JP2018178955A - Exhaust emission control device - Google Patents

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正 内山
Tadashi Uchiyama
正 内山
藤井　謙治
Kenji Fujii
謙治 藤井
直人 村澤
Naoto Murasawa
直人 村澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device capable of reducing a situation that NOx is not completely purified in a NOx selective reduction type catalyst caused by discharge of NOx in NOx occlusion reduction type catalysts.SOLUTION: An exhaust emission control device includes an exhaust pipe in which an exhaust gas generated in an internal combustion engine flows, a NOx selective reduction-type catalyst disposed in the exhaust pipe for purifying nitrogen oxygen in the exhaust gas, a plurality of NOx occlusion reduction-type catalysts disposed at an upstream side in the exhaust pipe with respect to the NOx selective reduction type catalyst in an exhausting direction of exhaust gas flow, and occluding nitrogen oxide in the exhaust gas, a cooling portion for cooling one or more downstream NOx occlusion reduction-type catalyst excluding the NOx occlusion reduction-type catalyst positioned at a most upstream side in the exhaust direction among the plurality of NOx occlusion reduction-type catalysts by cooling an outer periphery of the exhaust pipe, and a control portion for controlling the cooling portion so that the downstream NOx occlusion reduction type catalysts are cooled according to a temperature in the exhaust pipe.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を有する排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust purification system having a NOx storage reduction catalyst.

従来、内燃機関における排気浄化装置に設けられ、排気ガスに含まれる窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という）を浄化処理するＮＯｘ吸蔵還元型触媒が知られている（例えば、特許文献１参照）。ＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、低温時においてＮＯｘを吸蔵する性質を有する。そのため、ＮＯｘ選択還元型触媒とともにＮＯｘ吸蔵還元型触媒を排気浄化装置に用いた場合、ＮＯｘ選択還元型触媒が非活性化領域となる温度に排気浄化装置の温度が下がっても、当該排気浄化装置における排気浄化処理を効果的に行うことができる。   Conventionally, a NOx storage reduction type catalyst is known which is provided in an exhaust gas purification apparatus in an internal combustion engine and purifies nitrogen oxides (hereinafter referred to as "NOx") contained in exhaust gas (for example, see Patent Document 1) . The NOx storage reduction catalyst has the property of storing NOx at low temperatures. Therefore, when the NOx storage reduction type catalyst is used in the exhaust gas purification apparatus together with the NOx selective reduction type catalyst, the exhaust gas purification apparatus even if the temperature of the exhaust gas purification apparatus falls to a temperature at which the NOx selective reduction type catalyst becomes a deactivating region. The exhaust purification process can be performed effectively.

特開２０１１−１１１９２４号公報JP, 2011-111924, A

しかしながら、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒においては、温度が所定温度以上になると吸蔵したＮＯｘを吐き出してしまう。そのため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒により吐き出されたＮＯｘが多い場合、ＮＯｘ選択還元型触媒により浄化処理する際において、ＮＯｘを浄化処理しきれなくなるおそれがあった。   However, in the NOx storage reduction type catalyst, when the temperature reaches a predetermined temperature or more, the stored NOx is discharged. Therefore, when there is a large amount of NOx discharged by the NOx storage reduction type catalyst, there is a possibility that the purification processing of NOx can not be completed when the purification processing is performed by the NOx selective reduction type catalyst.

本発明の目的は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒におけるＮＯｘ吐き出しに起因してＮＯｘ選択還元型触媒においてＮＯｘを浄化処理しきれなくなることを低減することが可能な排気浄化装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus capable of reducing the possibility that NOx can not be purified and processed in a NOx selective reduction type catalyst due to NOx emission in the NOx storage reduction type catalyst.

本発明に係る排気浄化装置は、
内燃機関で生じた排気ガスが流れる排気管と、
前記排気管内に配置され、前記排気ガス中の窒素酸化物を浄化処理するＮＯｘ選択還元型触媒と、
前記排気ガスが流れる排気方向において前記ＮＯｘ選択還元型触媒よりも前記排気管内の上流側に配置され、前記排気ガス中の窒素酸化物を吸蔵する複数のＮＯｘ吸蔵還元型触媒と、
前記排気管の外周を冷却することにより、前記複数のＮＯｘ吸蔵還元型触媒のうち、前記排気方向における最上流側に位置するＮＯｘ吸蔵還元型触媒以外の、１つ以上の下流ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を冷却する冷却部と、
前記排気管内の温度に応じて、前記下流ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を冷却するように前記冷却部を制御する制御部と、
を備える。 The exhaust gas purification apparatus according to the present invention is
An exhaust pipe through which exhaust gas produced by an internal combustion engine flows;
A NOx selective reduction catalyst disposed in the exhaust pipe and purifying nitrogen oxides in the exhaust gas;
A plurality of NOx storage reduction catalysts which are disposed upstream of the NOx selective reduction catalyst in the exhaust gas flow direction upstream of the exhaust pipe and which store nitrogen oxides in the exhaust gas;
By cooling the outer periphery of the exhaust pipe, one or more downstream NOx storage reduction catalysts other than the NOx storage reduction catalyst positioned on the most upstream side in the exhaust direction among the plurality of NOx storage reduction catalysts A cooling unit for cooling the
A control unit configured to control the cooling unit to cool the downstream NOx storage reduction catalyst according to a temperature in the exhaust pipe;
Equipped with

本発明によれば、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒におけるＮＯｘ吐き出しに起因してＮＯｘ選択還元型触媒においてＮＯｘを浄化処理しきれなくなることを低減することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the fact that NOx can not be purified and processed in the NOx selective reduction type catalyst due to the NOx discharge in the NOx storage reduction type catalyst.

本実施の形態に係る排気浄化装置が適用された内燃機関の排気系を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the exhaust system of the internal combustion engine to which the exhaust gas purification device which concerns on this Embodiment is applied. 排気管の排気方向の位置に対する温度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the temperature with respect to the position of the exhaust direction of an exhaust pipe. 温度に対するＮＯｘ量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the NOx amount with respect to temperature. 排気浄化装置における冷却制御の動作例の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of operation example of cooling control in an exhaust gas purification device.

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る排気浄化装置１００が適用された内燃機関１の排気系を示す概略構成図である。   Hereinafter, the present embodiment will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration view showing an exhaust system of an internal combustion engine 1 to which an exhaust gas control apparatus 100 according to the present embodiment is applied.

図１に示すように、内燃機関１は、車両Ｖに搭載される、例えばディーゼルエンジンであり、内燃機関１で生じた排気ガスを大気中に導くための排気浄化装置１００が設けられている。排気浄化装置１００は、排気ガスが流れる排気管１１０と、第１温度検出部１２０と、第２温度検出部１３０と、冷却部１４０と、制御部３００とを備えている。   As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 is, for example, a diesel engine mounted on a vehicle V, and is provided with an exhaust gas purification device 100 for introducing the exhaust gas generated by the internal combustion engine 1 into the atmosphere. The exhaust gas control apparatus 100 includes an exhaust pipe 110 through which exhaust gas flows, a first temperature detection unit 120, a second temperature detection unit 130, a cooling unit 140, and a control unit 300.

排気管１１０には、排気ガスが流れる方向（図示左から右へ向かう方向、以下、「排気方向」という）の上流側から順に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０、ＤＰＦ（ディーゼル・パーティキュレート・フィルタ）２２０、ＮＯｘ選択還元型触媒２３０等が設けられている。   In the exhaust pipe 110, a NOx storage reduction catalyst 210, a DPF (diesel particulate filter) are arranged in order from the upstream side of the direction in which the exhaust gas flows (direction from left to right in the figure, hereinafter referred to as "exhaust direction"). 220, a NOx selective reduction catalyst 230 and the like are provided.

ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０は、ＮＯｘ選択還元型触媒２３０とともに排気ガス中のＮＯｘを浄化処理する機能を有し、排気管１１０内に複数設けられている。具体的には、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０は、第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１と、第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２とを有する。   The NOx storage reduction catalyst 210 has a function of purifying NOx in the exhaust gas together with the NOx selective reduction catalyst 230, and a plurality of the NOx storage reduction catalyst 210 are provided in the exhaust pipe 110. Specifically, the NOx storage reduction catalyst 210 has a first NOx storage reduction catalyst 211 and a second NOx storage reduction catalyst 212.

ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０は、例えば、ＮＯｘ選択還元型触媒２３０が非活性化領域となる温度のような低温時において、排気ガスに含まれるＮＯｘを吸蔵する性質を有する。   The NOx storage reduction catalyst 210 has a property of storing NOx contained in the exhaust gas at a low temperature such as a temperature at which the NOx selective reduction catalyst 230 is in a non-activated region, for example.

そのため、ＮＯｘ選択還元型触媒２３０が非活性化領域となる温度に排気浄化装置１００の温度が下がった場合、排気浄化装置１００においてはＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０によりＮＯｘを吸蔵できるため、排気浄化処理を効果的に行うことができる。   Therefore, when the temperature of the exhaust gas control device 100 falls to a temperature at which the NOx selective reduction type catalyst 230 is in the non-activation region, NOx can be stored by the NOx storage reduction type catalyst 210 in the exhaust gas control device 100. Can be done effectively.

しかしながら、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０においては、温度が所定温度以上になると吸蔵したＮＯｘを吐き出してしまう。そのため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０により吐き出されたＮＯｘ量が多い場合、ＮＯｘ選択還元型触媒２３０により浄化処理する際においてＮＯｘを浄化処理しきれなくなるおそれがあった。   However, in the NOx storage reduction type catalyst 210, the stored NOx is discharged when the temperature reaches a predetermined temperature or more. Therefore, when the amount of NOx discharged by the NOx storage reduction type catalyst 210 is large, there is a possibility that the purification processing of NOx can not be completed at the time of purification processing by the NOx selective reduction type catalyst 230.

そこで、本実施の形態における複数のＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０は、排気管１１０内において、排気方向においてそれぞれが間隔をあけて配置されている。これにより、例えば、隣り合うＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０が互いに接触して配置されるような構成と比較して、排気方向において隣り合うＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０同士による熱伝導が行われにくくなる。   Therefore, in the exhaust pipe 110, the plurality of NOx storage reduction catalysts 210 according to the present embodiment are disposed at intervals in the exhaust direction. As a result, for example, heat conduction between the NOx storage reduction catalysts 210 adjacent to each other in the exhaust direction is less likely to occur as compared with a configuration in which the adjacent NOx storage reduction catalysts 210 are disposed in contact with each other.

そして、図２における実線Ｌ１のように、排気管１１０内では、熱勾配が形成されている。具体的には、排気管１１０内の排気方向の位置が内燃機関１から離れる、つまり、排気方向の上流側に向かうにつれ温度が低くなる。図２における横軸である「排気方向の位置」は、排気管１１０内の排気方向の位置であり、左側が上流側を示し、右側が下流側を示している。   Then, as indicated by a solid line L1 in FIG. 2, a thermal gradient is formed in the exhaust pipe 110. Specifically, the temperature decreases as the position in the exhaust direction in the exhaust pipe 110 moves away from the internal combustion engine 1, that is, as it goes upstream in the exhaust direction. The “position in the exhaust direction”, which is the horizontal axis in FIG. 2, is the position in the exhaust direction in the exhaust pipe 110, the left side indicates the upstream side, and the right side indicates the downstream side.

このことを考慮すると、各ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０の温度は、隣り合うＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０同士による熱伝導が行われにくいため、排気管１１０内の排気方向の位置に応じてそれぞれ異なることとなる。具体的には、排気方向の下流側に位置するＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０ほど、温度が低くなっている。   Taking this into consideration, the temperature of each NOx storage reduction catalyst 210 is different depending on the position in the exhaust direction in the exhaust pipe 110 because heat conduction by the adjacent NOx storage reduction catalysts 210 is difficult to be performed. It becomes. Specifically, the temperature of the NOx storage-reduction catalyst 210 located downstream in the exhaust direction is lower.

そのため、例えば、排気方向の最上流側に位置する第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１の温度が所定温度以上になったとしても、当該第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１よりも下流側に位置する第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２の温度が所定温度に達しない場合が起こり得る。   Therefore, for example, even if the temperature of the first NOx storage reduction catalyst 211 positioned on the most upstream side in the exhaust direction becomes equal to or higher than the predetermined temperature, the second NOx storage positioned downstream of the first NOx storage reduction catalyst 211 The temperature of the reduced catalyst 212 may not reach a predetermined temperature.

この場合、第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１のみがＮＯｘを吐き出すこととなる。つまり、排気管１１０の熱勾配を利用することにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０により吐き出されるＮＯｘ量を全体として低減させることができる。その結果、ＮＯｘ選択還元型触媒２３０により浄化処理する際においてＮＯｘを浄化処理しきれなくなることを低減することができる。   In this case, only the first NOx storage reduction type catalyst 211 discharges NOx. That is, by utilizing the thermal gradient of the exhaust pipe 110, the amount of NOx discharged by the NOx storage reduction catalyst 210 can be reduced as a whole. As a result, when purifying with the NOx selective reduction catalyst 230, it can be reduced that NOx can not be completely purified.

第１温度検出部１２０および第２温度検出部１３０は、排気管１１０の温度を検出する。第１温度検出部１２０は、排気方向における第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１よりも上流側に配置され、排気管１１０における第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１に対応する部分の温度を検出する。   The first temperature detection unit 120 and the second temperature detection unit 130 detect the temperature of the exhaust pipe 110. The first temperature detection unit 120 is disposed upstream of the first NOx storage reduction catalyst 211 in the exhaust direction, and detects the temperature of a portion of the exhaust pipe 110 corresponding to the first NOx storage reduction catalyst 211.

第２温度検出部１３０は、第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１と第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２との間に配置され、排気管１１０における第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２に対応する部分の温度を検出する。   The second temperature detection unit 130 is disposed between the first NOx storage reduction catalyst 211 and the second NOx storage reduction catalyst 212, and detects the temperature of the portion of the exhaust pipe 110 corresponding to the second NOx storage reduction catalyst 212. .

ところで、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０内に吸蔵できるＮＯｘ量は、排気管１１０内の温度によって変動する。図３に示すように、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０は、第１温度Ｔ１から第２温度Ｔ２までの範囲においてＮＯｘ量が、当該範囲外の温度時よりも急激に増大する。   By the way, the amount of NOx that can be stored in the NOx storage reduction catalyst 210 fluctuates depending on the temperature in the exhaust pipe 110. As shown in FIG. 3, in the NOx storage reduction type catalyst 210, the amount of NOx rapidly increases in the range from the first temperature T1 to the second temperature T2 as compared with the temperature outside the range.

そのため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０においてＮＯｘを吸蔵する場合、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０が位置する排気管１１０内の温度を、例えば第１温度Ｔ１から第２温度Ｔ２までの範囲内に維持することが好ましい。   Therefore, when NOx is stored in the NOx storage reduction catalyst 210, the temperature in the exhaust pipe 110 where the NOx storage reduction catalyst 210 is positioned is maintained, for example, within the range from the first temperature T1 to the second temperature T2. Is preferred.

しかしながら、排気管１１０内の温度は、排気ガスが流れることに起因して徐々に上昇していくので、それに伴い、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０が位置する部分の温度も上昇し、ひいては第２温度Ｔ２より大きくなってしまう。そのため、第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１および第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２により、ＮＯｘを吸蔵できなくなってしまうおそれがある。   However, the temperature in the exhaust pipe 110 gradually rises due to the flow of the exhaust gas, and accordingly, the temperature of the portion where the NOx storage reduction catalyst 210 is positioned also rises, and thus the second temperature It becomes bigger than T2. Therefore, there is a possibility that NOx can not be stored by the first NOx storage reduction type catalyst 211 and the second NOx storage reduction type catalyst 212.

そこで、本実施の形態では、冷却部１４０により、複数のＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０のうち、排気方向における最上流側に位置する第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１以外の第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２を冷却する。第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２は、本発明の「下流ＮＯｘ吸蔵還元型触媒」に対応する。   Therefore, in the present embodiment, of the plurality of NOx storage reduction catalysts 210, the second NOx storage reduction catalyst 212 other than the first NOx storage reduction catalyst 211, which is positioned on the most upstream side in the exhaust direction, is used. Cooling. The second NOx storage reduction catalyst 212 corresponds to the “downstream NOx storage reduction catalyst” in the present invention.

具体的に、冷却部１４０は、排気管１１０における、第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２に対応する部分の外周を冷却する。冷却部１４０は、タンク１４１と、管１４２と、バルブ１４３とを有する。タンク１４１内には、排気管１１０を冷却するための水等の流体が入っている。流体は、本発明の「冷却媒体」に対応する。   Specifically, the cooling unit 140 cools the outer periphery of the portion of the exhaust pipe 110 corresponding to the second NOx storage reduction catalyst 212. The cooling unit 140 includes a tank 141, a pipe 142, and a valve 143. The tank 141 contains a fluid such as water for cooling the exhaust pipe 110. The fluid corresponds to the "cooling medium" of the present invention.

管１４２は、タンク１４１に接続され、タンク１４１内の流体が流れる。また、排気管１１０における第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２に対応する部分の外周には、排気管１１０から膨出する膨出部１１１が設けられている。管１４２は、膨出部１１１内を通されており、膨出部１１１を介して排気管１１０に間接的に接触している。   The pipe 142 is connected to the tank 141, and the fluid in the tank 141 flows. Further, on the outer periphery of the portion of the exhaust pipe 110 corresponding to the second NOx storage reduction type catalyst 212, a bulging portion 111 that bulges from the exhaust pipe 110 is provided. The pipe 142 passes through the bulging portion 111 and indirectly contacts the exhaust pipe 110 via the bulging portion 111.

バルブ１４３は、管１４２に設けられ、管１４２内における流体の流れを開放または閉塞する。バルブ１４３が開放されると、管１４２にタンク１４１内の流体が流れる。流体が膨出部１１１の部分を通過することにより、排気管１１０の外周が冷却されるので、排気管１１０内における第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２に対応する部分の温度が上昇し過ぎることを抑制することができる。また、バルブ１４３が閉塞されると、管１４２に流体が流れなくなり、排気管１１０の外周が冷却されなくなる。   A valve 143 is provided in the tube 142 to open or close the flow of fluid in the tube 142. When the valve 143 is opened, the fluid in the tank 141 flows through the pipe 142. Since the outer periphery of the exhaust pipe 110 is cooled by the fluid passing through the portion of the bulging portion 111, the temperature of the portion of the exhaust pipe 110 corresponding to the second NOx storage reduction catalyst 212 is prevented from rising too much. can do. In addition, when the valve 143 is closed, the fluid does not flow in the pipe 142, and the outer periphery of the exhaust pipe 110 is not cooled.

ところで、バルブ１４３が常時開放されていると、排気管１１０の外周が流体により常時冷却されるので、第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２の温度が下がり過ぎてしまい、ひいては第１温度Ｔ１よりも下がってしまう。   By the way, when the valve 143 is always open, the outer periphery of the exhaust pipe 110 is always cooled by the fluid, so the temperature of the second NOx storage reduction type catalyst 212 falls too much, and consequently falls below the first temperature T1. I will.

そこで、本実施の形態では、制御部３００は、排気管１１０内の温度、つまり、第２温度検出部１３０の検出結果に応じて第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２に対応する排気管１１０の外周を冷却するように冷却部１４０を制御する。   Therefore, in the present embodiment, control unit 300 determines the outer circumference of exhaust pipe 110 corresponding to second NOx storage reduction type catalyst 212 according to the temperature in exhaust pipe 110, that is, the detection result of second temperature detection section 130. The cooling unit 140 is controlled to cool.

具体的には、制御部３００は、バルブ１４３が開放されているときに第２温度検出部１３０により検出された温度が第１温度Ｔ１以下になった場合、バルブ１４３を閉塞するように制御する。   Specifically, the control unit 300 controls the valve 143 to close when the temperature detected by the second temperature detection unit 130 becomes equal to or lower than the first temperature T1 when the valve 143 is opened. .

一方、制御部３００は、バルブ１４３が閉塞されているときに第２温度検出部１３０により検出された温度が第２温度Ｔ２以上になった場合、バルブ１４３を開放するように制御する。   On the other hand, when the temperature detected by the second temperature detection unit 130 becomes equal to or higher than the second temperature T2 when the valve 143 is closed, the control unit 300 controls the valve 143 to open.

このようにすることで、第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２の温度を第１温度Ｔ１から第２温度Ｔ２までの範囲内に維持することができる。そのため、第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１の温度上昇により第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１で吸蔵できなかったＮＯｘを第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２により吸蔵することができる。   By doing this, the temperature of the second NOx storage reduction catalyst 212 can be maintained in the range from the first temperature T1 to the second temperature T2. Therefore, the second NOx storage reduction type catalyst 212 can store the NOx that could not be stored by the first NOx storage reduction type catalyst 211 due to the temperature rise of the first NOx storage reduction type catalyst 211.

次に、排気浄化装置１００における冷却制御の動作例について説明する。図４は、排気浄化装置１００における冷却制御の動作例の一例を示すフローチャートである。図４における処理は、例えば、車両Ｖの走行中において、適宜実行される。   Next, an operation example of the cooling control in the exhaust gas control apparatus 100 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of operation of cooling control in the exhaust gas control apparatus 100. The processing in FIG. 4 is appropriately executed, for example, while the vehicle V is traveling.

図４に示すように、制御部３００は、バルブ１４３が開放されているか否かについて判定する（ステップＳ１０１）。判定の結果、バルブ１４３が開放されている場合（ステップＳ１０１、ＹＥＳ）、制御部３００は、第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２の温度が第１温度Ｔ１以下であるか否かについて判定する（ステップＳ１０２）。   As shown in FIG. 4, the control unit 300 determines whether the valve 143 is open (step S101). As a result of the determination, when the valve 143 is opened (YES in step S101), the control unit 300 determines whether the temperature of the second NOx storage reduction catalyst 212 is lower than or equal to the first temperature T1 (step S102). ).

判定の結果、第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２の温度が第１温度Ｔ１より大きい場合（ステップＳ１０２、ＮＯ）、処理はステップＳ１０６に遷移する。一方、第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２の温度が第１温度Ｔ１以下である場合（ステップＳ１０２、ＹＥＳ）、制御部３００は、バルブ１４３を閉塞する（ステップＳ１０３）。   As a result of the determination, when the temperature of the second NOx storage reduction type catalyst 212 is higher than the first temperature T1 (step S102, NO), the processing shifts to step S106. On the other hand, when the temperature of the second NOx storage reduction type catalyst 212 is lower than or equal to the first temperature T1 (YES in step S102), the control unit 300 closes the valve 143 (step S103).

ステップＳ１０１の判定に戻って、バルブ１４３が開放されていない場合（ステップＳ１０１、ＮＯ）、制御部３００は、第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２の温度が第２温度Ｔ２以上であるか否かについて判定する（ステップＳ１０４）。   Returning to the determination in step S101, when the valve 143 is not opened (NO in step S101), the control unit 300 determines whether the temperature of the second NOx storage reduction catalyst 212 is equal to or higher than the second temperature T2. (Step S104).

判定の結果、第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２の温度が第２温度Ｔ２未満である場合（ステップＳ１０４、ＮＯ）、処理はステップＳ１０６に遷移する。一方、第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２の温度が第２温度Ｔ２以上である場合（ステップＳ１０４、ＹＥＳ）、制御部３００は、バルブ１４３を開放する（ステップＳ１０５）。   As a result of the determination, if the temperature of the second NOx storage reduction type catalyst 212 is less than the second temperature T2 (step S104, NO), the process proceeds to step S106. On the other hand, when the temperature of the second NOx storage reduction type catalyst 212 is equal to or higher than the second temperature T2 (YES in step S104), the control unit 300 opens the valve 143 (step S105).

ステップＳ１０３およびステップＳ１０５の後、制御部３００は、エンジン１が停止したか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。判定の結果、エンジン１が停止していない場合（ステップＳ１０６、ＮＯ）、処理はステップＳ１０１に戻る。一方、エンジン１が停止した場合（ステップＳ１０６、ＹＥＳ）、本制御は終了する。   After steps S103 and S105, the control unit 300 determines whether or not the engine 1 has stopped (step S106). As a result of the determination, when the engine 1 is not stopped (step S106, NO), the process returns to step S101. On the other hand, when the engine 1 has stopped (step S106, YES), this control ends.

以上のように構成された本実施の形態によれば、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０におけるＮＯｘ吐き出しに起因してＮＯｘ選択還元型触媒２３０により浄化処理する際においてＮＯｘを浄化処理しきれなくなることを低減することができる。その結果、排気浄化装置１００における排気浄化処理を効果的に行うことができる。   According to the present embodiment configured as described above, it is possible to reduce the possibility that NOx can not be purified when purifying with the NOx selective reduction catalyst 230 due to NOx emission in the NOx storage reduction catalyst 210. can do. As a result, the exhaust gas purification process in the exhaust gas purification apparatus 100 can be performed effectively.

また、各ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０のそれぞれが間隔をあけて配置されているので、例えば、各ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０が接触して配置された構成と比較して、１つのＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０により還元処理が行われた際に生じる熱が、隣り合うＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０に伝わることを抑制することができる。   In addition, since each of the NOx storage reduction catalysts 210 is arranged at an interval, for example, compared to the configuration in which the NOx storage reduction catalysts 210 are arranged in contact, one NOx storage reduction type It can be suppressed that the heat generated when the reduction process is performed by the catalyst 210 is transferred to the adjacent NOx storage reduction catalyst 210.

そのため、１つのＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０における還元処理で発生する熱に起因して、当該ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０と隣り合うＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０に熱が伝わることを抑制することができる。   Therefore, it is possible to suppress heat transfer to the NOx storage reduction catalyst 210 adjacent to the NOx storage reduction catalyst 210 due to the heat generated in the reduction process of one NOx storage reduction catalyst 210.

また、本実施の形態によれば、第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２の温度を第１温度Ｔ１から第２温度Ｔ２までの範囲内に維持することができる。そのため、第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１の温度上昇により第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１１で吸蔵できなかったＮＯｘを第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１２により吸蔵することができる。   Further, according to the present embodiment, the temperature of the second NOx storage reduction catalyst 212 can be maintained in the range from the first temperature T1 to the second temperature T2. Therefore, the second NOx storage reduction type catalyst 212 can store the NOx that could not be stored by the first NOx storage reduction type catalyst 211 due to the temperature rise of the first NOx storage reduction type catalyst 211.

なお、上記実施の形態では、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０を２つ設けた構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、３つ以上設けられていても良い。この場合、排気方向における最上流側に位置するＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０以外の、１つ以上のＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０が冷却部１４０により冷却されるようにすれば良い。ただし、排気管１１０の熱勾配を考慮すれば、複数のＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０のうち、最下流側に位置するＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０を冷却するようにすることが好ましい。   Although the configuration in which two NOx storage reduction catalysts 210 are provided is illustrated in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and three or more may be provided. In this case, one or more NOx storage reduction catalysts 210 other than the NOx storage reduction catalyst 210 located on the most upstream side in the exhaust direction may be cooled by the cooling unit 140. However, in consideration of the thermal gradient of the exhaust pipe 110, it is preferable to cool the NOx storage reduction catalyst 210 located on the most downstream side among the plurality of NOx storage reduction catalysts 210.

また、上記実施の形態では、第２温度検出部１３０の検出結果に基づいて、冷却部１４０の制御を行っていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１温度検出部１２０の検出結果に基づいて冷却部１４０の制御を行っても良いし、第１温度検出部１２０および第２温度検出部１３０の両方の検出結果に基づいて冷却部１４０の制御を行っても良い。また、制御部３００等により、排気管１１０内の温度を演算により算出し、その算出結果に基づいて、冷却部１４０の制御を行っても良い。   Further, in the above embodiment, the cooling unit 140 is controlled based on the detection result of the second temperature detection unit 130, but the present invention is not limited to this. For example, the cooling unit 140 may be controlled based on the detection result of the first temperature detection unit 120, or the cooling unit 140 may be controlled based on the detection results of both the first temperature detection unit 120 and the second temperature detection unit 130. You may control it. Further, the temperature in the exhaust pipe 110 may be calculated by the control unit 300 or the like, and the cooling unit 140 may be controlled based on the calculation result.

また、上記実施の形態では、管１４２が膨出部１１１を介して排気管１１０に間接的に接触していたが、本発明はこれに限定されず、直接的に排気管１１０に接触していても良い。   Further, in the above embodiment, the pipe 142 indirectly contacts the exhaust pipe 110 via the bulging portion 111, but the present invention is not limited to this, and the pipe 142 is in direct contact with the exhaust pipe 110 It is good.

また、上記実施の形態では、冷却媒体として水等の流体を例示したが、空気等であっても良い。   Further, in the above embodiment, a fluid such as water is exemplified as the cooling medium, but air or the like may be used.

また、上記実施の形態では、複数のＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０は、それぞれが間隔をあけて配置されていたが、本発明はこれに限定されず、間隔をあけて配置されていなくても良い。ただし、複数のＮＯｘ吸蔵還元型触媒２１０同士による伝熱を考慮すれば、間隔をあけて配置されていることが好ましい。   Furthermore, in the above embodiment, the plurality of NOx storage reduction catalysts 210 are arranged at intervals, but the present invention is not limited to this, and the plurality of NOx storage reduction catalysts 210 may not be arranged at intervals. . However, in consideration of the heat transfer due to the plurality of NOx storage reduction catalysts 210, it is preferable to be spaced apart from each other.

また、上記実施の形態における排気浄化装置１００は、ディーゼルエンジンを搭載した車両Ｖに搭載されていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、ガソリンエンジンを搭載した車両に搭載されていても良い。   In addition, although the exhaust gas purification device 100 in the above embodiment is mounted on a vehicle V equipped with a diesel engine, the present invention is not limited to this, for example, even if it is mounted on a vehicle equipped with a gasoline engine good.

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   In addition, any of the above-described embodiments is merely an example of embodying the present invention, and the technical scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner by these. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the scope or main features of the present invention.

本開示の排気浄化装置は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒におけるＮＯｘ吐き出しに起因してＮＯｘ選択還元型触媒においてＮＯｘを浄化処理しきれなくなることを低減することが可能な排気浄化装置として有用である。   The exhaust gas purification apparatus of the present disclosure is useful as an exhaust gas purification apparatus capable of reducing the inability to purify NOx in the NOx selective reduction catalyst due to NOx emission in the NOx storage reduction catalyst.

１ 内燃機関
１００ 排気浄化装置
１１０ 排気管
１２０ 第１温度検出部
１３０ 第２温度検出部
１４０ 冷却部
１４１ タンク
１４２ 管
１４３ バルブ
２１０ ＮＯｘ吸蔵還元型触媒
２１１ 第１ＮＯｘ吸蔵還元型触媒
２１２ 第２ＮＯｘ吸蔵還元型触媒
２２０ ＤＰＦ
２３０ ＮＯｘ選択還元型触媒
３００ 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 internal combustion engine 100 exhaust gas purification device 110 exhaust pipe 120 first temperature detection unit 130 second temperature detection unit 140 cooling unit 141 tank 142 pipe 143 valve 210 NOx storage reduction type catalyst 211 first NOx storage reduction type catalyst 212 second NOx storage reduction type Catalyst 220 DPF
230 NOx selective reduction catalyst 300 control unit

Claims (3)

内燃機関で生じた排気ガスが流れる排気管と、
前記排気管内に配置され、前記排気ガス中の窒素酸化物を浄化処理するＮＯｘ選択還元型触媒と、
前記排気ガスが流れる排気方向において前記ＮＯｘ選択還元型触媒よりも前記排気管内の上流側に配置され、前記排気ガス中の窒素酸化物を吸蔵する複数のＮＯｘ吸蔵還元型触媒と、
前記排気管の外周を冷却することにより、前記複数のＮＯｘ吸蔵還元型触媒のうち、前記排気方向における最上流側に位置するＮＯｘ吸蔵還元型触媒以外の、１つ以上の下流ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を冷却する冷却部と、
前記排気管内の温度に応じて、前記下流ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を冷却するように前記冷却部を制御する制御部と、
を備える排気浄化装置。 An exhaust pipe through which exhaust gas produced by an internal combustion engine flows;
A NOx selective reduction catalyst disposed in the exhaust pipe and purifying nitrogen oxides in the exhaust gas;
A plurality of NOx storage reduction catalysts which are disposed upstream of the NOx selective reduction catalyst in the exhaust gas flow direction upstream of the exhaust pipe and which store nitrogen oxides in the exhaust gas;
By cooling the outer periphery of the exhaust pipe, one or more downstream NOx storage reduction catalysts other than the NOx storage reduction catalyst positioned on the most upstream side in the exhaust direction among the plurality of NOx storage reduction catalysts A cooling unit for cooling the
A control unit configured to control the cooling unit to cool the downstream NOx storage reduction catalyst according to a temperature in the exhaust pipe;
Exhaust purification device provided with 前記冷却部は、
前記排気管に直接的又は間接的に接触することで、前記下流ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を冷却するための冷却媒体が流れる管と、
前記管内における前記冷却媒体の流れを開放または閉塞するバルブと、
を有し、
前記制御部は、前記バルブが開放されているときに前記排気管内の温度が第１温度以下になった場合、前記バルブを閉塞する一方、前記バルブが閉塞されているときに前記排気管内の温度が前記第１温度より大きい第２温度以上になった場合、前記バルブを開放するように制御する、
請求項１に記載の排気浄化装置。 The cooling unit is
A pipe through which a cooling medium for cooling the downstream NOx storage reduction catalyst flows by being in direct or indirect contact with the exhaust pipe;
A valve for opening or closing the flow of the cooling medium in the pipe;
Have
The control unit closes the valve when the temperature in the exhaust pipe becomes equal to or lower than the first temperature when the valve is opened, and the temperature in the exhaust pipe when the valve is closed. Control to open the valve when the temperature becomes equal to or higher than the second temperature higher than the first temperature,
An exhaust purification system according to claim 1. 前記複数のＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、前記排気方向においてそれぞれが間隔をあけて配置されている、
請求項１または請求項２に記載の排気浄化装置。 The plurality of NOx storage reduction catalysts are arranged at intervals in the exhaust direction,
The exhaust gas purification apparatus according to claim 1 or 2.
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