JP3536733B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

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JP3536733B2
JP3536733B2 JP23405799A JP23405799A JP3536733B2 JP 3536733 B2 JP3536733 B2 JP 3536733B2 JP 23405799 A JP23405799 A JP 23405799A JP 23405799 A JP23405799 A JP 23405799A JP 3536733 B2 JP3536733 B2 JP 3536733B2
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nox
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、希薄燃焼可能な内
燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust emission control device for purifying exhaust gas discharged from a lean burnable internal combustion engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンやリーンバーンガソ
リンエンジンなど希薄燃焼可能な内燃機関から排出され
る排気ガスを浄化する排気浄化装置として、選択還元型
ＮＯx触媒や吸蔵還元型ＮＯx触媒などのＮＯx触媒があ
る。2. Description of the Related Art NOx catalysts such as selective reduction type NOx catalysts and storage reduction type NOx catalysts are known as exhaust purification devices for purifying exhaust gas emitted from lean burnable internal combustion engines such as diesel engines and lean burn gasoline engines. .

【０００３】選択還元型ＮＯx触媒は、酸素過剰の雰囲
気で炭化水素（ＨＣ）の存在下でＮＯxを還元または分
解する触媒であり、この選択還元型ＮＯx触媒でＮＯxを
浄化するためには適量のＨＣ成分が必要とされる。この
選択還元型ＮＯx触媒を前記内燃機関の排気浄化に用い
る場合、該内燃機関の通常運転時の排気中のＨＣ成分の
量は極めて少ないので、通常運転時にＮＯxを浄化する
ためには、選択還元型ＮＯx触媒にＨＣ成分を供給する
必要がある。A selective reduction type NOx catalyst is a catalyst that reduces or decomposes NOx in the presence of hydrocarbons (HC) in an oxygen-excess atmosphere. An appropriate amount of NOx catalyst is required to purify NOx with this selective reduction type NOx catalyst. HC component is required. When this selective reduction type NOx catalyst is used for exhaust purification of the internal combustion engine, the amount of HC components in the exhaust during normal operation of the internal combustion engine is extremely small. Therefore, in order to purify NOx during normal operation, selective reduction It is necessary to supply the HC component to the type NOx catalyst.

【０００４】一方、吸蔵還元型ＮＯx触媒は、流入排気
ガスの空燃比がリーンのときはＮＯxを吸収し、流入排
気ガスの酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出
し、Ｎ2に還元するする触媒である。On the other hand, the NOx storage reduction catalyst absorbs NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, releases the absorbed NOx when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases, and reduces it to N 2. It is a catalyst.

【０００５】この吸蔵還元型ＮＯx触媒を前記内燃機関
の排気浄化に用いる場合、該内燃機関では通常運転時の
排気ガスの空燃比がリーンであるため、排気ガス中のＮ
ＯxがＮＯx触媒に吸収されることとなる。しかしなが
ら、リーン空燃比の排気ガスをＮＯx触媒に供給し続け
ると、ＮＯx触媒のＮＯx吸収能力が飽和に達し、それ以
上、ＮＯxを吸収できなくなり、ＮＯxをリークさせるこ
ととなる。そこで、吸蔵還元型ＮＯx触媒では、ＮＯx吸
収能力が飽和する前に所定のタイミングで流入排気ガス
の空燃比をリッチにすることによって酸素濃度を極度に
低下させ、ＮＯx触媒に吸収されているＮＯxを放出して
Ｎ2に還元し、ＮＯx触媒のＮＯx吸収能力を回復させる
必要がある。When this NOx storage reduction catalyst is used for exhaust purification of the internal combustion engine, since the air-fuel ratio of the exhaust gas during normal operation is lean in the internal combustion engine, N
Ox is absorbed by the NOx catalyst. However, if the exhaust gas having a lean air-fuel ratio is continuously supplied to the NOx catalyst, the NOx absorption capacity of the NOx catalyst reaches saturation, and no more NOx can be absorbed, causing NOx to leak. Therefore, in the NOx storage reduction catalyst, the oxygen concentration is extremely lowered by making the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas rich at a predetermined timing before the NOx absorption capacity is saturated, and the NOx absorbed in the NOx catalyst is reduced. It is necessary to release and reduce to N 2 to recover the NOx absorption capacity of the NOx catalyst.

【０００６】これらＮＯx触媒はそれぞれ固有の温度特
性を有している。つまり、ＮＯx触媒にはそれぞれ固有
の活性温度域があり、また、活性温度域内においても温
度によってＮＯx浄化率が異なる。Each of these NOx catalysts has a unique temperature characteristic. That is, each NOx catalyst has its own activation temperature range, and the NOx purification rate varies depending on the temperature even within the activation temperature range.

【０００７】このように温度特性を有するＮＯx触媒を
内燃機関の排気通路に設置して用いると、内燃機関の排
気ガス温度は内燃機関の運転状態に応じて大きく変化す
るため、ＮＯx浄化率も排気ガス温度に応じて変化す
る。そのため、排気ガス温度に起因してＮＯx浄化率が
低下するという問題が生じる。When the NOx catalyst having temperature characteristics is installed in the exhaust passage of the internal combustion engine as described above, the exhaust gas temperature of the internal combustion engine varies greatly depending on the operating state of the internal combustion engine, so that the NOx purification rate is also reduced. Varies depending on the gas temperature. Therefore, there arises a problem that the NOx purification rate is lowered due to the exhaust gas temperature.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】最初の問題は、内燃機
関の排気ガス温度の変化幅が極めて広いため、一つのＮ
Ｏx触媒だけで使用温度の全域に亙ってＮＯx浄化率を高
く維持するのが困難であるという問題である。The first problem is that the variation range of the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is extremely wide, so that one N
This is a problem that it is difficult to maintain a high NOx purification rate over the entire operating temperature using only the Ox catalyst.

【０００９】この問題に対し、ＮＯx浄化温度特性の異
なる複数の触媒を、内燃機関の排気通路に直列に配置す
ることにより、広い温度範囲で高いＮＯx浄化率が得ら
れるようにした技術が開発された。To solve this problem, a technology has been developed in which a plurality of catalysts having different NOx purification temperature characteristics are arranged in series in the exhaust passage of an internal combustion engine so that a high NOx purification rate can be obtained in a wide temperature range. It was.

【００１０】例えば、比較的に高温域で高いＮＯx浄化
率が得られる高温型ＮＯx触媒の下流に、比較的に低温
域で高いＮＯx浄化率が得られる低温型ＮＯx触媒を配置
し、還元剤であるＨＣを高温型ＮＯx触媒の上流側から
供給する排気浄化装置が考案された。このようにすれ
ば、内燃機関から高温の排気ガスが排出されたときには
高温型ＮＯx触媒によって排気ガス中のＮＯxが浄化さ
れ、低温の排気ガスが排出されたときには低温型ＮＯx
触媒によって排気ガス中のＮＯxが浄化されるので、低
温から高温の広範囲において高いＮＯx浄化率が得られ
ると期待された。For example, a low-temperature type NOx catalyst capable of obtaining a high NOx purification rate in a relatively low temperature region is disposed downstream of a high-temperature type NOx catalyst capable of obtaining a high NOx purification rate in a relatively high temperature region. An exhaust emission control device has been devised that supplies certain HC from the upstream side of a high-temperature NOx catalyst. In this way, when high temperature exhaust gas is discharged from the internal combustion engine, NOx in the exhaust gas is purified by the high temperature NOx catalyst, and when low temperature exhaust gas is discharged, the low temperature type NOx is exhausted.
Since NOx in the exhaust gas is purified by the catalyst, it was expected that a high NOx purification rate could be obtained in a wide range from low temperature to high temperature.

【００１１】しかしながら、前述した複数のＮＯx触媒
を直列に配置した排気浄化装置では、低温域におけるＮ
Ｏx浄化率向上という効果が得られなかった。その原因
は、低温型ＮＯx触媒へのＨＣ供給不足にあった。選択
還元型ＮＯx触媒も吸蔵還元型ＮＯx触媒も、ＮＯxを浄
化するためには適量のＨＣが必要であることは前述した
通りであり、低温型ＮＯx触媒でＮＯxを浄化すべきとき
には低温型ＮＯx触媒にＨＣが供給されるべきなのであ
るが、ＨＣの供給を高温型ＮＯx触媒の上流側から行っ
ているため、供給されたＨＣの多くが高温型ＮＯx触媒
において消費されてしまい、低温型ＮＯx触媒に必要量
のＨＣが供給されなかったと推察される。However, in the exhaust gas purification apparatus in which the plurality of NOx catalysts described above are arranged in series, N in the low temperature range is used.
The effect of improving the Ox purification rate was not obtained. The cause was insufficient supply of HC to the low-temperature NOx catalyst. As described above, both the selective reduction NOx catalyst and the NOx storage reduction catalyst require an appropriate amount of HC to purify NOx. When the NOx is to be purified by the low-temperature NOx catalyst, the low-temperature NOx catalyst However, since HC is supplied from the upstream side of the high-temperature type NOx catalyst, most of the supplied HC is consumed in the high-temperature type NOx catalyst. It is inferred that the required amount of HC was not supplied.

【００１２】そこで、これを解決するために、特開平２
−２８８０３０号公報に開示されているように、高温型
ＮＯx触媒の上流と低温型ＮＯx触媒の上流のそれぞれに
ＨＣを供給可能にし、低温域の排気ガスが排出されると
きには低温型ＮＯx触媒の上流からＨＣを供給し、高温
域の排気ガスが排出されるときには高温型ＮＯx触媒の
上流からＨＣを供給するようにした。Therefore, in order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2
As disclosed in Japanese Patent No. -288030, HC can be supplied to the upstream of the high temperature NOx catalyst and the upstream of the low temperature NOx catalyst, respectively, and when the exhaust gas in the low temperature region is discharged, the upstream of the low temperature NOx catalyst. HC is supplied from the exhaust gas, and HC is supplied from the upstream side of the high temperature type NOx catalyst when exhaust gas in the high temperature range is discharged.

【００１３】しかしながら、このようにした場合には、
ＨＣ供給ルートが二つ必要になり、装置が複雑になると
いう欠点があった。さらに、前記公報に記載の技術で
は、排気ガス温度が低温のときには排気ガスを高温型Ｎ
Ｏx触媒から低温型ＮＯx触媒に直接導くようにしてお
り、排気ガス温度が高温の時には、高温型ＮＯx触媒を
通過した排気ガスを冷却装置に導いて冷却してから低温
型ＮＯx触媒に流し、これにより排気ガス温度が高温の
時のＮＯx浄化率を高めるようにしているが、このよう
に構成すると装置が複雑になり、コストアップにもなる
という問題がある。However, in this case,
Two HC supply routes are required, resulting in a disadvantage that the apparatus becomes complicated. Further, according to the technique described in the above publication, when the exhaust gas temperature is low, the exhaust gas is converted into a high temperature type N
The exhaust gas is guided directly from the Ox catalyst to the low-temperature NOx catalyst. When the exhaust gas temperature is high, the exhaust gas that has passed through the high-temperature NOx catalyst is guided to the cooling device and cooled, and then flows to the low-temperature NOx catalyst. Thus, the NOx purification rate when the exhaust gas temperature is high is increased, but with this configuration, there is a problem that the apparatus becomes complicated and the cost increases.

【００１４】別の問題として、排気ガス温度が変化して
いない時にもＮＯx触媒内に温度差が生じ、この温度差
に起因して生じるＮＯx浄化率の低下という問題があ
る。内燃機関の排気通路にＮＯx触媒を設置すると、図
９に示すように、排気通路の中央部に配置されたＮＯx
触媒の方が排気通路の外周部に配置されたＮＯx触媒よ
りも触媒温度が高くなる。このようにＮＯx触媒内で温
度分布が生じる理由の一つに、排気通路の外周部は中央
部よりも放熱の影響が大きいことが挙げられる。また、
別の理由として、一般に、ＮＯx触媒を設けた部位の通
路面積（即ち、ＮＯx触媒を収容するケーシングの断面
積）はＮＯx触媒上流の通路面積（即ち、ＮＯx触媒上流
の排気管の断面積）よりも大きいため、ＮＯx触媒の中
央部に排気ガスが多く流れることが挙げられる。Another problem is that a temperature difference occurs in the NOx catalyst even when the exhaust gas temperature is not changing, and the NOx purification rate is lowered due to this temperature difference. When the NOx catalyst is installed in the exhaust passage of the internal combustion engine, as shown in FIG. 9, the NOx disposed in the central portion of the exhaust passage.
The catalyst temperature is higher in the catalyst than in the NOx catalyst disposed on the outer periphery of the exhaust passage. Thus, one of the reasons why the temperature distribution is generated in the NOx catalyst is that the outer peripheral portion of the exhaust passage is more affected by heat radiation than the central portion. Also,
As another reason, in general, the passage area of the portion where the NOx catalyst is provided (that is, the sectional area of the casing containing the NOx catalyst) is larger than the passage area upstream of the NOx catalyst (that is, the sectional area of the exhaust pipe upstream of the NOx catalyst). Therefore, a large amount of exhaust gas flows in the center of the NOx catalyst.

【００１５】このようにＮＯx触媒内に温度分布が生じ
ると、次のような場合にＮＯx浄化率が大幅に低下して
問題となる。まず、排気ガスの温度がＮＯx触媒の活性
温度域の下限値に近い温度となったとき、ＮＯx触媒の
外周部の温度が活性温度の下限値よりも低くなってＮＯ
x浄化率が大幅に低下する虞れがあり、全体としてのＮ
Ｏx浄化率が低下する場合がある。また、排気ガスの温
度がＮＯx触媒の活性温度域の上限値に近い温度となっ
たとき、ＮＯx触媒の中央部が触媒作用により更に温度
上昇する結果、中央部の温度が活性温度域の上限値より
も高くなってＮＯx浄化率が大幅に低下する虞れがあ
り、全体としてのＮＯx浄化率が低下する場合がある。When the temperature distribution is generated in the NOx catalyst as described above, the NOx purification rate is greatly lowered in the following case, which causes a problem. First, when the exhaust gas temperature is close to the lower limit value of the activation temperature range of the NOx catalyst, the temperature of the outer periphery of the NOx catalyst becomes lower than the lower limit value of the activation temperature, and NO
x There is a possibility that the purification rate will drop significantly, and N as a whole
Ox purification rate may decrease. Further, when the temperature of the exhaust gas reaches a temperature close to the upper limit value of the activation temperature range of the NOx catalyst, the temperature of the central portion of the NOx catalyst further rises due to the catalytic action. The NOx purification rate may be significantly reduced and the NOx purification rate as a whole may be reduced.

【００１６】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、簡単な構造ながら、低温から高温まで広範囲の
温度域に亘って高いＮＯx浄化率を得ることができる内
燃機関の排気浄化装置を提供することにある。また、本
発明が解決しようとする別の課題は、ＮＯx触媒内にお
ける温度分布に起因したＮＯx浄化率の悪化を抑制し、
ひいてはＮＯx浄化率の向上を図ることにある。The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the problem to be solved by the present invention is to cover a wide temperature range from a low temperature to a high temperature with a simple structure. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that can obtain a high NOx purification rate. Another problem to be solved by the present invention is to suppress the deterioration of the NOx purification rate due to the temperature distribution in the NOx catalyst,
As a result, the NOx purification rate is improved.

【００１７】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。 （１）本出願に係る第１の発明は、希薄燃焼可能な内燃
機関の排気通路に設けられた高温活性型ＮＯ x 触媒と、
前記高温活性型ＮＯ x 触媒よりも下流の前記排気通路に
設けられた低温活性型ＮＯ x 触媒と、前記高温活性型Ｎ
Ｏ x 触媒の上流から該高温活性型ＮＯ x 触媒に向かって前
記排気通路内に還元剤を噴射する還元剤噴射手段と、前
記内燃機関の排気ガス温度あるいは前記ＮＯx触媒のう
ちのいずれか一方のＮＯx触媒の触媒温度が高いときよ
りも低いときの方が前記還元剤噴射手段から排気通路に
噴射される還元剤の圧力を高くするように制御する還元
剤圧力制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関
の排気浄化装置である。In order to solve the above problems, the present invention employs the following means. (1) A first invention according to the present application is an internal combustion capable of lean combustion.
A high temperature activated NO x catalyst provided in the exhaust passage of the engine ;
Downstream the exhaust passage than the high temperature active the NO x catalyst
And a low temperature active the NO x catalyst provided, the high temperature active N
From the upstream O x catalyst and the reducing agent injection means for injecting a reducing agent into the exhaust passage toward the high-temperature activated the NO x catalyst, the internal combustion engine exhaust gas temperature, or either one of said NOx catalyst When the catalyst temperature of the NOx catalyst is high
And a reducing agent pressure control means for controlling the pressure of the reducing agent injected into the exhaust passage from the reducing agent injection means to be higher when the temperature is lower than the reducing agent injection means. It is.

【００１８】高温活性型ＮＯx触媒と低温活性型ＮＯx触
媒を排気通路に直列に配置して、還元剤噴射装置から還
元剤を噴射すると、上流側に配置されたＮＯx触媒にお
いて還元剤が消費されるため、下流側に配置されたＮＯ
x触媒に必要量の還元剤を供給しにくい状況にある。第
１の発明の排気浄化装置では、下流側に配置されたＮＯ
x触媒に還元剤を多く供給したいときには、還元剤圧力
制御手段によって還元剤の噴射圧力を強めることによ
り、上流側のＮＯx触媒で消費されずに通過する還元剤
の量を増やすことができ、下流側のＮＯx触媒に必要量
の還元剤を供給することができる。これにより、低温か
ら高温の広い温度範囲において高いＮＯx浄化率を得る
ことができる。When the high temperature active NOx catalyst and the low temperature active NOx catalyst are arranged in series in the exhaust passage and the reducing agent is injected from the reducing agent injection device, the reducing agent is consumed in the upstream NOx catalyst. Therefore, the NO placed downstream
x It is difficult to supply the required amount of reducing agent to the catalyst. In the exhaust emission control device according to the first aspect of the invention, the NO disposed on the downstream side
x If you want to supply a large amount of reducing agent to the catalyst, you can increase the amount of reducing agent that passes without being consumed by the upstream NOx catalyst by increasing the injection pressure of the reducing agent by the reducing agent pressure control means. The required amount of reducing agent can be supplied to the NOx catalyst on the side. Thereby, a high NOx purification rate can be obtained in a wide temperature range from low temperature to high temperature.

【００１９】この第１の発明は、高温活性型ＮＯx触媒
を低温活性型ＮＯx触媒よりも上流に設けている。高温
活性型ＮＯx触媒が高いＮＯx浄化率を示すのは触媒温度
（排気ガス温度）が高温のときであるが、内燃機関が高
温の排気ガスを排出するときにはＮＯxの排出量も多く
なるため、ＮＯxを還元させるために多くの還元剤を必
要とする。仮に、この高温活性型ＮＯx触媒を下流側に
配置した場合、上流側に配置された低温活性型ＮＯx触
媒で還元剤を消費させずに通過させるために噴射圧力を
増大すると、還元剤の噴射量がさらに増大し、燃費悪化
を招く。したがって、燃費を考慮して、高温活性型ＮＯ
x触媒を低温活性型ＮＯx触媒よりも上流に設けている。[0019] The first invention is provided upstream of the low-temperature activity type NOx catalyst high temperature active type NOx catalyst. The high-temperature activated NOx catalyst exhibits a high NOx purification rate when the catalyst temperature (exhaust gas temperature) is high. However, when the internal combustion engine discharges high-temperature exhaust gas, the amount of NOx exhausted also increases. A large amount of reducing agent is required to reduce the amount. If this high temperature active type NOx catalyst is arranged on the downstream side, if the injection pressure is increased to allow the low temperature active type NOx catalyst arranged on the upstream side to pass without consuming the reducing agent, the injection amount of the reducing agent Will further increase, resulting in fuel efficiency deterioration. Therefore, in consideration of the fuel efficiency, high-temperature activated NO
It is provided upstream of the low-temperature activity type NOx catalyst and x catalyst.

【００２０】前記第１の発明の排気浄化装置において
は、還元剤圧力制御手段は、前記内燃機関の排気ガス温
度あるいは前記ＮＯx触媒の触媒温度が高いときよりも
低いときの方が還元剤の圧力を高くするように制御す
る。In the exhaust emission control device according to the first aspect of the present invention, the reducing agent pressure control means is configured to reduce the pressure of the reducing agent when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine or the catalyst temperature of the NOx catalyst is low. Is controlled to be higher.

【００２１】（２）本出願に係る第２の発明は、希薄燃
焼可能な内燃機関の排気通路に設けられたＮＯx触媒
と、前記ＮＯx触媒の上流から該ＮＯx触媒に向かって前
記排気通路内に還元剤を噴射する還元剤噴射手段と、前
記内燃機関の排気ガス温度あるいは前記ＮＯx触媒の触
媒温度が所定温度よりも低いときには前記還元剤噴射手
段から排気通路に噴射される還元剤の噴射角度を小さく
制御し、前記内燃機関の排気ガス温度あるいは前記ＮＯ
x 触媒の触媒温度が所定温度よりも高いときには噴射角
度を大きく制御する噴射角度制御手段と、を備えること
を特徴とする内燃機関の排気浄化装置である。(2) A second invention according to the present application is directed to a NOx catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine capable of lean combustion, and into the exhaust passage from the upstream of the NOx catalyst toward the NOx catalyst. A reducing agent injection means for injecting a reducing agent; and an injection angle of the reducing agent injected into the exhaust passage from the reducing agent injection means when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine or the catalyst temperature of the NOx catalyst is lower than a predetermined temperature. small <br/> controlled, the exhaust gas temperature or the NO of the internal combustion engine
x When the catalyst temperature of the catalyst is higher than the specified temperature, the injection angle
An exhaust purification device for an internal combustion engine, comprising: an injection angle control means for largely controlling the degree .

【００２２】排気通路に設けられたＮＯx触媒の触媒温
度は、一般に、中央部が外周部よりも高い温度分布にな
る。また、ＮＯx触媒には活性温度域があり、活性温度
域内であっても温度によってＮＯx浄化率が異なる。そ
のため、同じ温度の排気ガスが流通しているときであっ
ても、ＮＯx触媒の中央部と外周部ではＮＯx浄化率が異
なることになる。この第２の発明の排気浄化装置では、
ＮＯx浄化率の高い部位に還元剤が噴射されるように、
排気ガス温度あるいは触媒温度に応じて噴射角度制御手
段が還元剤の噴射角度を制御する。The catalyst temperature of the NOx catalyst provided in the exhaust passage generally has a higher temperature distribution at the center than at the outer periphery. Further, the NOx catalyst has an active temperature range, and the NOx purification rate varies depending on the temperature even within the active temperature range. Therefore, even when exhaust gas at the same temperature is circulating, the NOx purification rate differs between the central portion and the outer peripheral portion of the NOx catalyst. In the exhaust emission control device of the second invention,
So that the reducing agent is injected to the part where the NOx purification rate is high,
The injection angle control means controls the injection angle of the reducing agent according to the exhaust gas temperature or the catalyst temperature.

【００２３】そして、第２の発明の排気浄化装置におい
ては、噴射角度制御手段は、前記内燃機関の排気ガス温
度あるいは前記ＮＯx触媒の触媒温度が所定温度よりも
低いときには噴射角度を小さく制御し、前記内燃機関の
排気ガス温度あるいは前記ＮＯx触媒の触媒温度が所定
温度よりも高いときには噴射角度を大きく制御してい
る。前述したように、ＮＯx触媒の温度分布は中央部が
外周部よりも高くなるので、活性温度域における高温域
では、外周部が活性温度域に入っていても中央部が活性
温度域の上限値を超える場合があり、その場合には外周
部に還元剤を噴射すべきだからであり、一方、活性温度
域における低温域では、中央部が活性温度域に入ってい
ても外周部が活性温度域の下限値を下回る場合があり、
その場合には中央部に還元剤を噴射すべきだからであ
る。[0023] Then, in the exhaust purification system of the second invention, the injection angle control means, the catalyst temperature of the exhaust gas temperature or the NOx catalyst of the internal combustion engine is controlled to be small injection angle when less than a predetermined temperature, the catalyst temperature of the exhaust gas temperature or the NOx catalyst of the internal combustion engine has increased control the injection angle when higher than the predetermined temperature
The As described above, since the temperature distribution of the NOx catalyst is higher in the central part than in the outer peripheral part, in the high temperature range in the active temperature range, even if the outer peripheral part is in the active temperature range, the central part is the upper limit value of the active temperature range. In this case, the reducing agent should be injected to the outer peripheral portion. On the other hand, in the low temperature region in the active temperature region, the outer peripheral portion is in the active temperature region even if the central portion is in the active temperature region. May be below the lower limit of
In that case, it is because a reducing agent should be injected to the center part.

【００２４】また、第２の発明の排気浄化装置において
は、前記噴射角度制御手段により噴射角度を小さく制御
したときには前記還元剤噴射手段から還元剤が中実状に
噴射され、噴射角度を大きく制御したときには還元剤が
中空コーン状に噴射されるようにするのが好ましい。こ
のように噴射形態を制御することができる噴射手段とし
ては、スワールノズルを例示することができる。In the exhaust emission control device of the second invention, when the injection angle is controlled to be small by the injection angle control means, the reducing agent is injected in a solid state from the reducing agent injection means, and the injection angle is controlled to be large. Sometimes it is preferred that the reducing agent is injected into a hollow cone. A swirl nozzle can be exemplified as the injection means capable of controlling the injection form in this way.

【００２５】本出願に係る前記第１の発明および前記第
２の発明の排気浄化装置において、希薄燃焼可能な内燃
機関としては、筒内直接噴射式のリーンバーンガソリン
エンジンやディーゼルエンジンを例示することができ
る。In the exhaust emission control devices according to the first and second aspects of the present invention, examples of the lean burnable internal combustion engine include an in-cylinder direct injection lean burn gasoline engine and a diesel engine. Can do.

【００２６】本出願に係る前記第１の発明の排気浄化装
置における高温活性型ＮＯx触媒および低温活性型ＮＯx
触媒、あるいは前記第２の発明の排気浄化装置における
ＮＯx触媒としては、吸蔵還元型ＮＯx触媒や選択還元型
ＮＯx触媒を例示することができる。The high temperature active type NOx catalyst and the low temperature active type NOx in the exhaust emission control device according to the first aspect of the present invention.
Examples of the catalyst or the NOx catalyst in the exhaust gas purification apparatus of the second invention include an NOx storage reduction catalyst and a selective reduction NOx catalyst.

【００２７】吸蔵還元型ＮＯx触媒は、流入する排気ガ
スの空燃比がリーンのときにＮＯxを吸収し、流入する
排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放
出し、Ｎ2に還元する触媒である。この吸蔵還元型ＮＯx
触媒は、例えばアルミナを担体とし、この担体上に例え
ばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウ
ムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウ
ムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリ
ウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、
白金Ｐｔのような貴金属とが担持されてなる。The NOx storage reduction catalyst absorbs NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, and releases the absorbed NOx and reduces it to N 2 when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases. It is a catalyst. This NOx storage reduction
The catalyst is, for example, alumina as a support, and an alkali metal such as potassium K, sodium Na, lithium Li, and cesium Cs, an alkaline earth such as barium Ba and calcium Ca, lanthanum La, and yttrium Y on the support. At least one selected from the rare earths,
A noble metal such as platinum Pt is supported.

【００２８】選択還元型ＮＯx触媒は、酸素過剰の雰囲
気で炭化水素の存在下でＮＯxを還元または分解する触
媒をいい、ゼオライトにＣｕ等の遷移金属をイオン交換
して担持した触媒、ゼオライトまたはアルミナに貴金属
を担持した触媒、等が含まれる。The selective reduction type NOx catalyst is a catalyst that reduces or decomposes NOx in the presence of hydrocarbons in an oxygen-excess atmosphere, and is a catalyst in which a transition metal such as Cu is ion-exchanged on zeolite, zeolite or alumina. Includes a catalyst carrying a noble metal.

【００２９】本出願に係る前記第１の発明および前記第
２の発明の排気浄化装置において、還元剤噴射手段は、
還元剤供給ポンプ、還元剤噴射ノズル等で構成すること
ができる。In the exhaust emission control device of the first invention and the second invention according to the present application, the reducing agent injection means comprises:
A reducing agent supply pump, a reducing agent injection nozzle, or the like can be used.

【００３０】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の実施の形態を図１から図１４の図面を参照
して説明する。尚、以下に記載する実施の形態は、本発
明に係る排気浄化装置を内燃機関としての車両駆動用デ
ィーゼルエンジンに適用した態様である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings of FIGS. In addition, embodiment described below is the aspect which applied the exhaust gas purification apparatus which concerns on this invention to the diesel engine for a vehicle drive as an internal combustion engine.

【００３１】〔第１の実施の形態〕初めに、図１から図
５を参照して本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第
１の実施の形態を説明する。図１に示すように、ディー
ゼルエンジン１の各気筒の燃焼室には、ターボチャージ
ャ２のコンプレッサ２ａによって昇圧されインタークー
ラ３によって冷却された吸気が、吸気管４を介して導入
される。[First Embodiment] First, a first embodiment of an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, intake air that has been pressurized by the compressor 2 a of the turbocharger 2 and cooled by the intercooler 3 is introduced into the combustion chamber of each cylinder of the diesel engine 1 through the intake pipe 4.

【００３２】前記燃焼室には、図示しない燃料噴射弁か
ら燃料が噴射され、その噴射量はエンジン１の運転状態
に応じてエンジンコントロール用電子制御ユニット（Ｅ
ＣＵ）１００によって制御される。Fuel is injected into the combustion chamber from a fuel injection valve (not shown), and the amount of injection is determined according to the operating state of the engine 1 by an electronic control unit for engine control (E
CU) 100.

【００３３】燃焼室で燃料を燃焼して生じた排気ガスは
排気管（排気通路）５に排出され、ターボチャージャ２
のタービン２ｂを通った後、高温活性型ＮＯx触媒６、
低温活性型ＮＯx触媒７を通り、図示しないマフラーを
介して大気に排出される。高温活性型ＮＯx触媒６と低
温活性型ＮＯx触媒７は同軸上に直列に配置されてい
る。Exhaust gas generated by burning fuel in the combustion chamber is discharged to an exhaust pipe (exhaust passage) 5, and turbocharger 2
After passing through the turbine 2b, the high temperature activated NOx catalyst 6,
It passes through the low-temperature activated NOx catalyst 7 and is discharged to the atmosphere through a muffler (not shown). The high temperature active type NOx catalyst 6 and the low temperature active type NOx catalyst 7 are coaxially arranged in series.

【００３４】排気管５においてタービン２ｂと高温活性
型ＮＯx触媒６の間には、高温活性型ＮＯx触媒６に流入
する排気ガス（以下、入ガスという）の温度に対応した
出力信号をＥＣＵ１００に出力する入ガス温センサ８が
取り付けられている。In the exhaust pipe 5, an output signal corresponding to the temperature of exhaust gas (hereinafter referred to as inlet gas) flowing into the high temperature active NOx catalyst 6 is output to the ECU 100 between the turbine 2 b and the high temperature active NOx catalyst 6. An inlet gas temperature sensor 8 is attached.

【００３５】さらに、排気管５において入ガス温センサ
８の下流であって高温活性型ＮＯx触媒６の直ぐ上流に
は、高温活性型ＮＯx触媒６および低温活性型ＮＯx触媒
７でＮＯxを還元する際に必要な還元剤を供給する還元
剤供給装置（還元剤噴射手段）１０が設けられている。
尚、この実施の形態においては、前記還元剤として、デ
ィーゼルエンジン１の燃料である軽油が使用される。Further, in the exhaust pipe 5, downstream of the inlet gas temperature sensor 8 and immediately upstream of the high temperature active NOx catalyst 6, when NOx is reduced by the high temperature active NOx catalyst 6 and the low temperature active NOx catalyst 7. There is provided a reducing agent supply device (reducing agent injection means) 10 for supplying a reducing agent necessary for the operation.
In this embodiment, light oil that is the fuel of the diesel engine 1 is used as the reducing agent.

【００３６】還元剤供給装置１０は、供給ポンプ１１
と、噴射ノズル１２と、電磁弁１３を主要構成としてい
る。供給ポンプ１１は、ディーゼルエンジン１の燃料タ
ンク１４内に収容されている軽油をポンプアップし、燃
料パイプ１５を介して噴射ノズル１２に圧送する。この
供給ポンプ１１は、供給ポンプ１１の駆動モータ（図示
せず）の駆動電圧を可変する駆動回路部１６を備えてお
り、この駆動回路部１６によって駆動電圧の大きさを変
えることによって供給ポンプ１１から圧送される軽油の
圧力の大きさを変えることができるようになっている。The reducing agent supply device 10 includes a supply pump 11.
The injection nozzle 12 and the electromagnetic valve 13 are the main components. The supply pump 11 pumps up the light oil stored in the fuel tank 14 of the diesel engine 1 and pumps it to the injection nozzle 12 via the fuel pipe 15. The supply pump 11 includes a drive circuit unit 16 that varies a drive voltage of a drive motor (not shown) of the supply pump 11, and the supply pump 11 changes the magnitude of the drive voltage by the drive circuit unit 16. The magnitude of the pressure of light oil pumped from can be changed.

【００３７】駆動回路部１６はＥＣＵ１００によって制
御され、これによって供給ポンプ１１の運転および停
止、前記駆動電圧による軽油圧力の制御が行われる。
尚、基本的に、供給ポンプ１１は常時運転される。The drive circuit unit 16 is controlled by the ECU 100, whereby the supply pump 11 is operated and stopped, and the light oil pressure is controlled by the drive voltage.
Basically, the supply pump 11 is always operated.

【００３８】電磁弁１３はＥＣＵ１００によって開閉制
御され、電磁弁１３が開弁しているときには供給ポンプ
１１で昇圧された軽油が噴射ノズル１２に供給され、電
磁弁１３が閉弁しているときには燃料パイプ１５が遮断
されるため噴射ノズル１２に軽油が供給されない。The solenoid valve 13 is controlled to be opened and closed by the ECU 100. When the solenoid valve 13 is open, light oil boosted by the supply pump 11 is supplied to the injection nozzle 12, and when the solenoid valve 13 is closed, fuel is supplied. Since the pipe 15 is blocked, the light oil is not supplied to the injection nozzle 12.

【００３９】噴射ノズル１２は、その噴射中心が、高温
活性型ＮＯx触媒６および低温活性型ＮＯx触媒７の中心
軸延長上に配置されており、供給ポンプ１１によって昇
圧された軽油は電磁弁１３の開弁時に噴射ノズル１２か
ら高温活性型ＮＯx触媒６に向かって噴射される。この
噴射ノズル１２には、噴射ノズル１２に供給される軽油
の圧力（以下、供給圧力という）の大きさに応じて、噴
射ノズル１２から噴射される軽油の圧力（以下、噴射圧
力という）の大きさが変わるタイプのノズルを採用す
る。この噴射ノズル１２では、供給圧力の増大にしたが
って噴射圧力が増大する。The injection nozzle 12 has its injection center disposed on the central axis extension of the high temperature active NOx catalyst 6 and the low temperature active NOx catalyst 7, and the light oil boosted by the supply pump 11 is supplied to the solenoid valve 13. It is injected from the injection nozzle 12 toward the high temperature active NOx catalyst 6 when the valve is opened. The injection nozzle 12 has a light oil pressure (hereinafter referred to as injection pressure) injected from the injection nozzle 12 in accordance with the pressure of light oil (hereinafter referred to as supply pressure) supplied to the injection nozzle 12. Use a nozzle that changes its type. In the injection nozzle 12, the injection pressure increases as the supply pressure increases.

【００４０】これにより、この還元剤供給装置１０にお
いては、駆動回路部１６で駆動電圧を変えることによっ
て供給ポンプ１１から圧送される軽油の圧力の大きさ
（即ち、噴射ノズル１２への供給圧力の大きさ）を変え
ることができ、したがって、噴射ノズル１２から噴射さ
れる軽油の噴射圧力を変えることができる。Thus, in this reducing agent supply apparatus 10, the magnitude of the pressure of the light oil pumped from the supply pump 11 by changing the drive voltage in the drive circuit section 16 (that is, the supply pressure to the injection nozzle 12). (Size) can be changed, and therefore the injection pressure of the light oil injected from the injection nozzle 12 can be changed.

【００４１】ＥＣＵ１００はデジタルコンピュータから
なり、双方向バスによって相互に接続されたＲＯＭ（リ
ードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）、ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）、入力
ポート、出力ポートを具備し、ディーゼルエンジン１の
燃料噴射量制御等の基本制御を行うほか、この実施の形
態では、還元剤供給装置１０の制御等を行っている。The ECU 100 comprises a digital computer and includes a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a CPU (Central Processor Unit), an input port, and an output port that are connected to each other via a bidirectional bus. In addition to performing basic control such as fuel injection amount control of the engine 1, in this embodiment, control of the reducing agent supply device 10 is performed.

【００４２】これら制御のために、ＥＣＵ１００の入力
ポートには、アクセル開度センサ２１からの入力信号
と、クランク角センサ２２からの入力信号が入力され
る。アクセル開度センサ２１はアクセル開度に比例した
出力電圧をＥＣＵ１００に出力し、ＥＣＵ１００はアク
セル開度センサ２１の出力信号に基づいてエンジン負荷
を演算する。クランク角センサ２２はクランクシャフト
が一定角度回転する毎に出力パルスをＥＣＵ１００に出
力し、ＥＣＵ１００はこの出力パルスに基づいてエンジ
ン回転数を演算する。これらエンジン負荷とエンジン回
転数によってエンジンの運転状態が判別される。For these controls, an input signal from the accelerator opening sensor 21 and an input signal from the crank angle sensor 22 are input to the input port of the ECU 100. The accelerator opening sensor 21 outputs an output voltage proportional to the accelerator opening to the ECU 100, and the ECU 100 calculates the engine load based on the output signal of the accelerator opening sensor 21. The crank angle sensor 22 outputs an output pulse to the ECU 100 every time the crankshaft rotates by a certain angle, and the ECU 100 calculates the engine speed based on the output pulse. The engine operating state is determined based on the engine load and the engine speed.

【００４３】高温活性型ＮＯx触媒６および低温活性型
ＮＯx触媒７はいずれも吸蔵還元型ＮＯx触媒から構成さ
れている。吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、単にＮＯx触媒
という）は、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を担体とし、
この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチ
ウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウ
ムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタ
ンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少
なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とが担持され
てなる。Each of the high temperature active NOx catalyst 6 and the low temperature active NOx catalyst 7 is composed of an NOx storage reduction catalyst. The NOx storage reduction catalyst (hereinafter simply referred to as NOx catalyst) uses, for example, alumina (Al 2 O 3 ) as a carrier,
On this support, for example, at least one selected from alkali metals such as potassium K, sodium Na, lithium Li and cesium Cs, alkaline earths such as barium Ba and calcium Ca, and rare earths such as lanthanum La and yttrium Y And a noble metal such as platinum Pt.

【００４４】このＮＯx触媒は、流入排気ガスの空燃比
（以下、排気空燃比と称す）がリーンのときはＮＯxを
吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収し
たＮＯxを放出するＮＯxの吸放出作用を行う。尚、排気
空燃比とは、ここではＮＯx触媒の上流側の排気通路や
エンジン燃焼室、吸気通路等にそれぞれ供給された空気
量の合計と燃料（炭化水素）の合計の比を意味するもの
とする。したがって、ＮＯx触媒よりも上流の排気通路
内に燃料、還元剤あるいは空気が供給されない場合に
は、排気空燃比はエンジン燃焼室内における混合気の空
燃比に一致する。This NOx catalyst absorbs NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas (hereinafter referred to as exhaust air-fuel ratio) is lean, and releases NOx when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases. Performs absorption and release action. The exhaust air-fuel ratio here means the ratio of the total amount of air supplied to the exhaust passage, engine combustion chamber, intake passage, etc. upstream of the NOx catalyst and the total of fuel (hydrocarbon). To do. Therefore, when fuel, reducing agent, or air is not supplied into the exhaust passage upstream of the NOx catalyst, the exhaust air-fuel ratio matches the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the engine combustion chamber.

【００４５】ＮＯx触媒の吸放出作用は、図２に示すよ
うなメカニズムで行われているものと考えられる。以
下、このメカニズムについて担体上に白金Ｐｔおよびバ
リウムＢａを担持させた場合を例にとって説明するが、
他の貴金属，アルカリ金属，アルカリ土類，希土類を用
いても同様なメカニズムとなる。It is considered that the NOx catalyst absorption / release action is performed by the mechanism shown in FIG. Hereinafter, this mechanism will be described with reference to an example in which platinum Pt and barium Ba are supported on a carrier.
The same mechanism can be achieved by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths, and rare earths.

【００４６】まず、流入排気ガスの空燃比がかなりリー
ンになると流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、
図２（Ａ）に示されるように酸素Ｏ2 がＯ2 -又はＯ2-の
形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガスに
含まれるＮＯは、白金Ｐｔの表面上でＯ2 -又はＯ2-と反
応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。First, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes considerably lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas greatly increases,
As shown in FIG. 2A, oxygen O 2 adheres to the surface of platinum Pt in the form of O 2 − or O 2− . On the other hand, NO contained in the inflowing exhaust gas reacts with O 2 − or O 2− on the surface of platinum Pt to become NO 2 (2NO + O 2 → 2NO 2 ).

【００４７】次いで、生成されたＮＯ2は、白金Ｐｔ上
で酸化されつつＮＯx触媒内に吸収されて酸化バリウム
ＢａＯと結合しながら、図２（Ａ）に示されるように硝
酸イオンＮＯ3 -の形でＮＯx触媒内に拡散する。このよ
うにしてＮＯxがＮＯx触媒内に吸収される。[0047] Then, NO 2 generated while being oxidized on the platinum Pt and is absorbed in the NOx catalyst bonding with the barium oxide BaO, 2 nitrate as shown in (A) ions NO 3 - in In the form of NOx catalyst. In this way, NOx is absorbed in the NOx catalyst.

【００４８】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ｐｔの表面でＮＯ2が生成され、ＮＯx触媒のＮＯx 吸収
能力が飽和しない限り、ＮＯ2がＮＯx触媒内に吸収され
て硝酸イオンＮＯ3 -が生成される。As long as the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is high, NO 2 is generated on the surface of platinum Pt, and as long as the NOx absorption capacity of the NOx catalyst is not saturated, NO 2 is absorbed in the NOx catalyst and nitrate ions NO 3 − Is generated.

【００４９】これに対して、排気空燃比が理論空燃比ま
たはリッチ空燃比になると流入排気ガス中の酸素濃度が
低下するため、ＮＯ2の生成量が低下し、反応が逆方向
（ＮＯ3 -→ＮＯ2）に進み、ＮＯx触媒内の硝酸イオンＮ
Ｏ3 -がＮＯ2またはＮＯの形でＮＯx触媒から放出され
る。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると、Ｎ
Ｏx触媒からＮＯxが放出されることになる。In contrast, when the exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases, so the amount of NO 2 produced decreases and the reaction proceeds in the reverse direction (NO 3 − → Proceed to NO 2 ), and nitrate ions N in the NOx catalyst
O 3 − is released from the NOx catalyst in the form of NO 2 or NO. That is, when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases, N
NOx is released from the Ox catalyst.

【００５０】一方、このとき、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ
は、白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-と反応して酸化せし
められる。また、流入排気ガス中の酸素濃度の低下によ
りＮＯx触媒から放出されたＮＯ2またはＮＯは、図２
（Ｂ）に示されるように未燃ＨＣ、ＣＯと反応して還元
せしめられてＮ2となる。On the other hand, at this time, HC, CO in the exhaust gas.
Is oxidized by reacting with oxygen O 2 − or O 2− on platinum Pt. Further, NO 2 or NO released from the NOx catalyst due to a decrease in oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is shown in FIG.
As shown in (B), it reacts with unburned HC and CO and is reduced to N 2 .

【００５１】即ち、流入排気ガス中のＨＣ，ＣＯは、ま
ず白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-とただちに反応して酸
化せしめられ、次いで白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-が
消費されてもまだＨＣ，ＣＯが残っていれば、このＨ
Ｃ，ＣＯによってＮＯx触媒から放出されたＮＯxおよび
エンジンから排出されたＮＯxがＮ2に還元せしめられ
る。[0051] That is, HC in the inflowing exhaust gas, CO, first oxygen O 2 on the platinum Pt - or O 2- immediately be reacted with oxidized, then the platinum Pt on the oxygen O 2 - or O 2- If HC and CO still remain even if consumed, this H
C, NOx discharged from the released NOx, the engine from the NOx catalyst by CO is made to reduction to N 2.

【００５２】このようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ2
またはＮＯが存在しなくなると、ＮＯx触媒から次から
次へとＮＯ2またはＮＯが放出され、さらにＮ2に還元せ
しめられる。したがって、排気空燃比を理論空燃比また
はリッチ空燃比にすると短時間のうちにＮＯx触媒から
ＮＯxが放出され、Ｎ2に還元される。In this way, NO 2 is deposited on the surface of platinum Pt.
Alternatively, when NO no longer exists, NO 2 or NO is released from the NOx catalyst to the next, and further reduced to N 2 . Thus, NOx from the NOx catalyst is released and reduced to N 2 within a short period of time when the exhaust air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio or rich air-fuel ratio.

【００５３】このように、排気空燃比がリーンになると
ＮＯxがＮＯx触媒に吸収され、排気空燃比を理論空燃比
あるいはリッチ空燃比にするとＮＯxがＮＯx触媒から短
時間のうちに放出され、Ｎ2に還元される。したがっ
て、大気中へのＮＯxの排出を阻止することができる。Thus, when the exhaust air-fuel ratio becomes lean, NOx is absorbed by the NOx catalyst, and when the exhaust air-fuel ratio is made the stoichiometric or rich air-fuel ratio, NOx is released from the NOx catalyst in a short time, and N 2 Reduced to Accordingly, NOx emission into the atmosphere can be prevented.

【００５４】ところで、ディーゼルエンジンの場合は、
ストイキ（理論空燃比、Ａ／Ｆ＝１３〜１４）よりもは
るかにリーン域で燃焼が行われるので、通常の機関運転
状態ではＮＯx触媒に流入する排気ガスの空燃比は非常
にリーンであり、排気ガス中のＮＯxはＮＯx触媒に吸収
され、ＮＯx触媒から放出されるＮＯx量は極めて少な
い。By the way, in the case of a diesel engine,
Since the combustion is performed in a much leaner range than stoichiometric (theoretical air-fuel ratio, A / F = 13 to 14), the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is very lean in a normal engine operation state, NOx in the exhaust gas is absorbed by the NOx catalyst, and the amount of NOx released from the NOx catalyst is extremely small.

【００５５】また、ガソリンエンジンの場合には、燃焼
室に供給する混合気をストイキまたはリッチ空燃比にす
ることにより排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッ
チ空燃比にし、排気ガス中の酸素濃度を低下させて、Ｎ
Ｏx触媒に吸収されているＮＯxを放出させることができ
るが、ディーゼルエンジンの場合には、燃焼室に供給す
る混合気をストイキまたはリッチ空燃比にすると燃焼の
際に煤が発生するなどの問題があり採用することはでき
ない。In the case of a gasoline engine, the air-fuel ratio of the exhaust gas is set to the stoichiometric air-fuel ratio or rich air-fuel ratio by setting the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber to a stoichiometric or rich air-fuel ratio, so that the oxygen concentration in the exhaust gas is increased. , N
NOx absorbed in the Ox catalyst can be released. However, in the case of a diesel engine, if the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is stoichiometric or a rich air-fuel ratio, soot is generated during combustion. Yes, it cannot be adopted.

【００５６】したがって、ディーゼルエンジンでは、Ｎ
Ｏx触媒のＮＯx吸収能力が飽和する前に所定のタイミン
グで、排気ガス中に還元剤を供給して排気ガス中の酸素
濃度を低下せしめ、ＮＯx触媒に吸収されたＮＯxを放出
し還元する必要がある。Therefore, in a diesel engine, N
Before the NOx absorption capacity of the Ox catalyst saturates, it is necessary to supply a reducing agent into the exhaust gas at a predetermined timing to lower the oxygen concentration in the exhaust gas, and to release and reduce the NOx absorbed in the NOx catalyst. is there.

【００５７】そのため、この実施の形態では、ＥＣＵ１
００によりディーゼルエンジン１の運転状態の履歴から
還元剤の供給条件を演算し、基本的にはこの供給条件に
基づいて還元剤供給装置１０の運転を制御して、排気ガ
ス中に還元剤を供給し、高温活性型ＮＯx触媒６および
低温活性型ＮＯx触媒７に流入する排気ガス中の酸素濃
度を低下させ、これらＮＯx触媒６，７に吸収されたＮ
Ｏxを放出させ、Ｎ2に還元するようにしている。ここ
で、還元剤の前記供給条件とは、還元剤（この実施の形
態では軽油）の供給圧力（ひいては噴射圧力）、供給期
間、供給間隔のことであり、これは換言すれば還元剤の
供給量にほかならない。Therefore, in this embodiment, the ECU 1
00, the reducing agent supply condition is calculated from the history of the operating state of the diesel engine 1, and basically the operation of the reducing agent supply device 10 is controlled based on this supply condition to supply the reducing agent into the exhaust gas. The oxygen concentration in the exhaust gas flowing into the high temperature active NOx catalyst 6 and the low temperature active NOx catalyst 7 is reduced, and the N absorbed by these NOx catalysts 6 and 7 is reduced.
Ox is released and reduced to N 2 . Here, the supply conditions of the reducing agent are the supply pressure (and hence the injection pressure) of the reducing agent (light oil in this embodiment), the supply period, and the supply interval, in other words, the supply of the reducing agent. It is nothing but the amount.

【００５８】尚、以下の説明においては、前述のように
ディーゼルエンジン１の運転状態の履歴から演算して得
た還元剤の供給条件のことを基本供給条件といい、基本
供給条件における還元剤の供給圧力、噴射圧力、供給期
間、供給間隔をそれぞれ、基本供給圧力、基本噴射圧
力、基本供給期間、基本供給間隔という。In the following description, as described above, the reducing agent supply condition calculated from the operating state history of the diesel engine 1 is referred to as a basic supply condition. The supply pressure, the injection pressure, the supply period, and the supply interval are referred to as a basic supply pressure, a basic injection pressure, a basic supply period, and a basic supply interval, respectively.

【００５９】したがって、この実施の形態では、電磁弁
１３が閉弁していて噴射ノズル１２から軽油が噴射され
ていないときには、排気ガス中のＮＯxは高温活性型Ｎ
Ｏx触媒６あるいは低温活性型ＮＯx触媒７に吸収され、
電磁弁１３が開弁していて噴射ノズル１２から排気管５
内に軽油が噴射されているときには、ＮＯx触媒６，７
に吸収されたＮＯxが放出され、Ｎ2に還元されることに
なる。Therefore, in this embodiment, when the solenoid valve 13 is closed and no light oil is injected from the injection nozzle 12, the NOx in the exhaust gas is high temperature active N.
Absorbed by the Ox catalyst 6 or the low temperature activated NOx catalyst 7,
The solenoid valve 13 is open and the exhaust pipe 5 extends from the injection nozzle 12.
When light oil is injected into the NOx catalyst 6, 7
NOx absorbed in the gas is released and reduced to N 2 .

【００６０】ところで、この排気浄化装置において排気
通路に高温活性型ＮＯx触媒６と低温活性型ＮＯx触媒７
を直列に配置しているのは、広い温度範囲において高い
ＮＯx浄化率を得るためにほかならない。By the way, in this exhaust purification device, the high temperature active NOx catalyst 6 and the low temperature active NOx catalyst 7 are provided in the exhaust passage.
Are arranged in series in order to obtain a high NOx purification rate in a wide temperature range.

【００６１】図３に、高温活性型ＮＯx触媒６あるいは
低温活性型ＮＯx触媒７を単独で用いた場合のＮＯx浄化
温度特性が示されている。高温活性型ＮＯx触媒６のＮ
Ｏx浄化温度特性は、図３において四角マーク（□）で
示すように、入ガス温度がＴ1以上のときにほぼ一定の
極めて高いＮＯx浄化率を示し、入ガス温度がＴ1未満の
ときにはＮＯx浄化率が急激に低下する。FIG. 3 shows the NOx purification temperature characteristics when the high temperature active NOx catalyst 6 or the low temperature active NOx catalyst 7 is used alone. N of high-temperature activated NOx catalyst 6
As shown by a square mark (□) in FIG. 3, the Ox purification temperature characteristic shows a substantially constant and extremely high NOx purification rate when the inlet gas temperature is equal to or higher than T1, and the NOx purification rate when the inlet gas temperature is lower than T1. Decreases rapidly.

【００６２】低温活性型ＮＯx触媒７のＮＯx浄化温度特
性は、図３において黒丸マーク（●）で示すように、入
ガス温度がＴ1近傍で最大のＮＯx浄化率を示し、それよ
りも温度が低くても高くてもＮＯx浄化率が低下する。The NOx purification temperature characteristic of the low temperature activated NOx catalyst 7 shows the maximum NOx purification rate when the inlet gas temperature is near T1, as shown by the black circle mark (●) in FIG. 3, and the temperature is lower than that. Even if it is high, the NOx purification rate decreases.

【００６３】さらに詳述すると、入ガス温度がＴ1より
も低い場合には、低温活性型ＮＯx触媒７のＮＯx浄化率
の方が高温活性型ＮＯx触媒６のＮＯx浄化率よりも大き
く、入ガス温度がＴ1よりも高い場合には、高温活性型
ＮＯx触媒６のＮＯx浄化率の方が低温活性型ＮＯx触媒
７のＮＯx浄化率よりも大きい。More specifically, when the input gas temperature is lower than T1, the NOx purification rate of the low temperature activated NOx catalyst 7 is larger than the NOx purification rate of the high temperature activated NOx catalyst 6, and the input gas temperature is increased. Is higher than T1, the NOx purification rate of the high temperature active NOx catalyst 6 is larger than the NOx purification rate of the low temperature active NOx catalyst 7.

【００６４】この高温活性型ＮＯx触媒６と低温活性型
ＮＯx触媒７を直列に配置し、全活性温度域において前
記基本供給条件にしたがって還元剤の供給を実行した場
合、そのときのＮＯx浄化温度特性は、図３において白
丸（○）で示すように、入ガス温度がＴ1よりも低いと
きのＮＯx浄化率が低温活性型ＮＯx触媒７を単独で使用
した時のＮＯx浄化率よりも小さくなってしまう。その
原因は、供給された還元剤の一部が上流側に配置された
高温活性型ＮＯx触媒６で消費されてしまい、下流側に
配置された低温活性型ＮＯx触媒７に必要量の還元剤を
供給することができないからであることは前述した通り
である。When the high-temperature active NOx catalyst 6 and the low-temperature active NOx catalyst 7 are arranged in series and the reducing agent is supplied in accordance with the basic supply conditions in the entire active temperature range, the NOx purification temperature characteristics at that time 3, the NOx purification rate when the input gas temperature is lower than T1 is smaller than the NOx purification rate when the low temperature activated NOx catalyst 7 is used alone, as indicated by white circles (◯) in FIG. . The reason is that a part of the supplied reducing agent is consumed by the high temperature active NOx catalyst 6 disposed on the upstream side, and a necessary amount of reducing agent is supplied to the low temperature active NOx catalyst 7 disposed on the downstream side. This is because it cannot be supplied as described above.

【００６５】そこで、この実施の形態の排気浄化装置で
は、入ガス温度がＴ1よりも低いときのＮＯx浄化率を向
上させるべく低温活性型ＮＯx触媒７に必要量の還元剤
を供給するために、入ガス温度がＴ1より低いときに限
って、供給圧力を基本供給圧力よりも増圧し、噴射ノズ
ル１２から噴射される軽油の噴射圧力を基本噴射圧力よ
りも増圧するようにした。噴射圧力を基本噴射圧力より
も増圧すると、噴射ノズル１２から噴射された軽油の貫
徹力が大きくなるため、高温活性型ＮＯx触媒６で消費
される軽油の量を減少することができ、結果的に、低温
活性型ＮＯx触媒７に供給される軽油の量を増大するこ
とができる。Therefore, in the exhaust purification apparatus of this embodiment, in order to supply the required amount of reducing agent to the low temperature activated NOx catalyst 7 in order to improve the NOx purification rate when the input gas temperature is lower than T1, Only when the inlet gas temperature is lower than T1, the supply pressure is increased from the basic supply pressure, and the injection pressure of the light oil injected from the injection nozzle 12 is increased from the basic injection pressure. When the injection pressure is increased from the basic injection pressure, the penetration force of the light oil injected from the injection nozzle 12 increases, so that the amount of light oil consumed by the high-temperature activated NOx catalyst 6 can be reduced. In addition, the amount of light oil supplied to the low temperature activated NOx catalyst 7 can be increased.

【００６６】尚、入ガス温度がＴ1よりも低いときの供
給圧力を基本供給圧力に対してどの程度増大するかは、
予め実験を行ってその実験結果に基づきＮＯx浄化率の
向上に最適な供給圧力、あるいは増大率を設定する。It should be noted that how much the supply pressure when the input gas temperature is lower than T1 is increased with respect to the basic supply pressure.
An experiment is performed in advance, and a supply pressure or an increase rate that is optimal for improving the NOx purification rate is set based on the experimental result.

【００６７】その際には、ディーゼルエンジン１の排気
ガス流量との関係を考慮して設定するのが好ましい。即
ち、噴射ノズル１２から噴射された軽油は、排気ガス流
量の少ないとき（換言するとエンジン回転数が低いと
き）の方が高温活性型ＮＯx触媒６をすり抜けにくく、
排気ガス流量の多いとき（換言するとエンジン回転数が
高いとき）の方が高温活性型ＮＯx触媒６をすり抜け易
いことから、エンジン回転数が低い場合には基本供給圧
力に対する供給圧力の増大程度を大きくし、エンジン回
転数が高い場合には基本供給圧力に対する供給圧力の増
大程度を小さく設定するのが好ましい。In this case, it is preferable to set the exhaust gas flow rate of the diesel engine 1 in consideration of the relationship. That is, the light oil injected from the injection nozzle 12 is less likely to pass through the high temperature active NOx catalyst 6 when the exhaust gas flow rate is small (in other words, when the engine speed is low).
When the exhaust gas flow rate is high (in other words, when the engine speed is high), it is easier to slip through the high temperature active NOx catalyst 6. Therefore, when the engine speed is low, the increase in supply pressure relative to the basic supply pressure is increased. When the engine speed is high, it is preferable to set the increase in the supply pressure with respect to the basic supply pressure small.

【００６８】そこで、この実施の形態では、予め実験を
行い、低温側のＮＯx浄化率向上に最も効果的な供給圧
力増大率βを排気ガス流量（エンジン回転数Ｎ）との関
係において求め、これをマップ（以下、このマップを
「エンジン回転数／供給圧力増大率マップ」という）に
して予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶しておく。図４は
エンジン回転数／供給圧力増大率マップの一例である。Therefore, in this embodiment, an experiment is conducted in advance to obtain the supply pressure increase rate β most effective for improving the NOx purification rate on the low temperature side in relation to the exhaust gas flow rate (engine speed N). Is stored in advance in the ROM of the ECU 100 as a map (hereinafter, this map is referred to as an “engine speed / supply pressure increase rate map”). FIG. 4 is an example of an engine speed / supply pressure increase rate map.

【００６９】このように入ガス温度がＴ1より低いとき
に噴射ノズル１２への軽油の供給圧力を増大制御し、噴
射圧力を増大制御すると、ＮＯx浄化温度特性は、図３
において三角マーク（△）で示すように改善される。即
ち、入ガス温度がＴ1よりも低いときには、この排気浄
化装置のＮＯx浄化率は低温活性型ＮＯx触媒７を単独使
用した場合のＮＯx浄化率よりも若干高くなり、入ガス
温度がＴ1以上になると、この排気浄化装置のＮＯx浄化
率は高温活性型ＮＯx触媒６を単独使用した場合のＮＯx
浄化率にほぼ等しくなる。即ち、この排気浄化装置で
は、低温から高温に至る広い温度範囲において高いＮＯ
x浄化率を得ることができる。As described above, when the supply pressure of the light oil to the injection nozzle 12 is increased and the injection pressure is increased when the inlet gas temperature is lower than T1, the NOx purification temperature characteristic is as shown in FIG.
As shown by a triangle mark (Δ) in FIG. That is, when the input gas temperature is lower than T1, the NOx purification rate of this exhaust purification device is slightly higher than the NOx purification rate when the low-temperature activated NOx catalyst 7 is used alone, and the input gas temperature becomes T1 or higher. The NOx purification rate of this exhaust purification device is NOx when the high-temperature activated NOx catalyst 6 is used alone.
It becomes almost equal to the purification rate. That is, in this exhaust purification device, high NO in a wide temperature range from low temperature to high temperature.
x The purification rate can be obtained.

【００７０】また、この第１の実施の形態における排気
浄化装置において、高温活性型ＮＯx触媒６を低温活性
型ＮＯx触媒７の上流に配置した理由は次のとおりであ
る。ディーゼルエンジン１から排出されるＮＯxの排出
量は、エンジン運転状態が低回転、低負荷のように排気
ガス温度の低温時には少なく、エンジン運転状態が高回
転、高負荷のように排気ガス温度の高温時には多くな
る。このことは、排気再循環装置（以下、ＥＧＲと略
す）を有するディーゼルエンジンにおいても言えること
である。即ち、低回転、低負荷の運転状態では排気再循
環量（ＥＧＲ量）を多くしてＮＯx排出量を低減するこ
ともできるが、高回転、高負荷の運転状態ではＥＧＲ量
を増やすとスモーク発生などの問題が生じるので、ＥＧ
Ｒ量を増大することによってＮＯx排出量を低減するこ
とはできない。したがって、ＮＯxを還元するために必
要な還元剤の量は、ＮＯx排出量が多くなる排気ガス高
温時により多く要求される。The reason why the high temperature active type NOx catalyst 6 is arranged upstream of the low temperature active type NOx catalyst 7 in the exhaust purification system of the first embodiment is as follows. The amount of NOx discharged from the diesel engine 1 is low when the engine operating state is low and the exhaust gas temperature is low, such as low load, and the exhaust gas temperature is high, such as when the engine operating state is high rotation and high load. Sometimes it gets more. This is also true for a diesel engine having an exhaust gas recirculation device (hereinafter abbreviated as EGR). In other words, NOx emissions can be reduced by increasing the exhaust gas recirculation amount (EGR amount) in the low-rotation and low-load operation state, but if the EGR amount is increased in the high-rotation and high-load operation state, smoke is generated. EG will cause problems such as EG
It is not possible to reduce NOx emissions by increasing the amount of R. Therefore, the amount of reducing agent necessary to reduce NOx is required more at high exhaust gas temperatures where NOx emissions increase.

【００７１】ここで、もし仮に、低温活性型ＮＯx触媒
７を高温活性型ＮＯx触媒６よりも上流に配置した場合
を考えると、排気ガス高温時に、下流に配置された高温
活性型ＮＯx触媒６でＮＯxを還元するためには、多量の
還元剤を噴射するための高い供給圧力が必要なだけでな
く、それに加えて、低温活性型ＮＯx触媒７をすり抜け
させるための供給圧力増大分が必要であり、高温時にお
ける供給圧力の増大量を極めて大きくせざるを得なくな
る。その結果、高温時における還元剤噴射量が増大し、
燃費悪化を招くこととなる。高温活性型ＮＯx触媒６を
低温活性型ＮＯx触媒７の上流に配置すると、このよう
な問題が発生するのを回避することができる。Here, if the low temperature activated NOx catalyst 7 is arranged upstream of the high temperature activated NOx catalyst 6, the high temperature activated NOx catalyst 6 arranged downstream at the time of high exhaust gas temperature will be described. In order to reduce NOx, not only a high supply pressure for injecting a large amount of reducing agent is required, but in addition to this, an increase in the supply pressure for passing through the low-temperature active NOx catalyst 7 is required. In addition, the amount of increase in supply pressure at high temperatures has to be extremely large. As a result, the reducing agent injection amount at high temperatures increases,
This will cause a deterioration in fuel consumption. If the high temperature active type NOx catalyst 6 is arranged upstream of the low temperature active type NOx catalyst 7, it is possible to avoid such a problem.

【００７２】このことは、燃費悪化や熱劣化について考
慮する必要がない場合には、低温活性型ＮＯx触媒７を
高温活性型ＮＯx触媒６よりも上流に配置することが可
能であることを意味する。This means that the low temperature active type NOx catalyst 7 can be arranged upstream of the high temperature active type NOx catalyst 6 when there is no need to consider fuel consumption deterioration or thermal deterioration. .

【００７３】次に、この実施の形態における噴射圧力制
御ルーチンを図５を参照して説明する。このルーチンを
構成する各ステップからなるフローチャートはＥＣＵ１
００のＲＯＭに記憶してあり、フローチャートの各ステ
ップにおける処理は総てＥＣＵ１００のＣＰＵによって
実行される。Next, the injection pressure control routine in this embodiment will be described with reference to FIG. A flow chart comprising the steps constituting this routine is the ECU 1.
00 is stored in the ROM, and all the processes in the steps of the flowchart are executed by the CPU of the ECU 100.

【００７４】＜ステップ１０１＞まず、ＥＣＵ１００
は、ステップ１０１において、高温活性型ＮＯx触媒６
あるいは低温活性型ＮＯx触媒７に還元剤を供給すべき
条件（以下、排気系燃料供給条件という）を満足してい
るか否か判定する。排気系燃料供給条件とは、高温活性
型ＮＯx触媒６あるいは低温活性型ＮＯx触媒７の触媒温
度が活性温度域に入っていることである。触媒温度が活
性温度域に入っていない場合には、還元剤を供給しても
ＮＯxを浄化することができないので還元剤を供給する
必要がない。したがって、ＥＣＵ１００は、ステップ１
０１で否定判定した場合には本ルーチンを終了する。
尚、この実施の形態では、入ガス温センサ８により検出
した入ガス温度を触媒温度として代用する。<Step 101> First, the ECU 100
In step 101, the high-temperature activated NOx catalyst 6
Alternatively, it is determined whether or not a condition for supplying the reducing agent to the low-temperature activated NOx catalyst 7 (hereinafter referred to as exhaust system fuel supply condition) is satisfied. The exhaust system fuel supply condition is that the catalyst temperature of the high temperature active NOx catalyst 6 or the low temperature active NOx catalyst 7 is in the active temperature range. When the catalyst temperature is not within the activation temperature range, it is not necessary to supply the reducing agent because NOx cannot be purified even if the reducing agent is supplied. Therefore, the ECU 100 performs step 1.
If a negative determination is made at 01, this routine ends.
In this embodiment, the input gas temperature detected by the input gas temperature sensor 8 is used as the catalyst temperature.

【００７５】＜ステップ１０２＞ステップ１０１におい
て排気系燃料供給条件を満足していると判定した場合
（即ち、肯定判定した場合）には、ＥＣＵ１００は、ス
テップ１０２に進み、ディーゼルエンジン１の運転状態
の履歴から、還元剤供給装置１０による軽油の基本供給
条件（基本供給圧力Ｐ0、基本供給期間ｔ、基本供給間
隔Ｓ）を演算する。<Step 102> When it is determined in step 101 that the exhaust system fuel supply condition is satisfied (that is, when an affirmative determination is made), the ECU 100 proceeds to step 102 and the operation state of the diesel engine 1 is determined. From the history, the basic supply conditions (basic supply pressure P0, basic supply period t, basic supply interval S) of light oil by the reducing agent supply device 10 are calculated.

【００７６】＜ステップ１０３＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ１０３に進み、入ガス温センサ８で検出し
た入ガス温度Ｔが閾値Ｔ1よりも高いか否か判定する。<Step 103> Next, the ECU 100
Advances to step 103 to determine whether or not the input gas temperature T detected by the input gas temperature sensor 8 is higher than the threshold value T1.

【００７７】＜ステップ１０４＞ステップ１０３で肯定
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ１０４に
進み、噴射ノズル１２への軽油の供給圧力Ｐをステップ
１０２で求めた基本供給圧力Ｐ0とする（Ｐ＝Ｐ0）。即
ち、入ガス温度ＴがＴ1よりも高い場合の排気系への軽
油の供給条件は、基本供給条件のままとなる。<Step 104> If the determination in step 103 is affirmative, the ECU 100 proceeds to step 104, where the supply pressure P of light oil to the injection nozzle 12 is set to the basic supply pressure P0 obtained in step 102 (P = P0). That is, the supply condition of the light oil to the exhaust system when the input gas temperature T is higher than T1 remains the basic supply condition.

【００７８】＜ステップ１０５＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ１０５に進み、基本供給条件にしたがって
還元剤供給装置１０による排気管５への軽油の噴射を実
行し、本ルーチンを終了する。尚、この排気系への軽油
供給実行に際し、ＥＣＵ１００は、基本供給圧力Ｐ0に
対応する供給ポンプ１１の駆動電圧を演算し、該駆動電
圧に基づいて供給ポンプ１１を運転制御し、また、基本
供給期間ｔおよび基本供給間隔Ｓに応じた電磁弁１３の
開閉制御を実行する。<Step 105> Next, the ECU 100
Advances to step 105, executes light oil injection into the exhaust pipe 5 by the reducing agent supply device 10 according to the basic supply conditions, and ends this routine. When executing the light oil supply to the exhaust system, the ECU 100 calculates the drive voltage of the supply pump 11 corresponding to the basic supply pressure P0, and controls the operation of the supply pump 11 based on the drive voltage. The opening / closing control of the electromagnetic valve 13 according to the period t and the basic supply interval S is executed.

【００７９】＜ステップ１０６＞一方、ステップ１０３
で否定判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ１
０６に進み、エンジン回転数を読み込んで該エンジン回
転数に応じた供給圧力増大率βを、エンジン回転数／供
給圧力増大率マップを参照して演算する。<Step 106> On the other hand, Step 103
If a negative determination is made in step 100, the ECU 100 determines in step 1.
In step 06, the engine speed is read and the supply pressure increase rate β corresponding to the engine speed is calculated with reference to the engine speed / supply pressure increase rate map.

【００８０】＜ステップ１０７＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ１０７に進み、基本供給圧力Ｐ0にステッ
プ１０６で求めた供給圧力増大率βを乗じて得た積を、
噴射ノズル１２への軽油の供給圧力Ｐとする（Ｐ＝Ｐ0
×β）。つまり、入ガス温度ＴがＴ1以下である場合の
排気系への軽油の供給条件を、供給圧力Ｐ＝Ｐ0×β、
基本供給期間ｔ、基本供給間隔Ｓとする。<Step 107> Next, the ECU 100
Advances to step 107, and the product obtained by multiplying the basic supply pressure P0 by the supply pressure increase rate β obtained in step 106 is
A light oil supply pressure P to the injection nozzle 12 is set (P = P0).
× β). That is, the supply condition of the light oil to the exhaust system when the input gas temperature T is equal to or lower than T1 is the supply pressure P = P0 × β,
A basic supply period t and a basic supply interval S are assumed.

【００８１】次に、ＥＣＵ１００は、ステップ１０７か
らステップ１０５に進み、前記供給条件にしたがって還
元剤供給装置１０による排気管５への軽油の噴射を実行
する。このとき、ＥＣＵ１００は、供給圧力Ｐ＝Ｐ0×
βに対応する供給ポンプ１１の駆動電圧を演算し、該駆
動電圧に基づいて供給ポンプ１１の運転制御を実行し、
また、基本供給期間ｔおよび基本供給間隔Ｓに応じた電
磁弁１３の開閉制御を実行する。Next, the ECU 100 proceeds from step 107 to step 105 and executes injection of light oil into the exhaust pipe 5 by the reducing agent supply device 10 in accordance with the supply conditions. At this time, the ECU 100 determines that the supply pressure P = P0 ×
a drive voltage of the supply pump 11 corresponding to β is calculated, and operation control of the supply pump 11 is executed based on the drive voltage;
Moreover, the opening / closing control of the solenoid valve 13 according to the basic supply period t and the basic supply interval S is executed.

【００８２】尚、この実施の形態では、入ガス温度Ｔが
Ｔ1以下である場合の排気系への軽油の供給条件を、供
給圧力Ｐ＝Ｐ0×β、基本供給期間ｔ、基本供給間隔Ｓ
としているので、噴射ノズル１２から噴射される軽油の
噴射圧力が増大する分、基本供給条件のときに比べて軽
油の供給総量が増大することになるが、その増大分は高
温活性型ＮＯx触媒６において消費される軽油の量と相
殺され、低温活性型ＮＯx触媒７には殆ど過不足のない
適量の軽油が供給されることとなる。In this embodiment, the conditions for supplying light oil to the exhaust system when the input gas temperature T is T1 or less are the supply pressure P = P0 × β, the basic supply period t, and the basic supply interval S.
Therefore, the total amount of light oil supplied increases as the injection pressure of the light oil injected from the injection nozzle 12 increases as compared with the basic supply condition. The increase is the high temperature active NOx catalyst 6. The low-temperature activated NOx catalyst 7 is supplied with an appropriate amount of light oil almost without excess or deficiency.

【００８３】ただし、入ガス温度ＴがＴ1以下であると
きの還元剤供給量制御をさらに微細に行う必要がある場
合には、供給圧力を増圧制御するだけでなく、これに加
えて、供給期間や供給間隔について補正することも可能
である。However, if it is necessary to finely control the reducing agent supply amount when the input gas temperature T is equal to or lower than T1, the supply pressure is not only controlled to increase, but in addition to this, the supply It is also possible to correct the period and supply interval.

【００８４】尚、この第１の実施の形態においては、供
給ポンプ１１（駆動回路部１６を含む）および噴射ノズ
ル１２と、噴射圧力制御ルーチンのうちステップ１０３
からステップ１０７をＥＣＵ１００が実行することによ
り、本発明における還元剤圧力制御手段が実現される。In the first embodiment, the supply pump 11 (including the drive circuit unit 16) and the injection nozzle 12 and step 103 in the injection pressure control routine are described.
From step 107, the ECU 100 executes the reducing agent pressure control means in the present invention.

【００８５】〔第２の実施の形態〕次に、図６から図１
１を参照して本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第
２の実施の形態を説明する。前述した第１の実施の形態
の排気浄化装置では、排気管５に吸蔵還元型ＮＯx触媒
が２つ直列に配置されていたが、この第２の実施の形態
における排気浄化装置においては、図６に示すように、
排気管５に設けられた吸蔵還元型ＮＯx触媒はただ１つ
だけである。第２の実施の形態における吸蔵還元型ＮＯ
x触媒としては、高温活性型ＮＯx触媒６、低温活性型Ｎ
Ｏx触媒７のいずれも採用可能であるが、以下の説明で
は低温活性型ＮＯx触媒７を採用した場合を例に挙げて
説明する。[Second Embodiment] Next, FIG. 6 to FIG.
A second embodiment of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. In the exhaust purification apparatus of the first embodiment described above, two NOx storage reduction catalysts are arranged in series in the exhaust pipe 5, but in the exhaust purification apparatus of the second embodiment, FIG. As shown in
There is only one NOx storage reduction catalyst provided in the exhaust pipe 5. Occlusion reduction type NO in the second embodiment
x catalysts include high temperature active NOx catalyst 6 and low temperature active N
Although any of the Ox catalysts 7 can be employed, the following description will be given taking as an example the case where the low temperature activated NOx catalyst 7 is employed.

【００８６】また、この第２の実施の形態における排気
浄化装置においては、還元剤供給装置（還元剤噴射手
段）１０の噴射ノズル１２として、スワールノズルと称
されるノズルが用いられている。スワールノズルは、供
給圧力の大きさに応じて、ノズルから噴射される燃料の
噴射角度および噴射形態を変えることができるノズルで
ある。In the exhaust gas purification apparatus according to the second embodiment, a nozzle called a swirl nozzle is used as the injection nozzle 12 of the reducing agent supply device (reducing agent injection means) 10. The swirl nozzle is a nozzle that can change the injection angle and the injection form of the fuel injected from the nozzle according to the magnitude of the supply pressure.

【００８７】このスワールノズルの概略構成を図７を参
照して説明すると、ノズルボディ１２ａの内部には燃料
溜まり室１２ｂが形成されており、燃料溜まり室１２ｂ
にはノズルコア１２ｃが固定されている。ノズルボディ
１２ａの基部側には、燃料溜まり室１２ｂに連なる弁室
１２ｄが設けられており、この弁室１２ｄに燃料パイプ
１５が接続される。弁室１２ｄには、燃料パイプ１５か
ら弁室１２ｄに燃料が流れるのを許容しその逆方向に燃
料が流れるのを阻止するチェック弁１２ｅが設けられて
いる。チェック弁１２ｅはスプリング１２ｆによって閉
弁方向に付勢されており、燃料パイプ１５から供給され
る燃料圧力が所定の開弁圧力以上になると開弁するよう
に設定されている。The schematic structure of the swirl nozzle will be described with reference to FIG. 7. A fuel reservoir chamber 12b is formed in the nozzle body 12a, and the fuel reservoir chamber 12b.
Nozzle core 12c is fixed to. A valve chamber 12d connected to the fuel reservoir chamber 12b is provided on the base side of the nozzle body 12a, and a fuel pipe 15 is connected to the valve chamber 12d. The valve chamber 12d is provided with a check valve 12e that allows fuel to flow from the fuel pipe 15 to the valve chamber 12d and prevents fuel from flowing in the opposite direction. The check valve 12e is urged in the valve closing direction by a spring 12f, and is set to open when the fuel pressure supplied from the fuel pipe 15 exceeds a predetermined valve opening pressure.

【００８８】ノズルボディ１２ａの内周面とノズルコア
１２ｃの外周面の間は燃料通路１２ｇになっていて、燃
料パイプ１５から燃料溜まり室１２ｂに流入した燃料
は、燃料通路１２ｇを通ってノズルコア１２ｃの前方へ
と流れ込む。また、ノズルコア１２ｃの先端部分のテー
パ面にはスワール形成用のスリット１２ｈが複数設けら
れており、燃料が燃料通路１２からノズルコア１２ｃの
前方に流出するときにスリット１２ｈによってスワール
流が発生する。ノズルコア１２ｃの前方に送り出された
燃料は、ノズルボディ１２ａの先端に設けられた噴孔１
２ｉから噴射される。A fuel passage 12g is formed between the inner peripheral surface of the nozzle body 12a and the outer peripheral surface of the nozzle core 12c. The fuel flowing from the fuel pipe 15 into the fuel reservoir chamber 12b passes through the fuel passage 12g and reaches the nozzle core 12c. Flows forward. Further, a plurality of swirl forming slits 12h are provided on the tapered surface of the tip portion of the nozzle core 12c, and a swirl flow is generated by the slit 12h when the fuel flows out from the fuel passage 12 to the front of the nozzle core 12c. The fuel sent to the front of the nozzle core 12c is the nozzle hole 1 provided at the tip of the nozzle body 12a.
2i is injected.

【００８９】このように構成されたスワールノズルから
なる噴射ノズル１２においては、燃料パイプ１５を介し
て供給される軽油の供給圧力が開弁圧力以上になると噴
孔１２ｉから軽油が噴射されるのであるが、供給圧力の
大きさによって噴射角度および噴射形態が変わるという
噴射特性がある。詳述すると、供給圧力が小さいときに
はスワール流の強さが弱いため、図８（Ａ）に示すよう
に、噴孔から噴射される軽油の噴射角度が小さく、且
つ、中実状に噴射される。一方、供給圧力が非常に大き
くなるとスワール流の強さが非常に強くなるため、図８
（Ｂ）に示すように、噴孔１２ｉから噴射される軽油の
噴射角度が大きくなるとともに、中空コーン状に噴射さ
れる。In the injection nozzle 12 composed of the swirl nozzle configured as described above, the light oil is injected from the injection hole 12i when the supply pressure of the light oil supplied through the fuel pipe 15 becomes equal to or higher than the valve opening pressure. However, there is an injection characteristic that the injection angle and the injection form change depending on the magnitude of the supply pressure. More specifically, since the strength of the swirl flow is weak when the supply pressure is small, as shown in FIG. 8A, the injection angle of the light oil injected from the injection hole is small and is injected in a solid state. On the other hand, when the supply pressure becomes very large, the strength of the swirl flow becomes very strong.
As shown to (B), while the injection angle of the light oil injected from the nozzle hole 12i becomes large, it is injected in hollow cone shape.

【００９０】第２の実施の形態の内燃機関の排気浄化装
置において、上述した構成以外の装置構成については前
述の第１の実施の形態と全く同じであるので、同一態様
部分に同一符号を付して説明を省略する。In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment, the device configuration other than the above-described configuration is exactly the same as that of the first embodiment described above. Therefore, the description is omitted.

【００９１】第２の実施の形態においては、噴射ノズル
１２を構成するスワールノズルの噴射特性を利用し、排
気ガス温度に応じて噴射角度および噴射形態を変えるこ
とによって、低温活性型ＮＯx触媒７のＮＯx浄化率の向
上を図っている。以下、これについて詳述する。In the second embodiment, the low-temperature activated NOx catalyst 7 of the low-temperature active NOx catalyst 7 is obtained by utilizing the injection characteristics of the swirl nozzles constituting the injection nozzle 12 and changing the injection angle and the injection form in accordance with the exhaust gas temperature. The NOx purification rate is improved. This will be described in detail below.

【００９２】低温活性型ＮＯx触媒７は活性温度域を有
し、この活性温度域を外れると低くてもあるいは高くて
もＮＯx浄化率が大幅に低減することは前述した通りで
ある。一方、排気管５の途中に低温活性型ＮＯx触媒７
が設けられている場合、その触媒温度は、図９に示すよ
うに、流れの中央部で最も高くなり外周部に接近するに
したがって低下していくことは前述したとおりである。As described above, the low temperature activated NOx catalyst 7 has an active temperature range, and if it is outside this active temperature range, the NOx purification rate is greatly reduced whether it is low or high. On the other hand, a low-temperature activated NOx catalyst 7 is placed in the middle of the exhaust pipe 5.
As described above, the catalyst temperature is highest at the center of the flow and decreases as it approaches the outer periphery as shown in FIG.

【００９３】したがって、低温活性型ＮＯx触媒７に流
入する排気ガスの温度（この実施の形態における入ガス
温度）が図１０に示すように活性温度域における下限領
域に該当する温度である場合には、低温活性型ＮＯx触
媒７の中央部近傍は触媒温度が活性温度域に収まって所
定のＮＯx浄化率を呈するものの、低温活性型ＮＯx触媒
７の外周部近傍は触媒温度が活性温度域の最下限を下回
ってＮＯx浄化率が極度に低下することがあり、低温活
性型ＮＯx触媒７全体としてのＮＯx浄化率が低下する虞
れがある。Accordingly, when the temperature of the exhaust gas flowing into the low-temperature activated NOx catalyst 7 (inlet gas temperature in this embodiment) is a temperature corresponding to the lower limit region in the active temperature region as shown in FIG. In the vicinity of the central portion of the low temperature active NOx catalyst 7, the catalyst temperature falls within the active temperature range and exhibits a predetermined NOx purification rate, but in the vicinity of the outer peripheral portion of the low temperature active NOx catalyst 7, the catalyst temperature is the lowest limit of the active temperature range. The NOx purification rate may extremely decrease below this value, and the NOx purification rate of the low-temperature active NOx catalyst 7 as a whole may be reduced.

【００９４】そこで、入ガス温度が下限領域にあるとき
には、低温活性型ＮＯx触媒７の中央部近傍に還元剤
（軽油）を集中して供給すべく、噴射ノズル１２への供
給圧力を通常より低い所定の下限圧力Ｐminに設定し、
噴射ノズル１２の噴射角度を小さくし中実状に噴射させ
るようにする。Therefore, when the input gas temperature is in the lower limit region, the supply pressure to the injection nozzle 12 is lower than usual so that the reducing agent (light oil) is concentrated and supplied near the center of the low temperature activated NOx catalyst 7. Set to a predetermined lower limit pressure Pmin,
The injection angle of the injection nozzle 12 is reduced so that the injection is solid.

【００９５】このように軽油を噴射すると、低温活性型
ＮＯx触媒７において活性温度域に収まっている中央部
近傍で効率的にＮＯxの還元浄化が行われることとな
る。尚、このときには低温活性型ＮＯx触媒７において
活性温度域から外れている虞れのある外周部近傍には軽
油が供給されないので、当該外周部近傍に吸収されてい
るＮＯxが放出されるのを抑制することができる。ま
た、当該外周部近傍のＨＣ劣化を抑制することもでき
る。When light oil is injected in this way, NOx reduction and purification is efficiently performed in the vicinity of the central portion of the low temperature active NOx catalyst 7 within the active temperature range. At this time, since the light oil is not supplied to the vicinity of the outer peripheral portion that may be out of the active temperature range in the low temperature active NOx catalyst 7, it is possible to suppress the release of NOx absorbed in the vicinity of the outer peripheral portion. can do. Moreover, it is possible to suppress HC deterioration in the vicinity of the outer peripheral portion.

【００９６】一方、入ガス温度が図１０に示すように低
温活性型ＮＯx触媒７の活性温度域における上限領域に
該当する温度である場合には、低温活性型ＮＯx触媒７
の外周部近傍は触媒温度が活性温度域に収まって所定の
ＮＯx浄化率を呈するものの、低温活性型ＮＯx触媒７の
中央部近傍は触媒温度が触媒作用によって更に温度上昇
する結果、活性温度域の上限を超えてＮＯx浄化率が極
度に低下することがあり、低温活性型ＮＯx触媒７全体
としてのＮＯx浄化率が低下する虞れがある。On the other hand, when the input gas temperature is a temperature corresponding to the upper limit region in the activation temperature range of the low temperature activated NOx catalyst 7 as shown in FIG.
In the vicinity of the outer peripheral portion of the catalyst, the catalyst temperature falls within the activation temperature range and exhibits a predetermined NOx purification rate, but in the vicinity of the center portion of the low temperature activated NOx catalyst 7, the catalyst temperature further increases due to the catalytic action. When the upper limit is exceeded, the NOx purification rate may extremely decrease, and the NOx purification rate of the low-temperature activated NOx catalyst 7 as a whole may be reduced.

【００９７】そこで、入ガス温度が上限領域にあるとき
には、低温活性型ＮＯx触媒７の外周部近傍に還元剤
（軽油）を集中して供給すべく、噴射ノズル１２への供
給圧力を通常よりも高い所定の上限圧力Ｐmaxに設定
し、噴射ノズル１２の噴射角度を大きくし中空コーン状
に噴射させるようにする。Therefore, when the inlet gas temperature is in the upper limit region, the supply pressure to the injection nozzle 12 is set higher than usual so that the reducing agent (light oil) is concentrated and supplied in the vicinity of the outer peripheral portion of the low temperature activated NOx catalyst 7. A high predetermined upper limit pressure Pmax is set, and the injection angle of the injection nozzle 12 is increased so as to be injected in a hollow cone shape.

【００９８】このように軽油を噴射すると、低温活性型
ＮＯx触媒７において活性温度域に収まっている外周部
近傍で効率的にＮＯxの還元浄化が行われることとな
る。尚、このときには低温活性型ＮＯx触媒７において
活性温度域から外れている虞れのある中央部近傍には軽
油が供給されないので、触媒反応による当該中央部近傍
の熱劣化を抑制することができる。When light oil is injected in this way, NOx reduction and purification is efficiently performed in the vicinity of the outer periphery of the low-temperature active NOx catalyst 7 within the active temperature range. At this time, since light oil is not supplied to the vicinity of the central portion of the low-temperature active NOx catalyst 7 that may be out of the active temperature range, thermal deterioration in the vicinity of the central portion due to the catalytic reaction can be suppressed.

【００９９】次に、第２の実施の形態における噴射圧力
制御ルーチンを図１１を参照して説明する。このルーチ
ンを構成する各ステップからなるフローチャートはＥＣ
Ｕ１００のＲＯＭに記憶してあり、フローチャートの各
ステップにおける処理は総てＥＣＵ１００のＣＰＵによ
って実行される。Next, an injection pressure control routine according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The flowchart consisting of the steps that make up this routine is EC
All the processes in each step of the flowchart are executed by the CPU of the ECU 100.

【０１００】＜ステップ２０１＞まず、ＥＣＵ１００
は、ステップ２０１において、低温活性型ＮＯx触媒７
に還元剤を供給すべき条件（以下、排気系燃料供給条件
という）を満足しているか否か判定する。排気系燃料供
給条件とは、低温活性型ＮＯx触媒７の触媒温度が活性
温度域に入っていることである。触媒温度が活性温度域
に入っていない場合には、還元剤を供給してもＮＯxを
浄化することができないので還元剤を供給する必要がな
い。したがって、ＥＣＵ１００は、ステップ２０１で否
定判定した場合には本ルーチンを終了する。尚、この実
施の形態では、入ガス温センサ８により検出した入ガス
温度を触媒温度として代用する。<Step 201> First, the ECU 100
In step 201, the low temperature activated NOx catalyst 7
It is determined whether or not a condition for supplying a reducing agent (hereinafter referred to as an exhaust system fuel supply condition) is satisfied. The exhaust system fuel supply condition is that the catalyst temperature of the low temperature activated NOx catalyst 7 is in the activation temperature range. When the catalyst temperature is not within the activation temperature range, it is not necessary to supply the reducing agent because NOx cannot be purified even if the reducing agent is supplied. Therefore, if the ECU 100 makes a negative determination in step 201, the routine ends. In this embodiment, the input gas temperature detected by the input gas temperature sensor 8 is used as the catalyst temperature.

【０１０１】＜ステップ２０２＞ステップ２０１におい
て排気系燃料供給条件を満足していると判定した場合
（即ち、肯定判定した場合）には、ＥＣＵ１００は、ス
テップ２０２に進み、ディーゼルエンジン１の運転状態
の履歴から、還元剤供給装置１０による軽油の基本供給
条件（基本供給圧力Ｐ0、基本供給期間ｔ、基本供給間
隔Ｓ）を演算する。<Step 202> If it is determined in step 201 that the exhaust system fuel supply condition is satisfied (that is, if an affirmative determination is made), the ECU 100 proceeds to step 202 and the operation state of the diesel engine 1 is determined. From the history, the basic supply conditions (basic supply pressure P0, basic supply period t, basic supply interval S) of light oil by the reducing agent supply device 10 are calculated.

【０１０２】＜ステップ２０３＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ２０３に進み、入ガス温センサ８で検出し
た入ガス温度Ｔが、下限領域（Ｔ≦Ｔmin）、上限
領域（Ｔ≧Ｔmax）、中間の温度領域（Ｔmin＜Ｔ＜Ｔ
max）、のいずれの領域に属するか判定する。<Step 203> Next, the ECU 100
Advances to step 203, and the input gas temperature T detected by the input gas temperature sensor 8 is the lower limit region (T ≦ Tmin), the upper limit region (T ≧ Tmax), and the intermediate temperature region (Tmin <T <T
max), which area is determined.

【０１０３】＜ステップ２０４＞ステップ２０３におい
て入ガス温度Ｔが下限領域（Ｔ≦Ｔmin）に属すると判
定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ２０４に進
み、噴射ノズル１２への軽油の供給圧力Ｐを下限圧力Ｐ
minとする（Ｐ＝Ｐmin）。即ち、入ガス温度ＴがＴmin
よりも低い場合の排気系への軽油の供給条件は、供給圧
力Ｐmin、基本供給期間ｔ、基本供給間隔Ｓとなる。
尚、下限圧力Ｐminは予め実験により求めた最適値であ
り、基本供給圧力Ｐ0よりも低い値である。この下限圧
力Ｐminを予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶しておく。<Step 204> When it is determined in step 203 that the input gas temperature T belongs to the lower limit region (T ≦ Tmin), the ECU 100 proceeds to step 204 and sets the supply pressure P of the light oil to the injection nozzle 12 to the injection nozzle 12. Lower limit pressure P
Let min (P = Pmin). That is, the input gas temperature T is Tmin.
The conditions for supplying light oil to the exhaust system when the pressure is lower than that are: supply pressure Pmin, basic supply period t, and basic supply interval S.
The lower limit pressure Pmin is an optimum value obtained in advance by experiments, and is a value lower than the basic supply pressure P0. This lower limit pressure Pmin is stored in advance in the ROM of the ECU 100.

【０１０４】＜ステップ２０５＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ２０５に進み、前記供給条件にしたがって
還元剤供給装置１０による排気管５への軽油の噴射を実
行し、本ルーチンを終了する。尚、この排気系への軽油
供給実行に際し、ＥＣＵ１００は、供給圧力Ｐ＝Ｐmin
に対応する供給ポンプ１１の駆動電圧を演算し、該駆動
電圧に基づいて供給ポンプ１１を運転制御し、また、基
本供給期間ｔおよび基本供給間隔Ｓに応じた電磁弁１３
の開閉制御を実行する。<Step 205> Next, the ECU 100
Advances to step 205, executes injection of light oil into the exhaust pipe 5 by the reducing agent supply device 10 in accordance with the supply conditions, and ends this routine. When executing the light oil supply to the exhaust system, the ECU 100 supplies the supply pressure P = Pmin.
Is calculated, the operation of the supply pump 11 is controlled based on the drive voltage, and the electromagnetic valve 13 corresponding to the basic supply period t and the basic supply interval S is calculated.
Open / close control is executed.

【０１０５】＜ステップ２０６＞一方、ステップ２０３
において入ガス温度Ｔが中間の温度領域（Ｔmin＜Ｔ＜
Ｔmax）に属すると判定した場合には、ＥＣＵ１００
は、ステップ２０６に進み、噴射ノズル１２への軽油の
供給圧力Ｐをステップ２０２で求めた基本供給圧力Ｐ0
とする（Ｐ＝Ｐ0）。即ち、入ガス温度Ｔが中間の温度
領域（Ｔmin＜Ｔ＜Ｔmax）にある場合の排気系への軽油
の供給条件は、基本供給条件のままとなる。<Step 206> On the other hand, Step 203
In the intermediate temperature range (Tmin <T <
ECU 100 is determined to belong to Tmax).
Advances to step 206, and the basic supply pressure P0 obtained in step 202 is the light oil supply pressure P to the injection nozzle 12.
(P = P0). That is, the supply condition of the light oil to the exhaust system when the input gas temperature T is in the intermediate temperature range (Tmin <T <Tmax) remains the basic supply condition.

【０１０６】次に、ＥＣＵ１００は、ステップ２０６か
らステップ２０５に進み、前記供給条件にしたがって還
元剤供給装置１０による排気管５への軽油の噴射を実行
し、本ルーチンを終了する。尚、この排気系への軽油供
給実行に際し、ＥＣＵ１００は、基本供給圧力Ｐ0に対
応する供給ポンプ１１の駆動電圧を演算し、該駆動電圧
に基づいて供給ポンプ１１を運転制御し、また、基本供
給期間ｔおよび基本供給間隔Ｓに応じた電磁弁１３の開
閉制御を実行する。Next, the ECU 100 proceeds from step 206 to step 205, in which light oil is injected into the exhaust pipe 5 by the reducing agent supply device 10 in accordance with the supply conditions, and this routine ends. When executing the light oil supply to the exhaust system, the ECU 100 calculates the drive voltage of the supply pump 11 corresponding to the basic supply pressure P0, and controls the operation of the supply pump 11 based on the drive voltage. The opening / closing control of the electromagnetic valve 13 according to the period t and the basic supply interval S is executed.

【０１０７】＜ステップ２０７＞また、ステップ２０３
において入ガス温度Ｔが上限領域（Ｔ≧Ｔmax）に属す
ると判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ２０
７に進み、噴射ノズル１２への軽油の供給圧力Ｐを上限
圧力Ｐmaxとする（Ｐ＝Ｐmax）。即ち、入ガス温度Ｔが
Ｔmaxよりも高い場合の排気系への軽油の供給条件は、
供給圧力Ｐmax、基本供給期間ｔ、基本供給間隔Ｓとな
る。尚、上限圧力Ｐmaxは予め実験により求めた最適値
であり、基本供給圧力Ｐ0よりも高い値である。この上
限圧力Ｐmaxを予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶してお
く。<Step 207> Step 203
If it is determined that the input gas temperature T belongs to the upper limit region (T ≧ Tmax), the ECU 100 determines in step 20.
In step 7, the supply pressure P of light oil to the injection nozzle 12 is set to the upper limit pressure Pmax (P = Pmax). That is, when the input gas temperature T is higher than Tmax, the conditions for supplying light oil to the exhaust system are as follows:
Supply pressure Pmax, basic supply period t, and basic supply interval S. The upper limit pressure Pmax is an optimum value obtained in advance by experiments and is higher than the basic supply pressure P0. The upper limit pressure Pmax is stored in advance in the ROM of the ECU 100.

【０１０８】次に、ＥＣＵ１００は、ステップ２０５に
進み、前記供給条件にしたがって還元剤供給装置１０に
よる排気管５への軽油の噴射を実行し、本ルーチンを終
了する。尚、この排気系への軽油供給実行に際し、ＥＣ
Ｕ１００は、供給圧力Ｐ＝Ｐmaxに対応する供給ポンプ
１１の駆動電圧を演算し、該駆動電圧に基づいて供給ポ
ンプ１１を運転制御し、また、基本供給期間ｔおよび基
本供給間隔Ｓに応じた電磁弁１３の開閉制御を実行す
る。Next, the ECU 100 proceeds to step 205, executes the injection of light oil into the exhaust pipe 5 by the reducing agent supply device 10 in accordance with the supply conditions, and ends this routine. In addition, when executing the light oil supply to this exhaust system, EC
U100 calculates the drive voltage of the supply pump 11 corresponding to the supply pressure P = Pmax, controls the operation of the supply pump 11 based on the drive voltage, and performs electromagnetic control according to the basic supply period t and the basic supply interval S. The opening / closing control of the valve 13 is executed.

【０１０９】尚、この第２の実施の形態においては、供
給ポンプ１１（駆動回路部１６を含む）および噴射ノズ
ル１２と、噴射圧力制御ルーチンのうちステップ２０３
からステップ２０７をＥＣＵ１００が実行することによ
り、本発明における噴射角度制御手段が実現される。In the second embodiment, the supply pump 11 (including the drive circuit unit 16) and the injection nozzle 12 and step 203 in the injection pressure control routine are described.
From step 207, the ECU 100 executes the injection angle control means in the present invention.

【０１１０】〔第３の実施の形態〕次に、図１２から図
１４を参照して本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の
第３の実施の形態を説明する。第３の実施の形態におけ
る排気浄化装置は、第１の実施の形態と第２の実施の形
態の組み合わせということができる。[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. The exhaust emission control device in the third embodiment can be said to be a combination of the first embodiment and the second embodiment.

【０１１１】第３の実施の形態における排気浄化装置の
装置構成は、図１２に示すように、基本的には第１の実
施の形態における排気浄化装置の装置構成と同じであ
り、第１の実施の形態の排気浄化装置と同一態様部分に
図中同一符号を付して説明を省略する。As shown in FIG. 12, the apparatus configuration of the exhaust purification apparatus in the third embodiment is basically the same as the apparatus configuration of the exhaust purification apparatus in the first embodiment. The same reference numerals in the figure denote the same parts as in the exhaust emission control device of the embodiment, and a description thereof will be omitted.

【０１１２】第３の実施の形態における排気浄化装置に
おいて、装置構成上でただ一つ第１の実施の形態と相違
する点は、第３の実施の形態における噴射ノズル１２は
第２の実施の形態における噴射ノズル１２と同様にスワ
ールノズルから構成されていることである。The exhaust purification system according to the third embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the apparatus. The injection nozzle 12 according to the third embodiment is different from the second embodiment. It is comprised from the swirl nozzle similarly to the injection nozzle 12 in a form.

【０１１３】スワールノズルは、供給圧力の大きさに応
じて、ノズルから噴射される燃料の噴射角度および噴射
形態を変えることができるノズルであることは前述した
とおりであるが、スワールノズルは、それだけでなく、
供給圧力の大きさに応じてノズルから噴射される軽油の
噴射圧力も変わるのである。As described above, the swirl nozzle can change the injection angle and the injection form of the fuel injected from the nozzle in accordance with the magnitude of the supply pressure. Rather than
The injection pressure of the light oil injected from the nozzle changes according to the magnitude of the supply pressure.

【０１１４】即ち、供給圧力が小さいときには、噴射圧
力が小さく、噴射角度が小さく、中実状に噴射される
が、供給圧力が大きくなるにしたがって、噴射圧力が漸
次大きくなり、噴射角度が漸次大きくなり、噴射形態が
中実状から中空コーン状に漸次変わっていく。That is, when the supply pressure is small, the injection pressure is small, the injection angle is small, and the solid injection is performed. However, as the supply pressure increases, the injection pressure gradually increases and the injection angle gradually increases. The injection form gradually changes from a solid shape to a hollow cone shape.

【０１１５】第３の実施の形態の排気浄化装置は、噴射
ノズル１２を構成するスワールノズルの噴射特性を利用
し、排気ガス温度に応じて噴射圧力、噴射角度、および
噴射形態を変えることによって、高温活性型ＮＯx触媒
６と低温活性型ＮＯx触媒７のＮＯx浄化能力を最大限に
引き出すようにして、排気浄化装置のＮＯx浄化率の向
上を図っている。以下、これについて、図１３に示す入
ガス温度／供給圧力増大率マップと図１４に示すフロー
チャートを参照して説明する。The exhaust emission control device of the third embodiment uses the injection characteristics of the swirl nozzles constituting the injection nozzle 12 and changes the injection pressure, injection angle, and injection form in accordance with the exhaust gas temperature. The NOx purification rate of the exhaust purification device is improved by maximizing the NOx purification capacity of the high temperature active NOx catalyst 6 and the low temperature active NOx catalyst 7. This will be described below with reference to the inlet gas temperature / supply pressure increase rate map shown in FIG. 13 and the flowchart shown in FIG.

【０１１６】図１３に示すマップは、第３の実施の形態
の排気浄化装置において、高温活性型ＮＯx触媒６に流
入する排気ガスの温度（入ガス温度）と、噴射ノズル１
２に供給する軽油の供給圧力の増大率（供給圧力増大
率）の関係を示す入ガス温度／供給圧力増大率マップで
ある。The map shown in FIG. 13 shows the exhaust gas temperature (inlet gas temperature) flowing into the high temperature active NOx catalyst 6 and the injection nozzle 1 in the exhaust purification system of the third embodiment.
2 is an inlet gas temperature / supply pressure increase rate map showing a relationship of an increase rate of supply pressure (supply pressure increase rate) of light oil supplied to No. 2;

【０１１７】この入ガス温度／供給圧力増大率マップに
おいて、入ガス温度Ｔ3，Ｔ4，Ｔ5の大小関係および供
給圧力増大率β1，β2，β3，β4の大小関係は、次のと
おりである。 入ガス温度 ： Ｔ3＜Ｔ4＜Ｔ5 供給圧力増大率 ： β1＜１＜β2＜β3＜β4In this input gas temperature / supply pressure increase rate map, the relationship between the input gas temperatures T3, T4 and T5 and the relationship between the supply pressure increase rates β1, β2, β3 and β4 are as follows. Inlet gas temperature: T3 <T4 <T5 Supply pressure increase rate: β1 <1 <β2 <β3 <β4

【０１１８】この入ガス温度／供給圧力増大率マップを
参照して、第３の実施の形態における排気系燃料噴射の
供給条件について説明する。尚、この入ガス温度／供給
圧力増大率マップは予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶し
ておく。With reference to this inlet gas temperature / supply pressure increase rate map, the exhaust system fuel injection supply conditions in the third embodiment will be described. The input gas temperature / supply pressure increase rate map is stored in advance in the ROM of the ECU 100.

【０１１９】（１）入ガス温度Ｔが閾値Ｔ3よりも低い
場合（Ｔ＜Ｔ3） 第３の実施の形態において入ガス温度Ｔが閾値Ｔ3より
も低い場合は、第１の実施の形態において入ガス温度Ｔ
が閾値Ｔ1よりも低い場合に対応する。即ち、入ガス温
度Ｔが閾値Ｔ3よりも低い場合には、下流側に配置され
た低温活性型ＮＯx触媒７で効率よくＮＯx浄化を行うた
めに、低温活性型ＮＯx触媒７に必要量の還元剤を供給
すべく、噴射ノズル１２から噴射される軽油の噴射圧力
を基本噴射圧力よりも増圧する。そのために、噴射ノズ
ル１２への軽油の供給圧力を基本供給圧力よりも増圧す
る。その際には、エンジン回転数に応じて供給圧力増大
率をβ3からβ4の範囲で設定する。(1) When the input gas temperature T is lower than the threshold value T3 (T <T3) When the input gas temperature T is lower than the threshold value T3 in the third embodiment, the input gas temperature T is input in the first embodiment. Gas temperature T
Corresponds to a case where is lower than the threshold value T1. That is, when the input gas temperature T is lower than the threshold value T3, a necessary amount of reducing agent is added to the low-temperature active NOx catalyst 7 in order to efficiently perform NOx purification with the low-temperature active NOx catalyst 7 disposed on the downstream side. In order to supply the fuel, the injection pressure of the light oil injected from the injection nozzle 12 is increased from the basic injection pressure. Therefore, the supply pressure of the light oil to the injection nozzle 12 is increased from the basic supply pressure. In this case, the supply pressure increase rate is set in the range of β3 to β4 according to the engine speed.

【０１２０】（２）入ガス温度Ｔが閾値Ｔ3以上の場合
（Ｔ≧Ｔ3） 第３の実施の形態において入ガス温度Ｔが閾値Ｔ3以上
の場合は、第２の実施の形態において入ガス温度が活性
温度域に入っている場合に相当する。但し、第２の実施
の形態においては低温活性型ＮＯx触媒７のＮＯx浄化率
向上のために軽油の供給条件を制御していたが、第３の
実施の形態では上流側に配置された高温活性型ＮＯx触
媒６のＮＯx浄化率向上のために軽油の供給条件を制御
する。(2) When the input gas temperature T is equal to or higher than the threshold T3 (T ≧ T3) When the input gas temperature T is equal to or higher than the threshold T3 in the third embodiment, the input gas temperature is determined according to the second embodiment. Corresponds to the case where is in the active temperature range. However, in the second embodiment, the light oil supply conditions are controlled in order to improve the NOx purification rate of the low-temperature activated NOx catalyst 7, but in the third embodiment, the high-temperature activity disposed upstream. In order to improve the NOx purification rate of the type NOx catalyst 6, the light oil supply conditions are controlled.

【０１２１】（２−１）入ガス温度ＴがＴ3≦Ｔ≦Ｔ4の
場合 入ガス温度ＴがＴ3≦Ｔ≦Ｔ4の場合は、第２の実施の形
態において入ガス温度ＴがＴmin以下（Ｔ≦Ｔmin）の場
合に相当する。このときには、高温活性型ＮＯx触媒６
の中央部近傍に軽油を集中して供給するために、噴射ノ
ズル１２への供給圧力を基本供給圧力よりも減圧する。
第３の実施の形態では、このときの供給圧力を設定する
のに、１より小さい値の供給圧力増大率β1を採用し、
基本供給圧力にこの供給圧力増大率β1を乗じて得た積
を供給圧力とした。(2-1) When the input gas temperature T is T3 ≦ T ≦ T4 When the input gas temperature T is T3 ≦ T ≦ T4, the input gas temperature T is equal to or lower than Tmin in the second embodiment (T ≦ Tmin). At this time, the high temperature active NOx catalyst 6
In order to concentrate and supply light oil in the vicinity of the central portion of the nozzle, the supply pressure to the injection nozzle 12 is reduced from the basic supply pressure.
In the third embodiment, in order to set the supply pressure at this time, a supply pressure increase rate β1 having a value smaller than 1 is adopted,
The product obtained by multiplying the basic supply pressure by this supply pressure increase rate β1 was defined as the supply pressure.

【０１２２】（２−２）入ガス温度ＴがＴ≧Ｔ5の場合 入ガス温度ＴがＴ≧Ｔ5の場合は、第２の実施の形態に
おいて入ガス温度ＴがＴmax以上（Ｔ≧Ｔmax）の場合に
相当する。このときには、高温活性型ＮＯx触媒６の外
周部近傍に軽油を集中して供給するために、噴射ノズル
１２への供給圧力を基本供給圧力よりも増圧する。第３
の実施の形態では、このときの供給圧力を設定するの
に、１より大きくβ3よりは小さい値の供給圧力増大率
β2を採用し、基本供給圧力にこの供給圧力増大率β2を
乗じて得た積を供給圧力とした。(2-2) When the input gas temperature T is T ≧ T5 When the input gas temperature T is T ≧ T5, the input gas temperature T is equal to or higher than Tmax (T ≧ Tmax) in the second embodiment. Corresponds to the case. At this time, the supply pressure to the injection nozzle 12 is increased from the basic supply pressure in order to concentrate and supply the light oil in the vicinity of the outer periphery of the high temperature active NOx catalyst 6. Third
In this embodiment, to set the supply pressure at this time, a supply pressure increase rate β2 having a value larger than 1 and smaller than β3 is adopted, and the basic supply pressure is obtained by multiplying this supply pressure increase rate β2. The product was taken as the supply pressure.

【０１２３】（２−３）入ガス温度ＴがＴ4＜Ｔ＜Ｔ5の
場合 入ガス温度ＴがＴ4＜Ｔ＜Ｔ5の場合は、第２の実施の形
態において入ガス温度ＴがＴmin＜Ｔ＜Ｔmaxの場合に相
当する。このときには、噴射ノズル１２への供給圧力を
基本供給圧力とする。(2-3) When the input gas temperature T is T4 <T <T5 When the input gas temperature T is T4 <T <T5, the input gas temperature T is Tmin <T <in the second embodiment. This corresponds to the case of Tmax. At this time, the supply pressure to the injection nozzle 12 is set as the basic supply pressure.

【０１２４】次に、第３の実施の形態における噴射圧力
制御ルーチンを図１４を参照して説明する。このルーチ
ンを構成する各ステップからなるフローチャートはＥＣ
Ｕ１００のＲＯＭに記憶してあり、フローチャートの各
ステップにおける処理は総てＥＣＵ１００のＣＰＵによ
って実行される。Next, an injection pressure control routine according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The flowchart consisting of the steps that make up this routine is EC
All the processes in each step of the flowchart are executed by the CPU of the ECU 100.

【０１２５】＜ステップ３０１＞まず、ＥＣＵ１００
は、ステップ３０１において、高温活性型ＮＯx触媒６
あるいは低温活性型ＮＯx触媒７に還元剤を供給すべき
条件（以下、排気系燃料供給条件という）を満足してい
るか否か判定する。排気系燃料供給条件とは、高温活性
型ＮＯx触媒６あるいは低温活性型ＮＯx触媒７の触媒温
度が活性温度域に入っていることである。ステップ３０
１で否定判定した場合には、ＥＣＵ１００は本ルーチン
を終了する。尚、この実施の形態では、入ガス温センサ
８により検出した入ガス温度を触媒温度として代用す
る。<Step 301> First, the ECU 100
In step 301, the high temperature active NOx catalyst 6
Alternatively, it is determined whether or not a condition for supplying the reducing agent to the low-temperature activated NOx catalyst 7 (hereinafter referred to as exhaust system fuel supply condition) is satisfied. The exhaust system fuel supply condition is that the catalyst temperature of the high temperature active NOx catalyst 6 or the low temperature active NOx catalyst 7 is in the active temperature range. Step 30
If a negative determination is made at 1, the ECU 100 ends this routine. In this embodiment, the input gas temperature detected by the input gas temperature sensor 8 is used as the catalyst temperature.

【０１２６】＜ステップ３０２＞ステップ３０１におい
て肯定判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ３
０２に進み、ディーゼルエンジン１の運転状態の履歴か
ら、還元剤供給装置１０による軽油の基本供給条件（基
本供給圧力Ｐ0、基本供給期間ｔ、基本供給間隔Ｓ）を
演算する。<Step 302> If the determination in step 301 is affirmative, the ECU 100 executes step 3
Proceeding to 02, the basic supply conditions (basic supply pressure P0, basic supply period t, basic supply interval S) of light oil by the reducing agent supply device 10 are calculated from the history of the operating state of the diesel engine 1.

【０１２７】＜ステップ３０３＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ３０３に進み、入ガス温センサ８で検出し
た入ガス温度Ｔが閾値Ｔ3よりも低いか否か判定する。<Step 303> Next, the ECU 100
Advances to step 303 to determine whether or not the input gas temperature T detected by the input gas temperature sensor 8 is lower than the threshold value T3.

【０１２８】＜ステップ３０４＞ステップ３０３で肯定
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ３０４に
進み、エンジン回転数を読み込んで該エンジン回転数に
応じた供給圧力増大率βを、エンジン回転数／供給圧力
増大率マップを参照して演算する。第３の実施の形態に
おけるエンジン回転数／供給圧力増大率マップでは、供
給圧力増大率βはβ3からβ4の間で変化するものとす
る。<Step 304> If the determination in step 303 is affirmative, the ECU 100 proceeds to step 304, reads the engine speed, and sets the supply pressure increase rate β corresponding to the engine speed to the engine speed / supply. Calculation is performed with reference to the pressure increase rate map. In the engine speed / supply pressure increase rate map in the third embodiment, it is assumed that the supply pressure increase rate β varies between β3 and β4.

【０１２９】＜ステップ３０５＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ３０５に進み、基本供給圧力Ｐ0にステッ
プ３０４で求めた供給圧力増大率βを乗じて得た積を、
噴射ノズル１２への軽油の供給圧力Ｐとする（Ｐ＝Ｐ0
×β）。つまり、入ガス温度ＴがＴ3よりも低い場合の
排気系への軽油の供給条件を、供給圧力Ｐ＝Ｐ0×β、
基本供給期間ｔ、基本供給間隔Ｓとする。但し、供給圧
力増大率βはβ3〜β4の範囲の値である。<Step 305> Next, the ECU 100
Advances to step 305, and the product obtained by multiplying the basic supply pressure P0 by the supply pressure increase rate β obtained in step 304 is
A light oil supply pressure P to the injection nozzle 12 is set (P = P0).
× β). That is, the supply condition of the light oil to the exhaust system when the input gas temperature T is lower than T3 is the supply pressure P = P0 × β,
A basic supply period t and a basic supply interval S are assumed. However, the supply pressure increase rate β is a value in the range of β3 to β4.

【０１３０】＜ステップ３０６＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ３０６に進み、前記供給条件にしたがって
還元剤供給装置１０による排気管５への軽油の噴射を実
行する。このとき、ＥＣＵ１００は、供給圧力Ｐ＝Ｐ0
×βに対応する供給ポンプ１１の駆動電圧を演算し、該
駆動電圧に基づいて供給ポンプ１１の運転制御を実行
し、また、基本供給期間ｔおよび基本供給間隔Ｓに応じ
た電磁弁１３の開閉制御を実行する。<Step 306> Next, the ECU 100
Advances to step 306, and light oil is injected into the exhaust pipe 5 by the reducing agent supply device 10 in accordance with the supply conditions. At this time, the ECU 100 determines the supply pressure P = P0.
The drive voltage of the supply pump 11 corresponding to xβ is calculated, the operation control of the supply pump 11 is executed based on the drive voltage, and the electromagnetic valve 13 is opened and closed according to the basic supply period t and the basic supply interval S Execute control.

【０１３１】＜ステップ３０７＞ステップ３０３で否定
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ３０７に
進み、入ガス温センサ８で検出した入ガス温度Ｔが、
Ｔ3≦Ｔ≦Ｔ4 、Ｔ4＜Ｔ＜Ｔ5 、Ｔ≧Ｔ5 、のいず
れの領域に属するか判定する。<Step 307> If the determination in step 303 is negative, the ECU 100 proceeds to step 307, where the input gas temperature T detected by the input gas temperature sensor 8 is
It is determined whether the region belongs to T3 ≦ T ≦ T4, T4 <T <T5, or T ≧ T5.

【０１３２】＜ステップ３０８＞ステップ３０７におい
て入ガス温度Ｔが前記の温度領域（Ｔ3≦Ｔ≦Ｔ4）に
属すると判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ
３０８に進み、供給圧力増大率をβ1とし、基本供給圧
力Ｐ0にこの供給圧力増大率β1を乗じて得た積を、噴射
ノズル１２への軽油の供給圧力Ｐとする（Ｐ＝Ｐ0 ×β
1）。つまり、入ガス温度Ｔが前記の温度領域に属す
る場合の排気系への軽油の供給条件を、供給圧力Ｐ＝Ｐ
0×β1、基本供給期間ｔ、基本供給間隔Ｓとする。尚、
この供給圧力増大率β1は１より小さく、したがって、
供給圧力Ｐは基本供給圧力Ｐ0よりも小さくなる。<Step 308> If it is determined in step 307 that the input gas temperature T belongs to the temperature range (T3 ≦ T ≦ T4), the ECU 100 proceeds to step 308 and sets the supply pressure increase rate to β1. The product obtained by multiplying the basic supply pressure P0 by this supply pressure increase rate β1 is used as the light oil supply pressure P to the injection nozzle 12 (P = P0 × β).
1). That is, the supply condition of the light oil to the exhaust system when the input gas temperature T belongs to the above temperature range is the supply pressure P = P
It is assumed that 0 × β1, basic supply period t, and basic supply interval S. still,
This supply pressure increase rate β1 is smaller than 1, so
The supply pressure P is smaller than the basic supply pressure P0.

【０１３３】次に、ＥＣＵ１００は、ステップ３０６に
進み、前記供給条件にしたがって還元剤供給装置１０に
よる排気管５への軽油の噴射を実行し、本ルーチンを終
了する。尚、この排気系への軽油供給実行に際し、ＥＣ
Ｕ１００は、供給圧力Ｐ＝Ｐ0×β1に対応する供給ポン
プ１１の駆動電圧を演算し、該駆動電圧に基づいて供給
ポンプ１１を運転制御し、また、基本供給期間ｔおよび
基本供給間隔Ｓに応じた電磁弁１３の開閉制御を実行す
る。Next, the ECU 100 proceeds to step 306, executes light oil injection into the exhaust pipe 5 by the reducing agent supply device 10 according to the supply conditions, and ends this routine. In addition, when executing the light oil supply to this exhaust system, EC
U100 calculates the drive voltage of the supply pump 11 corresponding to the supply pressure P = P0 × β1, controls the operation of the supply pump 11 based on the drive voltage, and according to the basic supply period t and the basic supply interval S. The opening / closing control of the electromagnetic valve 13 is executed.

【０１３４】＜ステップ３０９＞一方、ステップ３０７
において入ガス温度Ｔが前記の温度領域（Ｔ4＜Ｔ＜
Ｔ5）に属すると判定した場合には、ＥＣＵ１００は、
ステップ３０９に進み、噴射ノズル１２への軽油の供給
圧力Ｐをステップ３０２で求めた基本供給圧力Ｐ0とす
る（Ｐ＝Ｐ0）。即ち、入ガス温度Ｔが前記の温度領
域に属する場合の排気系への軽油の供給条件は、基本供
給条件のままとなる。<Step 309> On the other hand, Step 307
In the temperature range (T4 <T <
If it is determined that it belongs to T5), the ECU 100
Proceeding to step 309, the supply pressure P of light oil to the injection nozzle 12 is set to the basic supply pressure P0 obtained at step 302 (P = P0). That is, the supply condition of the light oil to the exhaust system when the input gas temperature T belongs to the above temperature range remains the basic supply condition.

【０１３５】次に、ＥＣＵ１００は、ステップ３０６に
進み、基本供給条件にしたがって還元剤供給装置１０に
よる排気管５への軽油の噴射を実行し、本ルーチンを終
了する。尚、この排気系への軽油供給実行に際し、ＥＣ
Ｕ１００は、基本供給圧力Ｐ0に対応する供給ポンプ１
１の駆動電圧を演算し、該駆動電圧に基づいて供給ポン
プ１１を運転制御し、また、基本供給期間ｔおよび基本
供給間隔Ｓに応じた電磁弁１３の開閉制御を実行する。Next, the ECU 100 proceeds to step 306, executes light oil injection into the exhaust pipe 5 by the reducing agent supply device 10 according to the basic supply conditions, and ends this routine. In addition, when executing the light oil supply to this exhaust system, EC
U100 is a supply pump 1 corresponding to the basic supply pressure P0.
1 is calculated, the operation of the supply pump 11 is controlled based on the drive voltage, and the opening / closing control of the electromagnetic valve 13 according to the basic supply period t and the basic supply interval S is executed.

【０１３６】＜ステップ３１０＞また、ステップ３０７
において入ガス温度Ｔが前記の温度領域（Ｔ≧Ｔ5）
に属すると判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステッ
プ３１０に進み、供給圧力増大率をβ2とし、基本供給
圧力Ｐ0にこの供給圧力増大率β2を乗じて得た積を、噴
射ノズル１２への軽油の供給圧力Ｐとする（Ｐ＝Ｐ0 ×
β2）。つまり、入ガス温度Ｔが前記の温度領域に属
する場合の排気系への軽油の供給条件を、供給圧力Ｐ＝
Ｐ0×β2、基本供給期間ｔ、基本供給間隔Ｓとする。
尚、この供給圧力増大率β2は１より大きく、したがっ
て、供給圧力Ｐは基本供給圧力Ｐ0よりも大きくなる。<Step 310> Step 307
In which the input gas temperature T is within the above temperature range (T ≧ T5)
If the ECU 100 determines that it belongs, the ECU 100 proceeds to step 310, where the supply pressure increase rate is β2, and the product obtained by multiplying the basic supply pressure P0 by this supply pressure increase rate β2 is the light oil to the injection nozzle 12. Supply pressure P (P = P0 ×
β2). That is, the supply condition of the light oil to the exhaust system when the input gas temperature T belongs to the above temperature range is the supply pressure P =
P0 × β2, basic supply period t, and basic supply interval S.
The supply pressure increase rate β2 is larger than 1, and therefore the supply pressure P is larger than the basic supply pressure P0.

【０１３７】次に、ＥＣＵ１００は、ステップ３０６に
進み、前記供給条件にしたがって還元剤供給装置１０に
よる排気管５への軽油の噴射を実行し、本ルーチンを終
了する。尚、この排気系への軽油供給実行に際し、ＥＣ
Ｕ１００は、供給圧力Ｐ＝Ｐ×β2に対応する供給ポン
プ１１の駆動電圧を演算し、該駆動電圧に基づいて供給
ポンプ１１を運転制御し、また、基本供給期間ｔおよび
基本供給間隔Ｓに応じた電磁弁１３の開閉制御を実行す
る。Next, the ECU 100 proceeds to step 306, executes light oil injection into the exhaust pipe 5 by the reducing agent supply device 10 according to the supply conditions, and ends this routine. In addition, when executing the light oil supply to this exhaust system, EC
U100 calculates the drive voltage of the supply pump 11 corresponding to the supply pressure P = P × β2, controls the operation of the supply pump 11 based on the drive voltage, and according to the basic supply period t and the basic supply interval S. The opening / closing control of the electromagnetic valve 13 is executed.

【０１３８】〔他の実施の形態〕前述した実施の形態で
は本発明をディーゼルエンジンに適用した例で説明した
が、本発明を希薄燃焼可能なガソリンエンジンに適用す
ることもできる。[Other Embodiments] In the above-described embodiment, the present invention is applied to a diesel engine. However, the present invention can also be applied to a gasoline engine capable of lean combustion.

【０１３９】前述した各実施の形態では、高温活性型Ｎ
Ｏx触媒６および低温活性型ＮＯx触媒７を吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒で構成したが、これらの触媒を選択還元型ＮＯx
触媒で構成することもできる。ＮＯx触媒を選択還元型
ＮＯx触媒とした場合にも、吸蔵還元型ＮＯx触媒の場合
と同様の作用・効果が奏される。In each of the above-described embodiments, high temperature active N
Ox catalyst 6 and low temperature activated NOx catalyst 7 are occluded and reduced N
Although composed of Ox catalysts, these catalysts are selectively reduced NOx.
It can also be composed of a catalyst. Even when the NOx catalyst is a selective reduction type NOx catalyst, the same actions and effects as in the case of the storage reduction type NOx catalyst are exhibited.

【０１４０】[0140]

【発明の効果】本出願の第１の発明に係る内燃機関の排
気浄化装置によれば、下流側に配置されたＮＯx触媒で
ＮＯxを浄化する際に必要な量の還元剤を該ＮＯx触媒に
供給することができるので、広い温度範囲において高い
ＮＯx浄化率を得ることができるという優れた効果が奏
される。According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first invention of the present application, an amount of reducing agent necessary for purifying NOx with the NOx catalyst disposed downstream is supplied to the NOx catalyst. Since it can supply, the outstanding effect that a high NOx purification rate can be obtained in a wide temperature range is produced.

【０１４１】また、本出願の第２の発明に係る内燃機関
の排気浄化装置によれば、排気ガス温度あるいは触媒温
度に応じてＮＯx浄化率の高い部位に還元剤を噴射する
ことができ、その結果、効率的にＮＯxを浄化すること
ができるという優れた効果が奏される。Further, according to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the second invention of the present application, it is possible to inject a reducing agent into a portion having a high NOx purification rate in accordance with the exhaust gas temperature or the catalyst temperature. As a result, an excellent effect that NOx can be efficiently purified is exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第１
の実施の形態の概略構成図である。FIG. 1 is a first view of an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to the present invention.
It is a schematic block diagram of the embodiment.

【図２】 吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸放出作用を説
明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the NOx absorption / release action of the NOx storage reduction catalyst.

【図３】 ＮＯx触媒のＮＯx浄化温度特性を示す図であ
る。FIG. 3 is a graph showing NOx purification temperature characteristics of a NOx catalyst.

【図４】 前記第１の実施の形態の排気浄化装置におい
て用いられるエンジン回転数／供給圧力増大率マップで
ある。FIG. 4 is an engine speed / supply pressure increase rate map used in the exhaust purification system of the first embodiment.

【図５】 前記第１の実施の形態の排気浄化装置におけ
る噴射圧力制御ルーチンである。FIG. 5 is an injection pressure control routine in the exhaust purification system of the first embodiment.

【図６】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第２
の実施の形態の概略構成図である。FIG. 6 shows a second embodiment of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
It is a schematic block diagram of the embodiment.

【図７】 前記第２の実施の形態の排気浄化装置におい
て用いられるスワールノズルの概略構成を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a swirl nozzle used in the exhaust purification system of the second embodiment.

【図８】 前記スワールノズルの噴射形態を示す図であ
る。FIG. 8 is a view showing an injection form of the swirl nozzle.

【図９】 ＮＯx触媒における温度分布を示す図であ
る。FIG. 9 is a diagram showing a temperature distribution in a NOx catalyst.

【図１０】 前記第２の実施の形態の排気浄化装置にお
けるＮＯx触媒のＮＯx浄化温度特性を示す図である。FIG. 10 is a graph showing a NOx purification temperature characteristic of a NOx catalyst in the exhaust purification system of the second embodiment.

【図１１】 前記第２の実施の形態の排気浄化装置にお
ける噴射圧力制御ルーチンである。FIG. 11 is an injection pressure control routine in the exhaust purification apparatus of the second embodiment.

【図１２】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第
３の実施の形態の概略構成図である。FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.

【図１３】 前記第３の実施の形態の排気浄化装置にお
いて用いられる入ガス温度／供給圧力増大率マップであ
る。FIG. 13 is an input gas temperature / supply pressure increase rate map used in the exhaust purification system of the third embodiment.

【図１４】 前記第３の実施の形態の排気浄化装置にお
ける噴射圧力制御ルーチンである。FIG. 14 is an injection pressure control routine in the exhaust gas purification apparatus of the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ディーゼルエンジン（内燃機関） ５ 排気管（排気通路） ６ 高温活性型ＮＯx触媒 ７ 低温活性型ＮＯx触媒 １０ 還元剤供給装置（還元剤噴射手段） １１ 供給ポンプ（還元剤圧力制御手段、噴射角度制御
手段） １２ 噴射ノズル（還元剤圧力制御手段、噴射角度制御
手段） １００ ＥＣＵ（還元剤圧力制御手段、噴射角度制御手
段）DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine (internal combustion engine) 5 Exhaust pipe (exhaust passage) 6 High temperature activation type NOx catalyst 7 Low temperature activation type NOx catalyst 10 Reducing agent supply device (reducing agent injection means) 11 Supply pump (reducing agent pressure control means, injection angle control) Means) 12 injection nozzle (reducing agent pressure control means, injection angle control means) 100 ECU (reducing agent pressure control means, injection angle control means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−134258（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−205323（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−108826（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−49531（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−164017（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−200048（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/36 ──────────────────────────────────────────────────── ----- Continuation of the front page (56) References JP-A-6-134258 (JP, A) JP-A-10-205323 (JP, A) JP-A-6-108826 (JP, A) JP-A-8- 49531 (JP, A) JP-A-61-164017 (JP, A) JP-A-8-200048 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F01N 3 / 08-3 / 36

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設け
られた高温活性型ＮＯ x 触媒と、 前記高温活性型ＮＯ x 触媒よりも下流の前記排気通路に
設けられた低温活性型ＮＯ x 触媒と、 前記高温活性型ＮＯ x 触媒の上流から該高温活性型ＮＯ x
触媒に向かって前記排気通路内に還元剤を噴射する還元
剤噴射手段と、 前記内燃機関の排気ガス温度あるいは前記ＮＯx触媒の
うちのいずれか一方のＮＯx触媒の触媒温度が高いとき
よりも低いときの方が前記還元剤噴射手段から排気通路
に噴射される還元剤の圧力を高くするように制御する還
元剤圧力制御手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。1. An exhaust passage of an internal combustion engine capable of lean combustion is provided.
And a high temperature active the NO x catalyst that is, downstream the exhaust passage than the high temperature active the NO x catalyst
And a low temperature active NO x catalyst provided, the high temperature active NO said hot active form from the upstream x catalyst NO x
A reducing agent injection means for injecting a reducing agent into the exhaust passage toward the catalyst , and when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine or the catalyst temperature of one of the NOx catalysts is high
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: a reducing agent pressure control means for controlling the pressure of the reducing agent injected into the exhaust passage from the reducing agent injection means to be higher when lower than . 【請求項２】希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設け
られたＮＯx触媒と、 前記ＮＯx触媒の上流から該ＮＯx触媒に向かって前記排
気通路内に還元剤を噴射する還元剤噴射手段と、 前記内燃機関の排気ガス温度あるいは前記ＮＯx触媒の
触媒温度が所定温度よりも低いときには前記還元剤噴射
手段から排気通路に噴射される還元剤の噴射角度を小さ
く制御し、前記内燃機関の排気ガス温度あるいは前記Ｎ
Ｏ x 触媒の触媒温度が所定温度よりも高いときには噴射
角度を大きく制御する噴射角度制御手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。2. A NOx catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine capable of lean combustion, a reducing agent injection means for injecting a reducing agent into the exhaust passage from the upstream of the NOx catalyst toward the NOx catalyst, When the exhaust gas temperature of the internal combustion engine or the catalyst temperature of the NOx catalyst is lower than a predetermined temperature, the reducing agent injection angle injected from the reducing agent injection means into the exhaust passage is made small.
Ku control, exhaust gas temperature of the internal combustion engine or the N
Injection when the catalyst temperature of the O x catalyst is higher than a predetermined temperature
An injection angle control means for largely controlling the angle; and an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: 【請求項３】前記噴射角度制御手段により噴射角度を小
さく制御したときには前記還元剤噴射手段から還元剤が
中実状に噴射され、噴射角度を大きく制御したときには
還元剤が中空コーン状に噴射されることを特徴とする請
求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。3. A reducing agent is injected from the reducing agent injection means in a solid state when the injection angle is controlled to be small by the injection angle control means, and a reducing agent is injected in a hollow cone shape when the injection angle is controlled to be large. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 2.
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