温が温度ＴＣ以上の領域である。領域Ｅは、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチの状態であり、温度ＴＣよりも低温の領域である。
　図１を参照して、本実施の形態の内燃機関は、通常の運転時には、機関本体１から排出される排気ガスの空燃比はリーンである。また、本実施の形態においては、ＮＯＸ選択還元触媒１７の床温と三元触媒１８の床温とは、ほぼ同じになる。内燃機関の運転領域が、領域Ａおよび領域Ｂでは、主にＮＯＸ選択還元触媒でＮＯＸの浄化を行なう。領域Ｃ、領域Ｄおよび領域Ｅでは、主に三元触媒にてＮＯＸの浄化を行なう。
　図５および図６に、本実施の形態における排気浄化装置の制御を説明するフローチャートを示す。図６は、ＮＯＸ選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチの時の制御を説明するフローチャートである。
　はじめに、ステップ１００において、機関本体１から排出される排気ガスの空燃比が、理論空燃比より大きいか否かを判別する。すなわち、ＮＯＸ選択還元触媒１７に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるか否かを判別する。本実施の形態においては、空燃比センサ２８によりＮＯＸ選択還元触媒１７に流入する排気ガスの空燃比を検出する。
　ステップ１００において、排気ガスの空燃比がリーンの場合には、ステップ１０１に移行する。ステップ１０１においては、ＮＯＸ選択還元触媒の床温が、温度ＴＡ以上温度ＴＢ以下の範囲内であるか否かを判別する。すなわち、排気浄化装置の運転状態が領域Ｂの範囲内にあるか否かが判別される。本実施の形態においては、ＮＯＸ選択還元触媒の下流に配置されている温度センサ２６によりＮＯＸ選択還元触媒１７の床温を検出する。
　ステップ１０１において、ＮＯＸ選択還元触媒の床温が、温度ＴＡ以上温度ＴＢ以下の範囲内にない場合には、ステップ１０５に移行する。ステップ１０５においては、三元触媒１８の床温が温度ＴＣ以上であるか否かが判別される。すなわち、排気浄化装置の運転状態が領域Ｄの範囲内にあるか否かが判別される。本実施の形態においては、三元触媒１８の下流に配置されている温度センサ２７により三元触媒１８の床温を検出する。
　三元触媒の床温が、温度ＴＣ未満の場合には、排気浄化装置の運転状態が領域Ａにあると判別されて、ステップ１０７に移行する。このように、本実施形態においては、ＮＯＸ選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンの場合に、運転状態が領域Ａ、領域Ｂまたは領域Ｃのいずれかの領域にあるかが判別される。
　ステップ１０１において、ＮＯＸ選択還元触媒の床温が、温度ＴＡ以上温度ＴＢ以下の範囲内にあると判別された場合にはステップ１０２に移行する。運転状態は、領域Ｂの範囲内である。ステップ１０２においては、燃料添加弁１３から燃料を供給することにより、ＮＯＸ選択還元触媒１７においてＮＯＸの選択還元を行なう。
　次に、ステップ１０３において、ＮＯＸ選択還元触媒の浄化率が予め定められた判定値ＲＸ未満であるか否かを判別する。図３を参照して、本実施の形態においては、この判定値として浄化率ＲＸを採用している。温度ＴＤは、ＮＯＸ浄化率がＲＸになるときの床温である。本実施の形態においては、ＮＯＸ選択還元触媒の床温が温度ＴＤよりも大きいか否かが判別される。ステップ１０３において、ＮＯＸの浄化率がＲＸ以上の場合には、選択還元による浄化が十分であると判断されて、この制御を終了する。ＮＯＸの浄化率がＲＸ未満の場合には、ステップ１０４に移行する。即ち、ＮＯＸ選択還元触媒の床温が温度ＴＤより大きい場合には、ステップ１０４に移行する。
　ステップ１０４においては、三元触媒の床温が、温度ＴＣ以上か否かが判別される。三元触媒の床温が、温度ＴＣ未満である場合には、この制御を終了する。このように、図４を参照して、排気浄化装置が、領域Ｂのうち領域Ｄと重ならない領域にて運転を行っている場合には、ＮＯＸの選択還元を行なうことによりＮＯＸを浄化する。
　図５を参照して、ステップ１０４において、三元触媒の床温が温度ＴＣ以上であると判別された場合には、ステップ１０６に移行する。図４を参照して、排気浄化装置が領域Ｂと領域Ｄとが重なりあう領域にて運転を行っている場合には、ステップ１０６に移行する。ステップ１０６においては、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を下げる制御を行う。
　本実施の形態においては、図１を参照して、三元触媒１８の上流側に配置されている燃料添加弁１４から燃料を供給することにより、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比に制御する。図４において矢印９１に示すように、運転状態は、領域Ｂと領域Ｄとが重なり合う領域から領域Ｃに移行する。三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比に制御することにより、三元触媒においてもＮＯＸの浄化を行なうことができる。
　図３を参照して、領域Ｂのうち温度が高い領域では、選択還元によるＮＯＸの浄化率が低下する。さらに、ＮＯＸ選択還元触媒からのＮＯＸの脱離が生じ得る。このため、上流側のＮＯＸ選択還元触媒のみによるＮＯＸの浄化では浄化率が低くなる。しかしながら、三元触媒の床温が温度ＴＣ以上である場合には、排気ガスの空燃比を理論空燃比にすることにより、三元触媒においてもＮＯＸを浄化することができる。このように、領域Ｂと領域Ｄとが重なり合う領域については、上流側のＮＯＸ選択還元触媒および下流側の三元触媒の両方でＮＯＸを還元することにより、ＮＯＸの浄化率を高くすることができる。
　次に、図５を参照して、ステップ１０５において、三元触媒の床温が、温度ＴＣ以上の場合には、ステップ１０６に移行する。ステップ１０６においては、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比に制御することにより、ＮＯＸの浄化を三元触媒にて行なう。図４を参照して、排気浄化装置が、領域Ｄのうち領域Ｂと重ならない領域にて運転を行っている場合には、三元触媒にてＮＯＸの浄化を行う。
　本実施の形態のステップ１０６においては、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比になるように制御を行っているが、この形態に限られず、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチになるように制御を行なっても構わない。しかし、三元触媒は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比の条件下で、ＣＯ、ＨＣおよびＮＯＸの浄化率が高くなるために、理論空燃比に制御することが好ましい。
　ステップ１０５において、三元触媒の床温が、温度ＴＣ未満の場合には、ステップ１０７に移行する。図４に示す運転状態が領域Ａの場合には、ＮＯＸ選択還元触媒にてＮＯＸを吸着することによりＮＯＸの浄化を行なう。ところで、ＮＯＸ選択還元触媒は、ＮＯＸ吸着量が多いために、ＮＯＸの吸着率が小さくなっている場合がある。ステップ１０７においては、ＮＯＸ選択還元触媒に吸着しているＮＯＸ吸着量が予め定められた許容値以上であるかを判別する。
　図７に、ＮＯＸ選択還元触媒におけるＮＯＸ吸着量と吸着率との関係を説明するグラフを示す。ＮＯＸ吸着量が増加すると、ＮＯＸの吸着率が減少することが分かる。本実施の形態においては、ＮＯＸの吸着速度が所定の値まで遅くなる吸着率ＲＹの点を、ステップ１０７におけるＮＯＸ吸着量の許容値としている。本実施の形態における排気浄化装置は、ＮＯＸ選択還元触媒のＮＯＸ吸収量を検出する吸収量検出装置を備える。次に、本実施の形態における吸収量検出装置について説明する。
　図８に、本実施の形態における単位時間当たりに機関本体から排出されるＮＯＸ量のマップを示す。たとえば、機関回転数Ｎと燃焼室２に噴射する燃料の噴射量ＴＡＱとを関数にする単位時間あたりのＮＯＸの放出量ＮＯＸＡのマップを予め作成する。このマップを、たとえば、電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２に内蔵する。本実施の形態においては、機関本体１から排出されるＮＯＸ量とＮＯＸ選択還元触媒に流入するＮＯＸ量とは等しくなる。このマップにより、運転状態に応じて算出される単位時間あたりにＮＯＸ選択還元触媒に流入するＮＯＸ量を算出することができる。次に、ＮＯＸ選択還元触媒に流入するＮＯＸ量からＮＯＸ吸着量を算出する。
　図９に、本実施の形態における単位時間当たりにＮＯＸ選択還元触媒に吸着されるＮＯＸ吸着量のマップを示す。たとえば、ＮＯＸ選択還元触媒の床温ＴＳＣＲと、ＮＯＸ選択還元触媒に流入するＮＯＸ量ＮＯＸＡを関数にする単位時間あたりのＮＯＸ吸着量ＮＯＸＢのマップを予め作成する。このマップを、たとえば、電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２に内蔵する。このマップにより、運転状態に応じて算出される単位時間当たりのＮＯＸ吸着量を算出することができる。単位時間当たりのＮＯＸ吸着量を積算することにより、任意の時刻において、ＮＯＸ選択還元触媒に吸着されているＮＯＸ量を算出することができる。
　ＮＯＸの吸収量を検出する吸収量検出装置としては、この形態に限られず、任意の構成によりＮＯＸの吸収量を検出することができる。例えば、ＮＯＸ選択還元触媒の上流側および下流側にＮＯＸセンサを配置する。単位時間当たりにＮＯＸ選択還元触媒に流入するＮＯＸ量と、単位時間当たりにＮＯＸ選択還元触媒から流出するＮＯＸ量とを検出する。これらのＮＯＸセンサの出力の差により、単位時間当たりにＮＯＸ選択還元触媒に吸収されたＮＯＸ量を算出しても構わない。
　図５を参照して、ステップ１０７において、ＮＯＸ吸着量が許容値未満の場合には、この制御を終了する。すなわち、図４の領域Ａにおいて、ＮＯＸの吸着可能量が所定値より大きい場合には、ＮＯＸ選択還元触媒の吸着によりＮＯＸの浄化を行なう。ステップ１０７において、ＮＯＸ吸着量が許容値以上の場合にはステップ１０８に移行する。
　ステップ１０８においては、ＮＯＸ選択還元触媒を領域Ａから領域Ｂまで昇温する。すなわち、ＮＯＸの選択還元により十分なＮＯＸの浄化率を得ることができる温度域まで、ＮＯＸ選択還元触媒を昇温する。図３を参照して、たとえば、ＮＯＸ選択還元触媒の床温が温度ＴＡ以上温度ＴＤ以下の範囲内になるまで昇温する。
　本実施の形態における排気浄化装置は、ＮＯＸ選択還元触媒の温度を上昇させるための昇温装置を含む。本実施の形態における昇温装置は、機関本体１の燃料噴射弁３と電子制御ユニット３０とを含む。機関本体１の燃焼室２における噴射パターンを変更することにより、機関本体１から排出される排気ガスの温度を上昇させる。排気ガスの温度を上昇させることによりＮＯＸ選択還元触媒１７を昇温する。ここで、燃焼室における噴射パターンの変更について説明する。
　図１０に、本実施の形態における内燃機関の通常運転時における燃料の噴射パターンを示す。噴射パターンＡは、通常運転時における燃料の噴射パターンである。通常運転時においては、略圧縮上死点ＴＤＣで主噴射ＦＭが行なわれる。クランク角が略０°において主噴射ＦＭが行なわれる。また、主噴射ＦＭの燃焼を安定化させるために、主噴射ＦＭの前にパイロット噴射ＦＰが行なわれる。パイロット噴射ＦＰは、例えば、クランク角が圧縮上死点ＴＤＣの前の略１０°から略４０°の範囲において行なわれる。通常運転時においては、噴射パターンＢに示すように、パイロット噴射ＦＰが行なわれずに主噴射ＦＭのみが行なわれていても構わない。本実施の形態においては、パイロット噴射ＦＰが行なわれる噴射パターンを例に取り上げて説明する。通常運転において噴射パターンＡで運転されているときには、機関本体から排出される排気ガスの空燃比はリーンである。
　図１１に、機関本体から排出される排気ガスを昇温するときの噴射パターンを示す。噴射パターンＣにおいては、主噴射ＦＭの噴射時期が圧縮上死点ＴＤＣから遅れている。すなわち、主噴射ＦＭの噴射時期を遅角させている。主噴射ＦＭの噴射時期の遅角に伴って、パイロット噴射ＦＰの噴射時期も遅角させている。主噴射ＦＭの噴射時期を遅角させることにより、排気ガスの温度を上昇させることができる。
　更に、主噴射ＦＭの後に、補助噴射としてのアフター噴射ＦＡを行っている。アフター噴射ＦＡは、主噴射の後の燃焼可能な時期に行なわれる。アフター噴射ＦＡは、例えば圧縮上死点後のクランク角が略４０°までの範囲で行なわれる。例えば、圧縮上死点後のクランク角が略２０°から略３０°の範囲において行なわれる。アフター噴射ＦＡを行なうことにより、後燃え期間が長くなるために、排気ガスの温度を上昇させることができる。このように、燃焼室における噴射パターンを変更することにより機関本体から排出される排気ガスを昇温することができる。ＮＯＸ選択還元触媒の温度を上昇させるための昇温装置としては、この形態に限られず、ＮＯＸ還元触媒の温度を上昇させることができる任意の装置を採用することができる。
　図５を参照して、ステップ１０８において、ＮＯＸ選択還元触媒を領域Ｂまで昇温した後に、ステップ１０９に移行する。ステップ１０９においては、ＮＯＸ選択還元触媒の上流側の燃料添加弁１３から燃料を添加することにより、ＮＯＸの選択還元を行なう。このように、図４に示す領域Ｂにて選択還元を行なうことにより、ＮＯＸの浄化を行う。
　本実施の形態においては、排気浄化装置が領域Ａにて運転を行っている場合に、ＮＯＸ吸着量が許容値以上になったときには、ＮＯＸ選択還元触媒にてＮＯＸの還元を行っているが、この形態に限られず、三元触媒にて還元を行っても構わない。たとえば、三元触媒の温度を上昇させて活性化温度以上にする。さらに、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチにすることにより、三元触媒にてＮＯＸの還元を行うことができる。このときに、ＮＯＸ選択還元触媒の温度がＮＯＸ放出温度以上になった場合には、ＮＯＸ選択還元触媒に吸着されているＮＯＸが放出される。放出されたＮＯＸは、機関本体から排出されるＮＯＸと共に、三元触媒にて還元することができる。
　図５のステップ１００において、ＮＯＸ選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチの場合には、図６のステップ１１１に移行する。ステップ１１１においては、三元触媒の床温が温度ＴＣ以上であるか否かを判別する。三元触媒の床温が温度ＴＣ以上である場合には、既に三元触媒によるＮＯＸの還元が可能であるために、この制御を終了する。図４を参照して、排気浄化装置が領域Ｃにて運転を行っている場合には、三元触媒においてＮＯＸの浄化が可能である。このため、領域Ｃにおける運転を継続する。このときに、三元触媒の床温が十分に高くないために、十分に活性化されていない場合には、三元触媒を昇温しても構わない。三元触媒の昇温は、たとえば、ＮＯＸ選択還元触媒の昇温と同様に、燃焼室における噴射パターンを変更することにより行なうことができる。
　ステップ１１１において、三元触媒の床温が温度ＴＣ未満である場合には、ステップ１１２に移行する。ステップ１１２においては、三元触媒を温度ＴＣ以上に昇温する。図４を参照して、排気浄化装置が領域Ｅにて運転を行っている場合には領域Ｃに移行させる。三元触媒の温度を上昇させて、三元触媒にてＮＯＸの還元を行う。
　図１２に、本実施の形態における排気浄化装置のＮＯＸの浄化率を説明するグラフを示す。横軸がそれぞれの触媒の床温である。縦軸が排気浄化装置全体の浄化率である。本実施の形態における排気浄化装置は、領域Ｂおよび領域Ｃが重なり合う領域において、ＮＯＸ選択還元触媒におけるＮＯＸの浄化に加えて、三元触媒においてＮＯＸの浄化を行なうために、ＮＯＸの高い浄化率を得ることができる。
　本実施の形態においては、ＮＯＸ還元触媒として、ＨＣを供給することによりＮＯＸを選択的に還元できるＮＯＸ選択還元触媒を例に挙げて説明したが、この形態に限られず、ＮＯＸ還元触媒は、流入する排気ガスの空燃比がリーンの時には排気ガス中に含まれるＮＯＸを吸収し、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収したＮＯＸを放出し、更にＮＯＸを選択的に還元する機能を有する触媒であれば構わない。　たとえば、ＮＯＸ還元触媒は、ＮＯＸ吸蔵還元触媒を含んでいても構わない。
　図１３に、ＮＯＸ吸蔵還元触媒の拡大概略断面図を示す。ＮＯＸ吸蔵還元触媒は、基体上に例えばアルミナからなる触媒担体４５が形成されている。触媒担体４５の表面上には貴金属４６が分散して担持されている。触媒担体４５の表面上にはＮＯＸ吸収剤４７の層が形成されている。貴金属４６は、例えば白金（Ｐｔ）を含む。ＮＯＸ吸収剤４７を構成する成分は、例えばカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、セシウム（Ｃｓ）のようなアルカリ金属、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）のようなアルカリ土類、または、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）のような希土類から選ばれた少なくとも一つが用いられている。
　ＮＯＸ吸蔵還元触媒は、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ＮＯが貴金属４６上において酸化されてＮＯ２になる。ＮＯ２は、硝酸イオンＮＯ３ −の形でＮＯＸ吸収剤４７内に吸蔵される。これに対して、排気ガスの空燃比がリッチのとき或いは理論空燃比のときには、ＮＯＸ吸収剤４７内の硝酸イオンＮＯ３ −がＮＯ２の形でＮＯＸ吸収剤４７から放出される。放出されたＮＯＸは、排気ガスに含まれる未燃炭化水素や一酸化炭素によってＮ２に還元される。
　ＮＯＸ吸蔵還元触媒は、選択還元を生じさせる貴金属が担持されているために、還元剤を供給することにより、ＮＯＸを選択的に還元することができる。特に、ＮＯＸ吸蔵還元触媒が劣化したときにも、選択的にＮＯＸを還元する機能が残存する。このように、ＮＯＸ吸蔵還元触媒は、選択的にＮＯＸを還元する機能を有しているために、ＮＯＸ還元触媒が、ＮＯＸ吸蔵還元触媒を含む装置に対しても、本発明を適用することができる。
　本実施の形態においては、ＮＯＸ選択還元触媒に還元剤を供給する還元剤供給装置として、燃料添加弁が配置されている。還元剤供給装置は、この形態に限られず、ＮＯＸ選択還元触媒に還元剤を供給できれば構わない。たとえば、還元剤供給手段は、機関本体１の燃料噴射弁３を含む。燃焼室における噴射パターンの変更により、ＮＯＸ選択還元触媒に未燃燃料を供給しても構わない。
　図１４に、ＮＯＸ選択還元触媒に未燃燃料を供給するときの噴射パターンを示す。噴射パターンＤは、主噴射ＦＭの後にポスト噴射ＦＰＯを行なっている。ポスト噴射ＦＰＯは、燃焼室において燃料が燃焼しない噴射である。ポスト噴射ＦＰＯは、アフター噴射と同様に補助噴射である。アフター噴射が機関出力に影響を与える一方で、ポスト噴射は機関出力に寄与しない特徴を有する。ポスト噴射ＦＰＯは、例えば、圧縮上死点後のクランク角が略９０°から略１２０°の範囲内において行われる。燃焼室において、ポスト噴射を行うことによりＮＯＸ選択還元触媒に未燃燃料を供給することができる。
　また、本実施の形態においては、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を小さくする空燃比低下装置として、燃料添加弁が配置されている。空燃比低下装置は、この形態に限られず、三元触媒に流入する空燃比を下げることができるように形成されていれば構わない。
　たとえば、空燃比低下装置は、ＮＯＸ選択還元触媒の上流側に配置されている燃料添加弁を含んでいても構わない。ＮＯＸ選択還元触媒の上流側から未燃燃料を供給することにより、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を小さくしても構わない。または、燃焼室においてポスト噴射を噴射することにより、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を小さくしても構わない。しかしながら、ＮＯＸ選択還元触媒に多量の未燃燃料を供給すると、ＨＣ被毒が生じて、ＮＯＸ選択還元触媒の浄化率が低下する場合がある。このために、燃料を添加する装置は、ＮＯＸ選択還元触媒の下流側に配置されていることが好ましい。
　また、三元触媒の上流側の機関排気通路に、酸素を供給するための酸素添加弁が配置されていても構わない。たとえば、機関排気通路内に空気を供給するための空気供給弁が配置されていても構わない。三元触媒は、理論空燃比の近傍で優れた酸化性能および還元性能を発揮するように設計されている。このため、ＮＯＸ選択還元触媒から流出する排気ガスの空燃比が深いリッチの場合には、空気供給弁から空気を供給することにより、空燃比を理論空燃比に近づけることができる。この結果、三元触媒にて優れた浄化を行うことができる。
　実施の形態２
　図１および図１５から図１８を参照して、実施の形態２における内燃機関の排気浄化装置について説明する。本実施の形態における内燃機関の排気浄化装置の構成は、実施の形態１における排気浄化装置と同様である。図１を参照して、機関排気通路内にＮＯＸ選択還元触媒１７が配置され、ＮＯＸ選択還元触媒１７の下流に三元触媒１８が配置されている。
　図１５に、ＮＯＸ選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比と、ＮＯＸ選択還元触媒から脱離するＮＯＸ量との関係を説明するグラフを示す。発明者らは、流入する排気ガスの空燃比がリーンの領域のうち理論空燃比の近傍のスライトリーン領域では、吸収されていたＮＯＸが脱離するために、ＮＯＸ浄化率が低下することを見出した。理論空燃比の近傍の領域では、酸素濃度が低下するに伴って徐々にＮＯＸが脱離する。本発明においては、理論空燃比に隣接するリーンの領域であって、吸収されていたＮＯＸが脱離する領域を脱離領域という。脱離領域は、例えば、触媒に流入する排気ガスの空燃比が１４．７（理論空燃比）より大きく略１８以下である。
　図１を参照して、本実施の形態においては、ＮＯＸ選択還元触媒が脱離領域にて運転を行っているときには、ＮＯＸ選択還元触媒１７の上流に配置されている燃料添加弁１３により、ＮＯＸ選択還元触媒に還元剤を供給して、脱離したＮＯＸを選択的に還元する。
　図１６に、本実施の形態における第１の運転例を説明するグラフを示す。第１の運転例においては、領域Ａにて運転を行っているときに、ＮＯＸ選択還元触媒に吸着しているＮＯＸ量が予め定められた許容値を超えている。このときに、ＮＯＸ選択還元触媒からＮＯＸを放出させると共に、放出させたＮＯＸを還元する制御を行う。本実施の形態においては、矢印９２に示すように、排気浄化装置の運転状態を、領域Ａから領域Ｃに移行させる制御を行う。
　ＮＯＸ選択触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチにすることにより、ＮＯＸ選択還元触媒に吸収されているＮＯＸが排出される。本実施の形態においては、ＮＯＸ選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比をリーンからリッチに移行することによりＮＯＸが放出される。また、三元触媒１８の温度を活性化温度以上にすることにより、放出されたＮＯＸを三元触媒により浄化する。即ち領域Ａから領域Ｃに移行することにより、ＮＯＸ選択還元触媒からのＮＯＸの放出と三元触媒におけるＮＯＸの還元とを行う。
　図１を参照して、本実施の形態においては、機関本体１における燃焼室２においてアフター噴射（図１１参照）を行なう。さらに、機関吸気通路のスロットル弁１０を絞ることにより、燃焼室２に流入する空気量を減少させる燃焼リッチ制御を行う。スロットル弁１０の開度を小さくすることにより、燃焼室２から排出される排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチにすることができる。ＮＯＸ選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチにすることにより、ＮＯＸを放出させることができる。本実施の形態においては、燃焼室から排出される排気ガスの空燃比をリッチにしている。
　また、燃焼室においてアフター噴射を行うことにより、排気ガスの温度が上昇して、三元触媒を活性化温度以上にすることができる。このため、三元触媒において、ＮＯＸ選択還元触媒から放出されたＮＯＸの還元を行うことができる。
　アフター噴射の燃料の少なくとも一部は、燃焼室において燃焼される。燃料の少なくとも一部が燃焼することにより、排気ガスに含まれる軽質の未燃炭化水素（ＨＣ）やＣＯ等が増加する。機関排気通路に軽質な未燃炭化水素（ＨＣ）またはＣＯ等を還元剤として供給することができる。軽質な未燃炭化水素やＣＯ等は、還元性に優れているために、還元剤として好ましい。
　図１６を参照して、燃焼室においてアフター噴射を行い、さらに、スロットル弁を絞って排気ガスの空燃比を調整する燃焼リッチ制御を行う場合には、除々に排気ガスの空燃比が小さくなる。このため、ＮＯＸ選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比が脱離領域内になる期間が存在する。本実施の形態においては、脱離領域においてＮＯＸ選択還元触媒に還元剤を供給することにより、ＮＯＸ選択還元触媒から脱離するＮＯＸの選択還元を行なう。
　図１７に、本実施の形態における内燃機関の排気浄化装置の制御のフローチャートを示す。ステップ２０１において、燃焼室において燃焼リッチ制御を行っているか否かが判別される。ステップ２０１において、燃焼リッチ制御の期間中の場合にはステップ２０２に移行する。ステップ２０２においては、排気ガスの空燃比が脱離領域内にあるか否かが判別される。ステップ２０２においては、ＮＯＸ選択還元触媒１７に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比より大きいか否かが判別される。さらに、ＮＯＸ選択還元触媒１７に流入する排気ガスの空燃比が予め定められた判定値以下であるか否かが判別される。この判定値は、たとえば、脱離領域の空燃比が大きい側の端の値を用いることができる。
　ステップ２０２において、ＮＯＸ選択還元触媒１７に流入する排気ガスの空燃比が脱離領域の範囲内にない場合には、この制御を終了する。ＮＯＸ選択還元触媒１７に流入する排気ガスの空燃比が脱離領域の範囲内である場合には、ステップ２０３に移行する。
　ステップ２０３においては、ＮＯＸ選択還元触媒１７に還元剤を供給する。本実施の形態においては、燃料添加弁１３から燃料を噴射する。本実施の形態においては、燃焼室２においてアフター噴射を行なっているために、機関本体１から排出される排気ガスの温度が上昇している。このため、ＮＯＸ選択還元触媒１７の温度を、選択還元が可能な温度まで上昇することができる。燃料添加弁１３から燃料を噴射することにより、ＮＯＸ選択還元触媒から脱離するＮＯＸを還元することができる。
　燃料添加弁から燃料を供給することにより、短時間でＮＯＸを還元できる運転状態に移行することができる。たとえば、燃焼パターンの変更等は、排気ガスの空燃比が比較的ゆっくりした速度で変化する。これに対して、燃料添加弁の噴射の応答性は高い。排気ガスの空燃比が脱離領域内に存在する時間が短い場合や脱離するＮＯＸが僅かな場合でも、ＮＯＸを確実に還元することができる。
　ステップ２０３が終了したらステップ２０１に移行する。ステップ２０１において、燃焼リッチの制御中でない場合にはこの制御を終了する。
　本実施の形態においては、燃焼リッチ制御を行っている期間中に脱離領域を通過する運転を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、任意の運転を行なっている場合に、ＮＯＸ還元触媒に流入する排気ガスの空燃比が脱離領域内になったときに、本発明を適用することができる。特に、排気浄化装置が脱離領域内にて運転する時間が長い場合に、本発明は顕著な効果を奏する。
　本実施の形態においては、ＮＯＸ選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比を下げるために、燃焼室においてアフター噴射を行っているが、この形態に限られず、ポスト噴射を行っても構わない。このように、燃焼室において噴射する燃料を増量することにより、ＮＯＸ選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比を下げることができる。
　図１８に、本実施の形態における第２の運転例を説明するタイムチャートを示す。第２の運転例においては、ＮＯＸ選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比が暫らくの期間、脱離領域の範囲内になるときの運転例である。第２の運転例においては、内燃機関が配置された車両が加速するときの例である。
　車両は、時刻ｔ１まで、一定の車速で走行している。車両は、時刻ｔ１から時刻ｔ４まで加速している。ＮＯＸ選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比は、時刻ｔ１から時刻ｔ４まで小さくなる。このときに、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間は、排気ガスの空燃比が脱離領域内の値になっている。
　図１を参照して、ＮＯＸ選択還元触媒１７に流入する排気ガスの空燃比は、空燃比センサ２８により検出することができる。排気浄化装置は、ＮＯＸ選択還元触媒１７に流入する排気ガスの空燃比が脱離領域内の値になったことを検出する。この場合に、ＮＯＸ選択還元触媒１７の上流側の燃料添加弁１３から燃料を供給することにより、脱離するＮＯＸを還元することができる。本実施の形態においては、ＮＯＸ選択還元触媒に流入する排気ガスの空燃比が脱離領域内の値になっている期間の間、連続的に燃料添加弁から燃料を供給している。燃料添加弁からＮＯＸ選択還元触媒に燃料を供給する場合には、間欠的に燃料を供給しても構わない。
　比較例は、ＮＯＸ選択還元触媒に還元剤を供給しない例である。比較例では、排気ガスの空燃比が脱離領域内になるときに、ＮＯＸ選択還元触媒から排出されるＮＯＸ量が多くなっている。これに対して、排気ガスの空燃比が脱離領域内になるときに、ＮＯＸ選択還元触媒に還元剤を供給することにより、ＮＯＸ選択還元触媒から排出されるＮＯＸ量を少なくすることができる。
　本実施の形態においては、脱離領域において排出されるＮＯＸを、ＮＯＸ選択還元触媒内で選択還元することによりＮＯＸの浄化を行っているが、この形態に限られず、ＮＯＸ選択還元触媒の下流側に、ＮＯＸ選択還元触媒から排出されるＮＯＸを浄化する装置を配置しても構わない。
　また、本実施の形態においては、ＮＯＸ還元触媒としてＮＯＸ選択還元触媒が配置されているが、この形態に限られず、ＮＯＸ還元触媒は流入する排気ガスの空燃比がリーンの時には排気ガス中に含まれるＮＯＸを吸収し、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収したＮＯＸを放出し、更にＮＯＸを選択的に還元する機能を有する触媒であれば構わない。
　例えば、ＮＯＸ還元触媒は、ＮＯＸ吸蔵還元触媒を含むことができる。ＮＯＸ吸蔵還元触媒においても、ＮＯＸがＮＯＸ吸収剤に吸蔵されると共に触媒金属に吸着される。このために、流入する排気ガスの空燃比が脱離領域内にある場合には、ＮＯＸの脱離が発現する。このときに、還元剤供給装置により還元剤を供給することにより、ＮＯＸを選択的に還元することができる。
　ＮＯＸ吸蔵還元触媒においては、ＮＯＸが主にＮＯＸ吸収剤に吸蔵される。このために、脱離領域におけるＮＯＸの脱離量は、ＮＯＸ吸蔵還元触媒よりもＮＯＸ選択還元触媒が多くなる。このため、排気浄化装置がＮＯＸ選択還元触媒を備える場合には、本発明の効果が顕著になる。すなわち、ＮＯＸ選択還元触媒では、脱離領域においてＮＯＸが脱離し易いために、本発明のＮＯＸの排出を抑制する効果が顕著になる。
　その他の構成、作用および効果については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。
　上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、請求の範囲に含まれる変更が意図されている。

Claims (5)

  1. 機関排気通路内に配置され、流入する排気ガスの空燃比がリーンの時には排気ガス中に含まれるＮＯＸを吸収し、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収したＮＯＸを放出し、更にＮＯＸを選択的に還元する機能を有するＮＯＸ還元触媒と、ＮＯＸ還元触媒に還元剤を供給する還元剤供給装置とを備え、
    　ＮＯＸ還元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンの領域のうち理論空燃比の近傍の領域の場合に、還元剤供給装置により還元剤をＮＯＸ還元触媒に供給してＮＯＸを選択的に還元することを特徴とする、内燃機関の排気浄化装置。
  2. 機関排気通路内のＮＯＸ還元触媒の下流に配置されている三元触媒を備え、
    　還元剤供給装置は、ＮＯＸ還元触媒の上流側の機関排気通路に燃料を供給する燃料添加弁を含み、
    　機関本体の燃焼室にて噴射する燃料を増量することにより、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比以下に下げる場合に、ＮＯＸ還元触媒に流入する排気ガスの空燃比が前記近傍の領域内であるときに、燃料添加弁から燃料を供給してＮＯＸ還元触媒にてＮＯＸを選択的に還元することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  3. 機関排気通路内に配置され、流入する排気ガスの空燃比がリーンの時には排気ガス中に含まれるＮＯＸを吸収し、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収したＮＯＸを放出し、更にＮＯＸを選択的に還元する機能を有するＮＯＸ還元触媒と、ＮＯＸ還元触媒の下流に配置されている三元触媒と、ＮＯＸ還元触媒に還元剤を供給する還元剤供給装置と、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を小さくする空燃比低下装置とを備え、
    　内燃機関の運転領域のうち、ＮＯＸ還元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであり、ＮＯＸ還元触媒では温度上昇に伴って選択還元によるＮＯＸ浄化率が徐々に減少し、かつ、三元触媒では温度上昇に伴ってＮＯＸ浄化率が徐々に増加する運転領域において、ＮＯＸ還元触媒のＮＯＸ浄化率が予め定められた判定値よりも小さくなったときには、還元剤供給装置により還元剤をＮＯＸ還元触媒に供給してＮＯＸの選択還元を行うと共に、空燃比低下装置により三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチにしてＮＯＸの還元を行うことを特徴とする、内燃機関の排気浄化装置。
  4. ＮＯＸ還元触媒の温度を上昇させる昇温装置と、
    　ＮＯＸ還元触媒のＮＯＸの吸収量を検出する吸収量検出装置とを備え、
    　ＮＯＸ還元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンの場合に、ＮＯＸ還元触媒の温度が選択的な還元を行うための低温側の判定値よりも低く、かつ、ＮＯＸ還元触媒のＮＯＸの吸収量が許容値以上であるときには、昇温装置によりＮＯＸ還元触媒を昇温した後に、還元剤供給装置により還元剤をＮＯＸ還元触媒に供給してＮＯＸを選択的に還元することを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  5. ＮＯＸ還元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンの場合に、ＮＯＸ還元触媒の温度が選択的な還元を行うための高温側の判定値よりも高いときには、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチにして三元触媒においてＮＯＸを還元することを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013011255A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Honda Motor Co Ltd 排気浄化システム
WO2015159698A1 (ja) * 2014-04-18 2015-10-22 株式会社アツミテック 排ガス浄化システム、触媒、及び排ガス浄化方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101905566B1 (ko) * 2016-11-16 2018-10-08 현대자동차 주식회사 배기가스 정화장치
KR102563441B1 (ko) * 2018-11-12 2023-08-03 현대자동차 주식회사 배출 가스 정화 장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0278304A (ja) 1988-09-14 1990-03-19 Hitachi Ltd マイクロ波ｖｃｏ
JPH06123218A (ja) * 1992-10-07 1994-05-06 Mitsubishi Motors Corp 排気ガス浄化装置
JP2000265833A (ja) * 1999-03-16 2000-09-26 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JP2000310111A (ja) * 1999-04-27 2000-11-07 Isuzu Motors Ltd 排ガス中のＮＯｘを浄化するための触媒装置
JP2004346798A (ja) * 2003-05-21 2004-12-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP2007154764A (ja) 2005-12-05 2007-06-21 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2008261266A (ja) * 2007-04-11 2008-10-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2097609C (en) * 1991-10-03 1999-03-16 Shinichi Takeshima Device for purifying exhaust of internal combustion engine
DE69730539T2 (de) * 1996-06-10 2005-06-23 Hitachi, Ltd. Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine und Katalysator zum Reinigen des Abgases einer Brennkraftmaschine
US6128899A (en) * 1998-04-17 2000-10-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system for internal combustion engine
JP3285002B2 (ja) * 1999-02-19 2002-05-27 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型内燃機関
DE19909933A1 (de) * 1999-03-06 2000-09-07 Daimler Chrysler Ag Abgasreinigungsanlage mit interner Ammoniakerzeugung zur Stickoxidreduktion und Betriebsverfahren hierfür
US6269633B1 (en) * 2000-03-08 2001-08-07 Ford Global Technologies, Inc. Emission control system
JP3835140B2 (ja) * 2000-08-30 2006-10-18 日産自動車株式会社 エンジンの空燃比制御装置
US6993899B2 (en) * 2001-06-20 2006-02-07 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling catalyst storage capacity
JP3918706B2 (ja) * 2002-10-04 2007-05-23 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の触媒劣化検出装置
US20080072575A1 (en) * 2006-09-21 2008-03-27 Eaton Corporation Catalyst to improve low temperature deNOx activity in a reformer-LNT exhaust aftertreatment system
JP4485564B2 (ja) * 2007-11-07 2010-06-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0278304A (ja) 1988-09-14 1990-03-19 Hitachi Ltd マイクロ波ｖｃｏ
JPH06123218A (ja) * 1992-10-07 1994-05-06 Mitsubishi Motors Corp 排気ガス浄化装置
JP2000265833A (ja) * 1999-03-16 2000-09-26 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JP2000310111A (ja) * 1999-04-27 2000-11-07 Isuzu Motors Ltd 排ガス中のＮＯｘを浄化するための触媒装置
JP2004346798A (ja) * 2003-05-21 2004-12-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP2007154764A (ja) 2005-12-05 2007-06-21 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2008261266A (ja) * 2007-04-11 2008-10-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2410146A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013011255A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Honda Motor Co Ltd 排気浄化システム
WO2015159698A1 (ja) * 2014-04-18 2015-10-22 株式会社アツミテック 排ガス浄化システム、触媒、及び排ガス浄化方法

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