JP4888134B2 - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents
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Description
低減するために、内燃機関の排気系に、排気中のNOxを浄化するNOx触媒を設けることが知られている。この技術において、排気の空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵し、排
気中の酸素濃度が低下したときに吸蔵したNOxを放出する吸蔵還元型NOx触媒を設けた場合には、吸蔵されたNOxの量が増加すると浄化能力が低下するため、例えばリッチス
パイク制御を行うことにより吸蔵還元型NOx触媒に還元剤を供給し、同触媒に吸蔵され
たNOxを還元放出することが行われる(以下、「NOx還元処理」という。)。
吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵される。そして、吸蔵されたSOxの量が増加すると吸蔵還元型NOx触媒のNOx吸蔵能力が低下するSOx被毒が生じる場合がある。
ときにSOxを吸蔵するSOx吸蔵剤を配置し、吸蔵還元型NOx触媒に流入する前の排気
中のSOxをこのSOx吸蔵剤に吸蔵させて除去し、吸蔵還元型NOx触媒のSOx再生処理の必要性を低減する場合もある(例えば、特許文献1から3参照。)。
あった。そうすると、吸蔵還元型NOx触媒のSOx再生処理を効率的に実施することが困難になる場合があった。
流側にSOx吸蔵剤とを備えた排気浄化システムにおいて、より効率的に吸蔵還元型NOx触媒のSOx再生処理を実施可能とする技術を提供することである。
その上流側にSOx吸蔵剤とを備えた排気浄化システムにおいて、前記排気通路を通過す
る排気に前記SOx吸蔵剤をバイパスさせるバイパス通路をさらに備え、吸蔵還元型NOx触媒のSOx再生処理時には、排気にSOx吸蔵剤をバイパスさせることを最大の特徴と
する。
を吸蔵し、排気中の酸素濃度が低下したときに前記吸蔵したNOxを放出するNOx触媒と、
前記排気通路におけるNOx触媒の上流側に配置され、流入する排気の空燃比がリーン
のときに排気中のSOxを吸蔵するSOx吸蔵剤と、
前記SOx吸蔵剤の上流側において、さらに上流側には排気温度を上昇させる触媒を有
しない状態で、前記排気通路から分岐するとともに、前記SOx吸蔵剤と前記NOx触媒との間の部分において前記排気通路に合流し、前記排気通路を通過する排気に前記SOx吸
蔵剤をバイパスさせるバイパス通路と、
前記NOx触媒に吸蔵されて蓄積したSOxの量が所定量以上となった場合に、前記内燃機関からの排気に還元剤を供給することによって該排気の酸素濃度を低下させるとともに前記NOx触媒の温度を上昇させ、前記NOx触媒に蓄積されたSOxを放出させるSOx再生処理を行うSOx再生手段と、
前記SOx再生手段が前記SOx再生処理を行う場合に、前記排気通路を通過する排気のうちの前記バイパス通路を通過する排気の量を増加させ、前記SOx吸蔵剤を通過する排
気の量を減少させるSOx再生時排気制御手段と、
を備えることを特徴とする。
剤が流入して吸蔵還元型NOx触媒の温度が上昇する。その際に、還元剤がSOx吸蔵剤に流入するとSOx吸蔵剤に吸蔵されているSOxが放出されてしまうので、バイパス通路を通過する排気の量を相対的に増加させて、SOx吸蔵剤に還元剤が流入することを抑制す
る。
Oxが排出され、吸蔵還元型NOx触媒に流入することを抑制できる。これにより、より効率的に吸蔵還元型NOx触媒のSOx再生処理を行なうことができる。
x再生処理を実施することができる。
、排気中のSOxを除去するSOx吸蔵剤としてのSトラップ触媒10が設けられている。そして、Sトラップ触媒10の下流側には、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタに、排気の空燃比がリーンの状態で排気中のNOxを吸蔵し排気の酸素濃度が低下した状態で
は吸蔵されたNOxを放出する吸蔵還元型NOx触媒を担持することによって形成されたDPNR11が配置されている。このDPNR11が本実施例におけるNOx触媒に相当す
る。
ている。このECU20は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態等を制御する他、内燃機関1のSトラップ触媒10、DPNR11を含めた排気浄化システムに係る制御を行うユニットである。
ルーチンも、ECU20のROMに記憶されたプログラムの一つである。
側のDPNR11におけるSOx被毒が抑制され、DPNR11のSOx再生処理の実施の必要性を抑制することができる。
Sトラップ触媒10から排出されDPNR11に流入し、DPNR11においてSOx被
毒が生じる場合があった。また、特に内燃機関1の運転状態が高負荷または高回転数の場
合には、内燃機関1からの排気の温度が上昇するため、Sトラップ触媒10に吸蔵されていたSOxが大量に放出されてしまい、DPNR11に流入してしまう場合があった。従
って、上記の構成においても、DPNR11のSOx再生処理の必要性を完全に無くすこ
とは困難であった。
イパス管6を通過した排気にSOxが含まれるため、長期的には、DPNR11のSOx再生処理を行なう必要があった。
ここで、上記の理由によってDPNR11のSOx再生処理を行う場合について考える
。この場合、本実施例においては、内燃機関1における主噴射の前若しくは後に図示しない燃料噴射弁から燃料を副噴射させ、排気の酸素濃度を低下させるとともに、DPNR11に還元剤としての燃料を供給して床温を上昇させる。そうすると、Sトラップ触媒10にも還元剤としての燃料が流入することとなり、Sトラップ触媒10に吸蔵されたSOx
も放出されてしまう場合があった。その結果、Sトラップ触媒10から放出されたSOx
が下流側のDPNR11に流入してしまい、DPNR11のSOx再生処理を効率的に行なうことが困難になる場合があった。
弁15によって排気にバイパス管6を通過させるようにし、排気にSトラップ触媒10をバイパスさせ、Sトラップ触媒10からSOxが放出されないようにした。
を向上させることができる。
び切換弁15は、SOx再生時排気制御手段を構成する。
触媒10を通過する排気の量に対してバイパス管6を通過する排気の量をより多くすれば、より多くの排気にSトラップ触媒10をバイパスさせることができる。そうすれば、Sトラップ触媒10から放出されDPNR11に流入するSOxの量をより少なくすること
ができる。
)と、排気中の微粒子を捕集するフィルタとを、独立に直列に並べて備えるようにしても
よい。
によって排気に燃料を供給してもよいが、本実施例においては、燃料添加弁14から燃料を添加することで排気に燃料を供給する。この場合でも、DPNR11のSOx再生処理
において排気にSトラップ触媒10をバイパスさせる制御を行い、DPNR11のSOx
再生処理の効率を向上させることが有効である。
Sトラップ触媒10自体のSOx再生処理を行なう場合について考える。この場合は、燃
料添加弁14から燃料を添加するとともに、切換弁15によって排気にSトラップ触媒10を通過させる。このことで、Sトラップ触媒10に流入する排気の酸素濃度を低下させるとともに、Sトラップ触媒10に還元剤としての燃料を供給して床温を上昇させることができる。
量のSOxがDPNR11に流入し、DPNR11をSOx被毒させてしまうおそれがある。
1に流入しないように、Sトラップ触媒10のSOx再生処理時には第2切換弁16によ
って、Sトラップ触媒10から排出された排気に第2バイパス管7を通過させる。これによりSトラップ触媒10から排出された排気にDPNR11をバイパスさせることができ、Sトラップ触媒10のSOx再生処理においてDPNR11がSOx被毒することを抑制できる。
れることを抑制できる。
ィルタ12のPM再生処理を同時に実施するようにしてもよい。そうすれば、燃料添加弁14から排気に燃料を添加してSトラップ触媒10の床温を上昇させた際の、Sトラップ触媒10からの排気の温度上昇を利用してフィルタ12の温度を上昇させることができる。その結果、Sトラップ触媒10のSOx再生処理と、フィルタ12のPM再生処理とを
一度に効率的に行なうことができ、燃費を向上させることができる。
5・・・排気管
5a・・・分岐部
6・・・バイパス管
7・・・第2バイパス管
10・・・Sトラップ触媒
11・・・DPNR
12・・・フィルタ
14・・・燃料添加弁
15・・・切換弁
16・・・第2切換弁
20・・・ECU
Claims (3)
- 内燃機関の排気通路に設けられ、排気の空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵し、排気
中の酸素濃度が低下したときに前記吸蔵したNOxを放出するNOx触媒と、
前記排気通路におけるNOx触媒の上流側に配置され、流入する排気の空燃比がリーン
のときに排気中のSOxを吸蔵するSOx吸蔵剤と、
前記SOx吸蔵剤の上流側において、さらに上流側には排気温度を上昇させる触媒を有
しない状態で、前記排気通路から分岐するとともに、前記SOx吸蔵剤と前記NOx触媒との間の部分において前記排気通路に合流し、前記排気通路を通過する排気に前記SOx吸
蔵剤をバイパスさせるバイパス通路と、
前記NOx触媒に吸蔵されて蓄積したSOxの量が所定量以上となった場合に、前記内燃機関からの排気に還元剤を供給することによって該排気の酸素濃度を低下させるとともに前記NOx触媒の温度を上昇させ、前記NOx触媒に蓄積されたSOxを放出させるSOx再生処理を行うSOx再生手段と、
前記SOx再生手段が前記SOx再生処理を行う場合に、前記排気通路を通過する排気のうちの前記バイパス通路を通過する排気の量を増加させ、前記SOx吸蔵剤を通過する排
気の量を減少させるSOx再生時排気制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 - 前記排気通路における、前記SOx吸蔵剤と前記NOx触媒との間の部分であって、前記バイパス通路と前記排気通路の合流部分より下流側において前記排気通路から分岐するとともに、前記NOx触媒の下流側において前記排気通路に合流し、前記排気通路を通過す
る排気に前記NOx触媒をバイパスさせる第2バイパス管をさらに備え、
前記SOx再生手段が、前記内燃機関からの排気に還元剤を供給することによって該排
気の酸素濃度を低下させるとともに前記SOx吸蔵剤の温度を上昇させ、前記SOx吸蔵剤に吸蔵されたSOxを放出させるSOx再生処理を行う場合に、前記SOx吸蔵剤から排出
された排気に前記第2バイパス管を通過させ、前記NOx触媒をバイパスさせることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。 - 前記第2バイパス管には、排気中の微粒子物質を浄化するフィルタを備えた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システム。
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