JPH06117221A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent NOX from releasing into air in any operating condition of an engine. CONSTITUTION:Two NOX absorbents 17 and 20 which, when the air-fuel ratio of inlet exhaust emission is large, NOX is absorbed and, when the oxygen concentration in the inlet exhaust emission lowers, the absorbed NOX is released, and of which temperature zones where NOX absorption ratio becomes peak are almost the same are located in series in an engine exhaust emission path. The NOX absorbents 17 and 20 are arranged apart from each other so that NOX released naturally from the NOX absorbent 17 in the upstream due to rise in exhaust emission temperature can be absorbed by the NOX absorbent 20 in the downstream.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】リーン混合気を燃焼せしめるようにした
内燃機関において、流入する排気ガスの空燃比がリーン
のときにはＮＯ_X 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ＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸収
剤を機関排気通路内に配置し、リーン混合気を燃焼せし
めた際に発生するＮＯ_X をＮＯ_X 吸収剤により吸収し、
ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収能力が飽和する前にＮＯ_X 吸
収剤へ流入する排気ガスの空燃比を一時的にリッチにし
てＮＯ_X 吸収剤からＮＯ_X を放出させると共に放出され
たＮＯ_X を還元するようにした内燃機関が本出願人によ
り既に提案されている（特願平３−２８４０９５号参
照）。In an internal combustion engine which is adapted BACKGROUND ART allowed to combust a lean air-fuel mixture, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas absorbs the NO _X when the lean, the oxygen concentration in the exhaust gas flowing absorbed and reduced NO _X A NO _x absorbent that releases NOx is placed in the engine exhaust passage, and NO _x generated when the lean air-fuel mixture is burned is absorbed by the NO _x absorbent,
The released NO _X with Temporarily rich air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into _the NO _X absorbent to release NO _X from _the NO _X absorbent before NO _X absorbing capacity of the NO _X absorbent is saturated An internal combustion engine designed to be reduced has already been proposed by the present applicant (see Japanese Patent Application No. 3-284095).

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところでこのようなＮ
Ｏ_X 吸収剤ではＮＯ_X を吸収して保持する能力、即ちＮ
Ｏ_X の吸収率が特定の温度領域においてピークとなり、
ＮＯ_X 吸収剤の温度がこの特定の温度領域よりも低くな
るとＮＯ_X 吸収剤がＮＯ_X を吸収しなくなる。一方、Ｎ
Ｏ_X 吸収剤の温度がこの特定の温度領域よりも高くなる
とＮＯ_X 吸収剤はＮＯ_X を吸収しないばかりでなく吸収
していたＮＯ_X を放出する。従ってこのようなＮＯ_X 吸
収剤を用いる場合にはＮＯ_X 吸収剤の温度をＮＯ_X 吸収
率がピークとなる温度領域内に維持しなければならない
ことになる。By the way, such N
The O _X absorbent capacity for absorbing and retaining NO _X, i.e. N
The absorption rate of O _x reaches a peak in a specific temperature range,
If the temperature of the NO _x absorbent falls below this specific temperature range, the NO _x absorbent will no longer absorb NO _x . On the other hand, N
O Temperature of _X absorbent becomes higher when _the NO _X absorbent than the specific temperature regions emits NO _X which was absorbed not only not absorb NO _X. Hence the temperature of the NO _X absorbent is NO _X absorption rate should be maintained at a temperature within the region to be the peak in the case of using such _the NO _X absorbent.

【０００４】ところでＮＯ_X 吸収剤は排気ガスにより加
熱されて温度上昇するのでＮＯ_X 吸収剤の温度は排気ガ
ス温によって左右される。しかしながら機関から排出さ
れる排気ガスの温度は機関の運転状態により大巾に変動
し、しかも排気ガスの温度は下流に行くに従って次第に
低下する。従って機関から排出される排気ガス温が低い
ときであってもＮＯ_X 吸収剤の温度が上述の特定の温度
領域内となるようにＮＯ_X 吸収剤を機関排気通路の上流
に設けると機関から排出される排気ガス温が高くなった
ときにＮＯ_X 吸収剤の温度が上述の特定の温度領域より
も高くなってしまい、その結果ＮＯ_X 吸収剤によりＮＯ
_X を吸収できないばかりでなくＮＯ_X 吸収剤からＮＯ_X
が放出されるためにＮＯ_X が大気中に排出されることに
なる。By the way, since the NO _x absorbent is heated by the exhaust gas and its temperature rises, the temperature of the NO _x absorbent depends on the exhaust gas temperature. However, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine fluctuates greatly depending on the operating state of the engine, and the temperature of the exhaust gas gradually decreases as it goes downstream. Therefore, even if the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is low, if the NO _x absorbent is provided upstream of the engine exhaust passage so that the temperature of the NO _x absorbent falls within the above specified temperature range, the NO _x absorbent is discharged from the engine. When the exhaust gas temperature is increased, the temperature of the NO _x absorbent becomes higher than the above specific temperature range, and as a result, the NO _x absorbent causes NO.
Not only cannot absorb _X , but also NO _X from NO _X absorbent
NO _X is to be discharged into the atmosphere in order but released.

【０００５】これに対して機関から排出される排気ガス
温が高いときにＮＯ_X 吸収剤の温度が上述の特定の温度
領域内となるようにＮＯ_X 吸収剤を機関排気通路の下流
に設けると今度は機関から排出される排気ガス温が低く
なったときにＮＯ_X 吸収剤の温度が上述の特定の温度領
域よりも低くなってしまい、その結果ＮＯ_X 吸収剤によ
りＮＯ_X を吸収できなくなるのでＮＯ_X が大気中に放出
されることになる。[0005] This temperature of the NO _X absorbent when the high exhaust gas temperature exhausted from the engine with respect to the provided downstream of the engine exhaust passage to _the NO _X absorbent to be a specific temperature region above This time, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine becomes low, the temperature of the NO _x absorbent becomes lower than the specific temperature range described above, and as a result, the NO _x absorbent cannot absorb NO _x . NO _x will be released into the atmosphere.

【０００６】即ち、上述の内燃機関におけるように機関
排気通路内に一個のＮＯ_X 吸収剤を設けた場合にはＮＯ
_X 吸収剤の取付け位置をどのように変えても機関の全運
転領域に亘ってＮＯ_X が大気中に放出されるのを阻止す
るのは困難である。That is, when one NO _X absorbent is provided in the engine exhaust passage as in the above-mentioned internal combustion engine, NO is generated.
It is difficult NO _X over the entire operating range of the engine be changed how the mounting position of the _X absorbent is prevented from being released into the atmosphere.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、流入する排気ガスの空燃比がリー
ンのときにはＮＯ_X 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ＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸
収剤であってＮＯ_X 吸収率がピークとなる温度領域がほ
ぼ等しい少くとも２つのＮＯ_X 吸収剤を機関排気通路内
に直列に配置し、排気ガス温の上昇により上流側のＮＯ
_X 吸収剤から自然放出されたＮＯ_X を下流側のＮＯ_X 吸
収剤により吸収しうるようにこれらのＮＯ_X 吸収剤を互
いに間隔を隔てて配置している。According to the present invention in order to solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing absorbs NO _X when the lean, lowering the oxygen concentration in the exhaust gas flowing then the absorbed NO _X temperature range a _the NO _X absorbent NO _X absorption rate of release is peak is arranged in series to substantially equal at least the engine exhaust passage two of the NO _X absorbent, the exhaust gas temperature NO on the upstream side due to
The _X absorbent NO _X which is spontaneously emitted from such can be absorbed by the downstream side of the NO _X absorbent are arranged spaced apart from each other these _the NO _X absorbent.

【０００８】更に上記問題点を解決するために本発明に
よれば、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには
ＮＯ_X 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ＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸収剤であって
ＮＯ_X 吸収率がピークとなる温度領域がほぼ等しい少く
とも２つのＮＯ_X 吸収剤を各ＮＯ_X 吸収剤に至る排気ガ
ス流通路が異なるように機関排気通路内に配置し、機関
から排出される排気ガス温が低いときには排気ガス流通
路が短い方のＮＯ_X 吸収剤に排気ガスを流入させ、機関
から排出される排気ガス温が高いときには排気ガス流通
路が短い方のＮＯ_X 吸収剤への排気ガスの流入を遮断す
ると共に排気ガス流通路が長い方のＮＯ _X 吸収剤に排気
ガスを流入させる排気ガス流入切換装置を具備してい
る。Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides
According to this, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean
NO_XAbsorbs and reduces the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas
Then the absorbed NO_XReleases NO_XIs an absorbent
NO_XThe temperature range where the absorptance peaks is almost equal
Both NO_XAbsorbent for each NO_XExhaust gas reaching the absorbent
The engine exhaust passage so that the
Exhaust gas flow when the temperature of exhaust gas discharged from
NO of the shorter one_XThe exhaust gas flows into the absorbent,
Exhaust gas flow when the temperature of exhaust gas discharged from
NO of the shorter one_XBlocks the flow of exhaust gas into the absorbent
NO with a longer exhaust gas flow path _XExhaust to absorbent
Equipped with an exhaust gas inflow switching device that allows gas to flow in
It

【０００９】[0009]

【作用】請求項１に記載の発明では機関から排出される
排気ガスの温度が低いときには上流側のＮＯ_X 吸収剤に
よりＮＯ_X が吸収される。これに対して機関から排出さ
れる排気ガスの温度が高いときには下流側のＮＯ_X 吸収
剤によりＮＯ_X が吸収される。このとき上流側のＮＯ_X
吸収剤からはＮＯ_X が放出されるがこのＮＯ_X は下流側
のＮＯ_X 吸収剤により吸収される。[Action] NO _X by the upstream side of _the NO _X absorbent when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine in the invention described in claim 1 is low is absorbed. On the other hand, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high, NO _X is absorbed by the NO _X absorbent on the downstream side. At this time, NO _X on the upstream side
Although NO _X is released from the absorbent, this NO _X is absorbed by the NO _X absorbent on the downstream side.

【００１０】請求項２に記載の発明では機関から排出さ
れる排気ガスの温度が低いときには排気ガス流通路が短
い方のＮＯ_X 吸収剤によりＮＯ_X が吸収される。これに
対して機関から排出される排気ガスの温度が高いときに
は排気ガス流通路が長い方のＮＯ_X 吸収剤によりＮＯ_X
が吸収される。このとき排気ガス流通路の短い方のＮＯ
_X 吸収剤への排気ガスの流入が遮断されるのでこのＮＯ
_X 吸収剤からはＮＯ_Xが放出されない。[0010] When the temperature of the exhaust gas discharged from the engine in the invention described in claim 2 is low NO _X is absorbed by _the NO _X absorbent in the shorter exhaust gas flow path. On the other hand, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high, the NO _x absorbent with the longer exhaust gas flow passage causes NO _x
Is absorbed. At this time, NO in the shorter exhaust gas flow passage
_Since the inflow of exhaust gas to the _X absorbent is blocked, this NO
NO _X is not released from the _X absorbent.

【００１１】[0011]

【実施例】図１を参照すると、１は機関本体、２はピス
トン、３は燃焼室、４は点火栓、５は吸気弁、６は吸気
ポート、７は排気弁、８は排気ポートを夫々示す。吸気
ポート６は対応する枝管９を介してサージタンク１０に
連結され、各枝管９には夫々吸気ポート６内に向けて燃
料を噴射する燃料噴射弁１１が取付けられる。サージタ
ンク１０は吸気ダクト１２およびエアフローメータ１３
を介してエアクリーナ１４に連結され、吸気ダクト１２
内にはスロットル弁１５が配置される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a piston, 3 is a combustion chamber, 4 is a spark plug, 5 is an intake valve, 6 is an intake port, 7 is an exhaust valve, and 8 is an exhaust port. Show. The intake port 6 is connected to the surge tank 10 via a corresponding branch pipe 9, and each branch pipe 9 is provided with a fuel injection valve 11 for injecting fuel into the intake port 6. The surge tank 10 includes an intake duct 12 and an air flow meter 13
Is connected to the air cleaner 14 through the intake duct 12
A throttle valve 15 is arranged inside.

【００１２】一方、排気ポート８は排気マニホルド１６
を介して第１のＮＯ_X 吸収剤１７を内蔵したケーシング
１８に連結され、このケーシング１８は排気管１９を介
して第２のＮＯ_X 吸収剤２０を内蔵したケーシング２１
に連結される。従って排気通路内には排気ガスの流れ方
向において順に第１ＮＯ_X 吸収剤１７および第２ＮＯ _X
吸収剤２０が配置されることになる。図１に示す内燃機
関では燃焼室３内に供給される混合気の空燃比はリーン
とされ、従って燃焼室３内ではリーン混合気が燃焼せし
められる。On the other hand, the exhaust port 8 is connected to the exhaust manifold 16
Through the first NO_XCasing containing absorbent 17
18 is connected to the casing 18 through an exhaust pipe 19.
Then the second NO_XCasing 21 containing absorbent 20
Connected to. Therefore, how the exhaust gas flows in the exhaust passage
First NO in order_XAbsorbent 17 and second NO _X
The absorbent 20 will be placed. Internal combustion engine shown in FIG.
At Seki, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 is lean.
Therefore, the lean mixture is burned in the combustion chamber 3.
Can be

【００１３】図２は燃焼室３から排出される排気ガス中
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図２から
わかるように燃焼室３から排出される排気ガス中の未燃
ＨＣ，ＣＯの濃度は燃焼室３内に供給される混合気の空
燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室３から排出され
る排気ガス中の酸素Ｏ₂ の濃度は燃焼室３内に供給され
る混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。FIG. 2 schematically shows the concentrations of typical components in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3. As can be seen from FIG. 2, the concentration of unburned HC and CO in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3 increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes richer, and is discharged from the combustion chamber 3. The concentration of oxygen O _{2 in} the generated exhaust gas increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes leaner.

【００１４】各ケーシング１８，２１内に収容されてい
る各ＮＯ_X 吸収剤１７，２０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
されている。機関吸気通路及びＮＯ_X 吸収剤１７上流の
排気通路内に供給された空気および燃料（炭化水素）の
比を各ＮＯ_X 吸収剤１７，２０への流入排気ガスの空燃
比と称すると各ＮＯ_X 吸収剤１７，２０は流入排気ガス
の空燃比がリーンのときにはＮＯ_X 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ＮＯ_X を放出す
るＮＯ_Xの吸放出作用を行う。なお、ＮＯ_X 吸収剤１７
上流の排気通路内に燃料或いは空気が供給されない場合
には流入排気ガスの空燃比は燃焼室３内に供給される混
合気の空燃比に一致し、従ってこの場合には各ＮＯ_X 吸
収剤１７，２０は燃焼室３内に供給される混合気の空燃
比がリーンのときにはＮＯ_X を吸収し、燃焼室３内に供
給される混合気中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯ
_X を放出することになる。Each of the NO _x absorbents 17 and 20 contained in each of the casings 18 and 21 uses, for example, alumina as a carrier, and potassium K, sodium Na,
At least one selected from alkali metals such as lithium Li and cesium Cs, alkaline earths such as barium Ba and calcium Ca, rare earths such as lanthanum La and yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt are supported. ing. Engine intake passage and NO _X air supplied to the exhaust passage of the absorbent 17 upstream and fuel air-fuel ratio is referred to as the NO _X in the inflowing exhaust gas the ratio of (hydrocarbon) to the _the NO _X absorbent 17, 20 absorbent 17 and 20 air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is absorbed NO _X when the lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is performed to absorbing and releasing action of the NO _X that releases NO _X absorbed and reduced. In addition, NO _X absorbent 17
Air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas when the fuel or air to the exhaust passage upstream is not supplied coincides with the air-fuel ratio of the mixture supplied into the combustion chamber 3, thus in this case the _the NO _X absorbent 17 , 20 absorbs NO _X when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 3 is lean, and absorbs NO _X when the oxygen concentration in the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 3 decreases.
_It will emit _X.

【００１５】上述の各ＮＯ_X 吸収剤１７，２０を機関排
気通路内に配置すれば各ＮＯ_X 吸収剤１７，２０は実際
にＮＯ_X の吸放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細な
メカニズムについては明らかでない部分もある。しかし
ながらこの吸放出作用は図３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。次にこのメカニズムに
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。If the NO _x absorbents 17 and 20 described above are arranged in the engine exhaust passage, the NO _x absorbents 17 and 20 actually perform the action of absorbing and releasing NO _x , but the detailed mechanism of this action of absorbing and releasing. There are some points that are not clear. However, it is considered that this absorbing and releasing action is performed by the mechanism shown in FIG. Next, this mechanism will be described by taking the case where platinum Pt and barium Ba are supported on the carrier as an example, but the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths and rare earths.

【００１６】即ち、流入排気ガス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３
（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ₂ がＯ₂ ^- の形で
白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガス中のＮ
Ｏは白金Ｐｔの表面上でＯ₂ ^- と反応し、ＮＯ₂ となる
（２ＮＯ＋Ｏ₂ →２ＮＯ₂ ）。次いで生成されたＮＯ₂
の一部は白金Ｐｔ上で更に酸化されつつ吸収剤内に吸収
されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図３（Ａ）
に示されるように硝酸イオンＮＯ₃ ^- の形で吸収剤内に
拡散する。このようにしてＮＯ_X が各ＮＯ_X 吸収剤１
７，２０内に吸収される。That is, when the inflowing exhaust gas becomes considerably lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas greatly increases.
As shown in (A), these oxygen O ₂ attaches to the surface of platinum Pt in the form of O ₂ ⁻ . On the other hand, N in the inflowing exhaust gas
O reacts with O ₂ ⁻ on the surface of platinum Pt to become NO ₂ (2NO + O ₂ → 2NO ₂ ). NO ₂ produced next
3A is partially oxidized on the platinum Pt, is absorbed in the absorbent and is bonded to the barium oxide BaO, and FIG.
As shown in ( ₃ ), it diffuses into the absorbent in the form of nitrate ion NO ₃ ⁻ . In this way, NO _x is absorbed by each NO _x absorbent 1
Absorbed within 7, 20.

【００１７】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、吸収剤のＮＯ_X 吸収能
力が飽和しない限りＮＯ₂ が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ₃ ^- が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してＮＯ₂ の生成量が低下すると
反応が逆方向（ＮＯ₃ ^- →ＮＯ₂ ）に進み、斯くして吸
収剤内の硝酸イオンＮＯ₃ ^- がＮＯ₂ の形で吸収剤から
放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
ると各ＮＯ_X 吸収剤１７，２０からＮＯ_X が放出される
ことになる。図２に示されるように流入排気ガスのリー
ンの度合が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下
し、従って流入排気ガスのリーンの度合を低くすればた
とえ流入排気ガスがリーンであっても各ＮＯ_X 吸収剤１
７，２０からＮＯ_X が放出されることになる。The oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is generated NO ₂ on the surface of as high as platinum Pt, as long as NO ₂ to NO _X absorbing capacity of the absorbent is not saturated is absorbed in the absorbent and nitrate ions NO ₃ ^- Is generated. In contrast the reaction with the amount of NO ₂ oxygen concentration is lowered in the inflowing exhaust gas is lowered backward (NO ₃ ^- → NO ₂₎ proceeds to, thus nitrate ions to the absorber NO ₃ ^- Are released from the absorbent in the form of NO ₂ . That is, when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases, NO _X is released from each NO _X absorbent 17, 20. As shown in FIG. 2, if the lean degree of the inflowing exhaust gas is low, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is low. Therefore, if the leaning degree of the inflow exhaust gas is low, the inflowing exhaust gas is lean. Each NO _x absorbent 1
NO _x will be released from 7, 20.

【００１８】一方、このとき燃焼室３内に供給される混
合気がリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリッチに
なると図２に示されるように機関からは多量の未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白金Ｐｔ
上の酸素Ｏ₂ ^- と反応して酸化せしめられる。また、流
入排気ガスの空燃比がリッチになると流入排気ガス中の
酸素濃度が極度に低下するために吸収剤からＮＯ₂ が放
出され、このＮＯ₂ は図３（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る。このようにし
て白金Ｐｔの表面上にＮＯ₂ が存在しなくなると吸収剤
から次から次へとＮＯ₂ が放出される。従って流入排気
ガスの空燃比がリッチになると短時間のうちに各ＮＯ_X
吸収剤１７，２０からＮＯ_X が放出されかつ放出時に還
元されることになる。On the other hand, at this time, when the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 is made rich and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, a large amount of unburned H is emitted from the engine as shown in FIG.
C and CO are discharged, and these unburned HC and CO are platinum Pt.
It is oxidized by reacting with the oxygen O ₂ ⁻ above. Further, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is extremely lowered, so that NO ₂ is released from the absorbent, and this NO ₂ is unrecovered as shown in FIG. 3 (B). It is reduced by reacting with fuel HC and CO. When NO ₂ is no longer present on the surface of platinum Pt in this way, NO ₂ is released one after another from the absorbent. Therefore, if the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, each NO _x will be exhausted within a short time.
NO _X is released from the absorbents 17, 20 and is reduced at the time of release.

【００１９】このように流入排気ガスの空燃比がリーン
になるとＮＯ_X が各ＮＯ_X 吸収剤１７，２０に吸収さ
れ、流入排気ガスの空燃比がリッチになるとＮＯ_X がＮ
Ｏ_X 吸収剤１７，２０から短時間のうちに放出されかつ
還元される。従って図１に示す内燃機関では図４に示さ
れるようにリーン混合気の燃焼期間が一定期間経過した
ときに燃焼室３内に供給される混合気の空燃比を一時的
にリッチにして各ＮＯ_X吸収剤１７，２０からＮＯ_X を
放出させるようにしている。As described above, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes lean, NO _X is absorbed by the NO _X absorbents 17 and 20, and when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, the NO _X becomes N.
Released from O _X absorbent 17, 20 in a short time and is reduced. Therefore, in the internal combustion engine shown in FIG. 1, as shown in FIG. 4, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 is temporarily made rich when each combustion period of the lean air-fuel mixture has passed a certain period. NO _X is released from the _X absorbents 17, 20.

【００２０】ところが各ＮＯ_X 吸収剤１７，２０がＮＯ
_X を吸収して保持しておく力、即ちＮＯ_X の吸収率は温
度依存性を有し、これを図５に示す。図５の縦軸はＮＯ
_X 吸収率を示しており、図５の横軸は各ＮＯ_X 吸収剤１
７，２０の温度を示している。図５からわかるようにＮ
Ｏ_X 吸収剤１７，２０は吸収剤の温度がほぼ２５０℃か
ら３５０℃の範囲においてＮＯ_X の吸収率がピークとな
る。即ち、各ＮＯ_X 吸収剤１７，２０は低温になると白
金Ｐｔの表面上におけるＮＯ_X の酸化作用が進まなくな
り、また吸収剤へのＮＯ_X の吸収作用が遅くなるために
ＮＯ_X 浄化率が低下してくる。一方、高温になると吸収
剤内において硝酸塩が分解されてＮＯ_Xが自然放出され
るためにＮＯ_X 吸収率が低下してくる。従ってリーン混
合気が燃焼せしめられているときにＮＯ_X をＮＯ_X 吸収
剤１７，２０に良好に吸収するためには各ＮＯ_X 吸収剤
１７，２０の温度をほぼ２５０℃から３５０℃の範囲内
に維持しなければならないことになる。However, each of the NO _x absorbents 17, 20 is NO.
_The force for absorbing and retaining _X , that is, the absorption rate of NO _X has a temperature dependency, which is shown in FIG. The vertical axis of FIG. 5 is NO
_{The X} absorption rate is shown, and the horizontal axis of FIG. 5 shows each NO _X absorbent 1
The temperatures of 7 and 20 are shown. As can be seen from FIG.
O _X absorbent 17, 20 is the absorption rate of the NO _X peaks in the range of 350 ° C. temperature from about 250 ° C. absorbent. That is, when the temperature of each of the NO _x absorbents 17 and 20 becomes low, the oxidizing action of NO _x on the surface of platinum Pt does not proceed, and the absorbing action of NO _{x on} the absorbent slows down, so the NO _x purification rate decreases. Come on. On the other hand, when the temperature becomes high, the nitrate is decomposed in the absorbent and NO _X is spontaneously released, so that the NO _X absorption rate decreases. Therefore, in order to satisfactorily absorb NO _X in the NO _X absorbents 17, 20 when the lean air-fuel mixture is being burned, the temperature of each NO _X absorbent 17, 20 is within the range of approximately 250 ° C to 350 ° C. You will have to keep it.

【００２１】ところで各ＮＯ_X 吸収剤１７，２０は排気
ガスによって加熱されることにより温度上昇するので各
ＮＯ_X 吸収剤１７，２０の温度は各ＮＯ_X 吸収剤１７，
２０を流通する排気ガスの温度に依存している。ところ
が機関から排出される排気ガスの温度は機関の運転状態
によって大巾に変動し、しかも排気通路内を流れている
間に排気ガス温は低下するので排気通路内に一個のＮＯ
_X 吸収剤を配置した場合にはこのＮＯ_X 吸収剤を排気通
路のどこに配置してもあらゆる機関の運転状態において
このＮＯ_X 吸収剤の温度をほぼ２５０℃から３５０℃の
範囲内に維持するのは困難である。[0021] Incidentally each _the NO _X absorbent 17 and 20 temperature of each _the NO _X absorbent 17 and 20 because the temperature increase by being heated by the exhaust gas is the _the NO _X absorbent 17,
It depends on the temperature of the exhaust gas flowing through 20. However, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine greatly fluctuates depending on the operating state of the engine, and the temperature of the exhaust gas decreases while flowing in the exhaust passage, so that one NO in the exhaust passage is used.
It is given in the case of arranging the _X absorbent to maintain the temperature of the _the NO _X absorbent in the operating state of where the arrangement to be any engine exhaust passage this _the NO _X absorbent from approximately 250 ° C. in the range of 350 ° C. It is difficult.

【００２２】そこで本発明による実施例では図１に示さ
れるように互いに間隔を隔てて一対のＮＯ_X 吸収剤１
７，２０を排気通路内に配置するようにしている。この
場合、図１に示される実施例では暖機完了後において機
関から排出される排気ガスの温度が最も低下したときで
も第１ＮＯ_X 吸収剤１７の温度ができるだけ高くなるよ
うに、好ましくはほぼ２００℃以上となるように第１Ｎ
Ｏ_X 吸収剤１７は排気通路の上流部に配置される。即
ち、機関から排出される排気ガスの温度が低いときには
ＮＯ_X が第１ＮＯ_X 吸収剤１７に吸収され、機関から排
出される排気ガスの温度が高くなったときには第１ＮＯ
_X 吸収剤１７からＮＯ_X が放出される位置に第１ＮＯ_X
吸収剤１７が配置される。Therefore, in the embodiment according to the present invention, as shown in FIG. 1, a pair of NO _x absorbents 1 are spaced apart from each other.
7, 20 are arranged in the exhaust passage. In this case, in the embodiment shown in FIG. 1, it is preferable that the temperature of the first NO _x absorbent 17 be as high as possible even when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is the lowest after the completion of warm-up, and preferably about 200. 1N so that the temperature is above ℃
O _X absorbent 17 is disposed upstream of the exhaust passage. That is, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is low, NO _X is absorbed by the first NO _X absorbent 17, and when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high, the first NO _X is absorbed.
The 1NO _X from _X absorbent 17 to a position where the NO _X is released
The absorbent 17 is arranged.

【００２３】これに対して第２ＮＯ_X 吸収剤２０は機関
から排出される排気ガスの温度が最も高いときに第２Ｎ
Ｏ_X 吸収剤２０の温度がほぼ３５０℃となるように排気
通路の下流部に配置される。即ち、機関から排出される
排気ガスの温度が低いときにはＮＯ_X が第２ＮＯ_X 吸収
剤２０に吸収されず、機関から排出される排気ガスの温
度が高くなったときにはＮＯ_X が第２ＮＯ_X 吸収剤２０
に吸収される位置に第２ＮＯ_X 吸収剤２０が配置され
る。On the other hand, the second NO _x absorbent 20 is the second NO _x absorbent when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is the highest.
The Ox absorbent 20 is arranged in the downstream portion of the exhaust passage so that the temperature of the _Ox absorbent 20 becomes approximately 350 ° C. That, NO _X is first 2NO _X absorbent when the NO _X when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is low is not absorbed to a 2NO _X absorbent 20, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is increased 20
The second NO _X absorbent 20 is arranged at a position where it is absorbed by the second NO _X absorbent 20.

【００２４】従って機関から排出される排気ガスの温度
が低いときには第２ＮＯ_X 吸収剤２０によるＮＯ_X の吸
収作用は不十分となるがこのときＮＯ_X は第１ＮＯ_X 吸
収剤１７に吸収されるのでＮＯ_X が大気中に放出される
ことはない。一方、機関から排出される排気ガスの温度
が高いときには第１ＮＯ_X 吸収剤１７からＮＯ_X が自然
放出されるがこのＮＯ_X は機関から排出されたＮＯ_X と
共に第２ＮＯ_X 吸収剤２０に吸収されるのでＮＯ_X が大
気中に放出されることはない。従って機関のあらゆる運
転領域においてＮＯ_X が大気中に放出されるのを阻止す
ることができることになる。なお、この場合、第２ＮＯ
_X 吸収剤２０に吸収されるＮＯ_X 量の方が第１ＮＯ_X 吸
収剤１７に吸収されるＮＯ_X 量よりも必然的に多くなる
ので図１に示すように第２ＮＯ_X 吸収剤２０の容量を第
１ＮＯ_X 吸収剤１７の容量よりも大きくすることが好ま
しい。[0024] when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is low hence the NO _X absorption is insufficient at this time of the NO _X by the first 2NO _X absorbent 20 is absorbed to a 1NO _X absorbent 17 NO _x is never released into the atmosphere. On the other hand, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high but NO _X is spontaneously emitted from the 1NO _X absorbent 17 This NO _X is absorbed in the 2NO _X absorbent 20 with NO _X discharged from the engine Therefore, NO _X is not released into the atmosphere. Therefore NO _X is able to be prevented from being released into the atmosphere in all operating regions of the engine. In this case, the second NO
Since towards _the amount of NO _X absorbed in the _X absorbent 20 becomes inevitably larger than the amount of NO _X absorbed in the first 1NO _X absorbent 17 the capacity of the 2NO _X absorbent 20 as shown in FIG. 1 It is preferable to make it larger than the capacity of the first NO _x absorbent 17.

【００２５】図６に別の実施例を示す。この実施例では
排気マニホルド１６が排気管２２を介して排気管２３に
連結され、この排気管２３は分岐部２４において分岐さ
れた第１の枝管２５ａと第２の枝管２５ｂとを具備す
る。第１枝管２５ａには第１ＮＯ_X 吸収剤２６を内蔵し
たケーシング２７が連結され、第２枝管２５ｂには第２
ＮＯ_X 吸収剤２８を内蔵したケーシング２９が連結され
る。各ケーシング２７および２９は夫々対応する枝管３
０ａ，３０ｂを介して共通の排気管３１に連結される。
排気管２３の分岐部２４内には排気ガスを第１枝管２５
ａ又は第２枝管２５ｂのいずれか一方に導くための切換
弁３２が配置され、この切換弁３２はアクチュエータ３
３によって切換え制御される。FIG. 6 shows another embodiment. In this embodiment, the exhaust manifold 16 is connected to an exhaust pipe 23 via an exhaust pipe 22, and the exhaust pipe 23 includes a first branch pipe 25a and a second branch pipe 25b branched at a branch portion 24. . A casing 27 containing a first NO _x absorbent 26 is connected to the first branch pipe 25a, and a second branch pipe 25b is provided with a second casing.
A casing 29 containing the NO _X absorbent 28 is connected. Each casing 27 and 29 has a corresponding branch pipe 3 respectively.
It is connected to a common exhaust pipe 31 via 0a and 30b.
In the branch portion 24 of the exhaust pipe 23, exhaust gas is introduced into the first branch pipe 25.
A switching valve 32 for guiding to either a or the second branch pipe 25b is arranged.
Switching control is carried out by 3.

【００２６】図６に示されるようにこの実施例では第２
枝管２５ｂの方が第１枝管２５ａよりも長く、従って第
２ＮＯ_X 吸収剤２８に至る排気ガス流通路の方が第１Ｎ
Ｏ_X吸収剤２６に至る排気ガス流通路よりも長くなって
いる。更に第１ＮＯ_X 吸収剤２６および第２ＮＯ_X 吸収
剤２８は図１に示す各ＮＯ_X 吸収剤１７，２０と同様に
図５に示すような温度に依存したＮＯ_X 吸収率を有す
る。As shown in FIG. 6, the second embodiment is used.
The branch pipe 25b is longer than the first branch pipe 25a, and thus the exhaust gas flow passage leading to the second NO _x absorbent 28 is the first N pipe.
It is longer than the exhaust gas flow passage leading to the O _X absorbent 26. Yet a 1NO _X absorbent 26 and the 2NO _X absorbent 28 has a NO _X absorption rate depends on the temperature, as shown in FIG. 5 in the same manner as the _the NO _X absorbent 17, 20 shown in FIG.

【００２７】図６に示されるようにアクチュエータ３３
は電子制御ユニット５０の出力信号により制御される。
この電子制御ユニット５０はディジタルコンピュータか
らなり、双方向性バス５１によって相互に接続されたＲ
ＯＭ（リードオンリメモリ）５２、ＲＡＭ（ランダムア
クセスメモリ）（ＲＡＭ）５３、ＣＰＵ（マイクロプロ
セッサ）５４、入力ポート５５および出力ポート５６を
具備する。エアフローメータ１３は吸入空気量に比例し
た出力電圧を発生し、この出力電圧がＡＤ変換器５７を
介して入力ポート５５に入力される。排気管２２には排
気ガス温に比例した出力電圧を発生する温度センサ５８
が取付けられ、この温度センサ５８の出力電圧がＡＤ変
換器５９を介して入力ポート５５に入力される。また、
入力ポート５５には機関回転数を表わす出力パルスを発
生する回転数センサ６０が接続される。一方、出力ポー
ト５６は対応する駆動回路６１を介して夫々点火栓４、
燃料噴射弁１１およびアクチュエータ３３に接続され
る。As shown in FIG. 6, the actuator 33
Is controlled by the output signal of the electronic control unit 50.
The electronic control unit 50 is composed of a digital computer and is connected to each other by a bidirectional bus 51.
An OM (read only memory) 52, a RAM (random access memory) (RAM) 53, a CPU (microprocessor) 54, an input port 55 and an output port 56 are provided. The air flow meter 13 generates an output voltage proportional to the intake air amount, and this output voltage is input to the input port 55 via the AD converter 57. The exhaust pipe 22 has a temperature sensor 58 for generating an output voltage proportional to the exhaust gas temperature.
Is attached, and the output voltage of the temperature sensor 58 is input to the input port 55 via the AD converter 59. Also,
The input port 55 is connected to a rotation speed sensor 60 that generates an output pulse representing the engine rotation speed. On the other hand, the output ports 56 are connected to the spark plugs 4 and
It is connected to the fuel injection valve 11 and the actuator 33.

【００２８】図７は切換弁３２の制御ルーチンを示して
おり、このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行
される。図７を参照するとまず初めにステップ７０にお
いて温度サンセ５８の出力信号に基いて排気ガス温Ｔが
予め定められた一定値Ｔｏ、例えば３５０℃よりも低い
か否かが判別される。Ｔ＜Ｔｏのとき、即ち機関から排
出される排気ガス温が低いときはステップ７１に進んで
排気ガスが第１ＮＯ_X 吸収剤２６に導かれるように切換
弁３２が切換えられる。これに対してＴ≧Ｔｏのとき、
即ち機関から排出される排気ガス温が高いときはステッ
プ７２に進んで排気ガスが第２ＮＯ_X 吸収剤２８に導か
れるように切換弁３２が切換えられる。FIG. 7 shows a control routine of the switching valve 32, and this routine is executed by interruption at regular time intervals. Referring to FIG. 7, first, at step 70, based on the output signal of the temperature sensor 58, it is judged if the exhaust gas temperature T is lower than a predetermined constant value To, for example, 350 ° C. or not. When T <To, that is, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is low, the routine proceeds to step 71, where the switching valve 32 is switched so that the exhaust gas is guided to the first NO _x absorbent 26. On the other hand, when T ≧ To,
That is, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high, the routine proceeds to step 72, where the switching valve 32 is switched so that the exhaust gas is guided to the second NO _x absorbent 28.

【００２９】この実施例では第２枝管２５ｂの方が第１
枝管２５ａよりも長いので第２ＮＯ _X 吸収剤２８に流入
する排気ガス温の方が第１ＮＯ_X 吸収剤２６に流入する
排気ガス温よりも低くなる。この場合、第２ＮＯ_X 吸収
剤２８は機関から排出される排気ガスの温度が最も高い
ときに第２ＮＯ_X 吸収剤２８の温度がほぼ３５０℃とな
る位置に配置される。これに対して第１ＮＯ_X 吸収剤２
６は機関から排出される排気ガスの温度が高いときには
第１ＮＯ_X 吸収剤２６の温度が３５０℃よりも高くなる
位置に配置される。In this embodiment, the second branch pipe 25b is the first
2nd NO because it is longer than the branch pipe 25a _XInflow into absorbent 28
Exhaust gas temperature is lower than NO_XFlowing into the absorbent 26
It will be lower than the exhaust gas temperature. In this case, the second NO_Xabsorption
Agent 28 has the highest exhaust gas temperature discharged from the engine
Sometimes the second NO_XThe temperature of the absorbent 28 is almost 350 ° C.
It is placed in the position. On the contrary, the first NO_XAbsorbent 2
6 is when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high
First NO_XThe temperature of the absorbent 26 becomes higher than 350 ° C
Placed in position.

【００３０】ところでこの実施例では上述したように排
気管２２内の排気ガス温がほぼ３５０℃よりも低いとき
には第１ＮＯ_X 吸収剤２６に排気ガスが導かれ、第２Ｎ
Ｏ_X吸収剤２８への排気ガスの流入が停止される。この
ときＮＯ_X は第１ＮＯ_X 吸収剤２６に良好に吸収され
る。このときもし第２ＮＯ_X 吸収剤２８に排気ガスを流
入させたとすると第２ＮＯ_X 吸収剤２８への流入排気ガ
ス温がかなり低くなるために第２ＮＯ_X 吸収剤２８にＮ
Ｏ_X を吸収できない場合もある。しかしながらこの実施
例ではこのときには第２ＮＯ_X 吸収剤２８への排気ガス
の流入が停止されるのでＮＯ_X が大気中に放出される危
険性がなくなる。By the way, in this embodiment, as described above, when the temperature of the exhaust gas in the exhaust pipe 22 is lower than approximately 350 ° C., the exhaust gas is guided to the first NO _x absorbent 26 and the second N 2
The inflow of exhaust gas to the O _X absorbent 28 is stopped. In this case NO _X is well absorbed in the 1NO _X absorbent 26. In this case if N to a 2NO _X absorbent 28 for assuming that allowed to flow into the exhaust gas to a 2NO _X absorbent 28 the inflowing exhaust gas temperature to the first 2NO _X absorbent 28 becomes considerably lower
It may not be able to absorb O _X. However, this time the risk of NO _X is released into the atmosphere is eliminated because the flow of exhaust gas into the first 2NO _X absorbent 28 is stopped in this embodiment.

【００３１】一方、排気管２２内の排気ガス温がほぼ３
５０℃よりも高いときには第２ＮＯ _X 吸収剤２８に排気
ガスが導かれ、第１ＮＯ_X 吸収剤２６への排気ガスの流
入が停止される。このときＮＯ_X は第２ＮＯ_X 吸収剤２
８に良好に吸収される。このときもし第１ＮＯ_X 吸収剤
２６に排気ガスを流入させたとすると第１ＮＯ_X 吸収剤
２６に吸収されているＮＯ_X が自然放出される。しかし
ながらこの実施例ではこのときには第１ＮＯ_X 吸収剤２
６への排気ガスの流入が停止されるのでＮＯ_Xが大気中
に放出される危険性がなくなる。従ってこの実施例でも
いかなる機関の運転状態においてもＮＯ_X が大気中に放
出されるのを阻止できることになる。On the other hand, the temperature of the exhaust gas in the exhaust pipe 22 is approximately 3
Second NO when higher than 50 ° C _XExhaust to absorbent 28
Gas is introduced, first NO_XExhaust gas flow to absorbent 26
Entry is suspended. NO at this time_XIs the second NO_XAbsorbent 2
8 is well absorbed. If this is the first NO_XAbsorbent
If exhaust gas is made to flow into 26, the first NO_XAbsorbent
NO absorbed in 26_XIs released naturally. However
However, in this embodiment, at this time, the first NO_XAbsorbent 2
NO because exhaust gas flow into 6 is stopped_XIn the atmosphere
There is no danger of being released into the. Therefore, also in this embodiment
NO in any engine operating condition_XReleased into the atmosphere
You will be able to prevent it from being issued.

【００３２】なお、この実施例では排気管２２内の排気
ガス温Ｔを温度センサ５８により検出するようにしてい
るが排気管２２内の排気ガス温Ｔは機関負荷Ｑ／Ｎ（吸
入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）と機関回転数Ｎの関数とな
る。従って排気管２２内の排気ガス温Ｔを機関負荷Ｑ／
Ｎと機関回転数Ｎの関数として予め実験により求めてお
き、これらの関係を図８に示すようなマップの形で予め
ＲＯＭ５２内に記憶しておいてこのマップから排気ガス
温Ｔを求めるようにすることもできる。この場合には温
度センサ５８を設ける必要がなくなる。In this embodiment, the exhaust gas temperature T in the exhaust pipe 22 is detected by the temperature sensor 58, but the exhaust gas temperature T in the exhaust pipe 22 is determined by the engine load Q / N (intake air amount Q / Engine speed N) and engine speed N. Therefore, the exhaust gas temperature T in the exhaust pipe 22 is set to the engine load Q /
As a function of N and engine speed N, it is obtained in advance by experiments, and the relation between them is stored in advance in the ROM 52 in the form of a map as shown in FIG. 8 and the exhaust gas temperature T is obtained from this map. You can also do it. In this case, it is not necessary to provide the temperature sensor 58.

【００３３】この実施例でも各ＮＯ_X 吸収剤２６，２８
からＮＯ_X を放出すべきときには燃焼室３内に供給され
る混合気が一時的にリッチにされる。この場合、この実
施例では例えば排気ガスが第１ＮＯ_X 吸収剤２６に導か
れているときに混合気が一時的にリッチされて第１ＮＯ
_X 吸収剤２６からＮＯ_X が放出され、排気ガスが第２Ｎ
Ｏ_X 吸収剤２８に導かれているときに混合気が一時的に
リッチされて第２ＮＯ _X 吸収剤２８からＮＯ_X が放出さ
れる。Also in this embodiment, each NO_XAbsorbent 26, 28
To NO_XIs supplied to the combustion chamber 3 when
The air-fuel mixture is temporarily enriched. In this case, this real
In the embodiment, for example, the exhaust gas is the first NO_XGuided to absorbent 26
The air-fuel mixture is temporarily enriched while the first NO
_XAbsorbent 26 to NO_XIs released and the exhaust gas is the second N
O_XWhile being guided to the absorbent 28, the air-fuel mixture temporarily
Rich NO 2nd _XAbsorbent 28 to NO_XIs released
Be done.

【００３４】図９は本発明をディーゼル機関に適用した
場合を示している。なお、図９において第６図と同様な
構成要素は同一符号で示す。この実施例においても排気
管２３は分岐部２４において分岐された第１の枝管２５
ａと第２の枝管２５ｂとを具備し、第１枝管２５ａには
第１ＮＯ_X 吸収剤２６を内蔵したケーシング２７が連結
される。ケーシング２７には更に別の枝管３０が連結さ
れ、枝管２５ｂおよび枝管３０は共通の排気管３１に連
結される。この排気管３１には第２ＮＯ_X 吸収剤２８を
内蔵したケーシング２９が連結される。排気管２３の分
岐部２４内には排気ガスを第１枝管２５ａ又は第２枝管
２５ｂのいずれか一方に導くための切換弁３２が配置さ
れ、この切換弁３２はアクチュエータ３３によって切換
え制御される。FIG. 9 shows a case where the present invention is applied to a diesel engine. In FIG. 9, the same components as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals. Also in this embodiment, the exhaust pipe 23 is the first branch pipe 25 branched at the branch portion 24.
A casing 27 having a first NO _x absorbent 26 is connected to the first branch pipe 25a. Another branch pipe 30 is connected to the casing 27, and the branch pipe 25b and the branch pipe 30 are connected to a common exhaust pipe 31. A casing 29 containing the second NO _X absorbent 28 is connected to the exhaust pipe 31. A switching valve 32 for guiding the exhaust gas to either the first branch pipe 25a or the second branch pipe 25b is arranged in the branch portion 24 of the exhaust pipe 23, and the switching valve 32 is switched and controlled by an actuator 33. It

【００３５】図６に示されるようにこの実施例では枝管
２５ｂの周りに多数の冷却フィン３４が形成されてい
る。無論この冷却フィン３４に代えて機関冷却水により
冷却する構造にすることもできる。また図６からわかる
ようにこの実施例においても第２ＮＯ_X 吸収剤２８に至
る排気ガス流通路の方が第１ＮＯ_X 吸収剤２６に至る排
気ガス流通路よりも長くなっており、第１ＮＯ_X 吸収剤
２６および第２ＮＯ_X 吸収剤２８は図１に示す各ＮＯ_X
吸収剤１７，２０と同様に図５に示すような温度に依存
したＮＯ_X 吸収率を有する。In this embodiment, as shown in FIG. 6, a large number of cooling fins 34 are formed around the branch pipe 25b. Of course, the cooling fins 34 may be replaced with a structure in which engine cooling water is used for cooling. Further has also found the following exhaust gas flow path leading to a 2NO _X absorbent 28 is longer than the exhaust gas flow path leading to a 1NO _X absorbent 26 in this embodiment, as seen from FIG. 6, the 1NO _X absorbent agent 26 and the 2NO _X absorbent 28 each NO _X shown in FIG. 1
Having a NO _X absorption rate depends likewise on the temperature, as shown in FIG. 5 with the absorbent 17 and 20.

【００３６】更に、この実施例ではアクセルペダル６２
の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ
６３が設けられ、この負荷センサ６３の出力電圧はＡＤ
変換器６４を介して入力ポート５５に入力される。ま
た、この実施例では排気管２２内に還元剤供給弁６５が
配置され、この還元剤供給弁６５は供給ポンプ６６を介
して還元剤タンク６７に連結される。電子制御ユニット
５０の出力ポート５６は夫々対応する駆動回路６８を介
して還元剤供給弁６５および供給ポンプ６６に接続され
る。還元剤タンク６７内にはガソリン、イソオクタン、
ヘキサン、ヘプタンのような炭化水素、或いは液体の状
態で保存しうるブタン、プロパンのような炭化水素が充
填されている。Further, in this embodiment, the accelerator pedal 62
A load sensor 63 that generates an output voltage proportional to the amount of depression of the load sensor 63 is provided.
It is input to the input port 55 via the converter 64. Further, in this embodiment, a reducing agent supply valve 65 is arranged in the exhaust pipe 22, and the reducing agent supply valve 65 is connected to a reducing agent tank 67 via a supply pump 66. The output port 56 of the electronic control unit 50 is connected to a reducing agent supply valve 65 and a supply pump 66 via corresponding drive circuits 68, respectively. In the reducing agent tank 67, gasoline, isooctane,
It is filled with a hydrocarbon such as hexane or heptane, or a hydrocarbon such as butane or propane that can be stored in a liquid state.

【００３７】図１０は切換弁３２の制御ルーチンを示し
ており、このルーチンは一定時間毎の割込みによって実
行される。図１０を参照するとまず初めにステップ８０
において温度センサ５８の出力信号に基いて排気ガス温
Ｔが予め定められた一定値Ｔｏ、例えば３５０℃よりも
低いか否かが判別される。Ｔ＜Ｔｏのとき、即ち機関か
ら排出される排気ガス温が低いときはステップ８１に進
んで排気ガスが第１枝管２５ａに導かれるように切換弁
３２が切換えられる。これに対してＴ≧Ｔｏのとき、即
ち機関から排出される排気ガス温が高いときはステップ
８２に進んで排気ガスが第２枝管２５ｂに導かれるよう
に切換弁３２が切換えられる。FIG. 10 shows a control routine of the switching valve 32, and this routine is executed by interruption at regular time intervals. Referring to FIG. 10, first, step 80
At, it is determined whether the exhaust gas temperature T is lower than a predetermined constant value To, for example, 350 ° C., based on the output signal of the temperature sensor 58. When T <To, that is, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is low, the routine proceeds to step 81, where the switching valve 32 is switched so that the exhaust gas is guided to the first branch pipe 25a. On the other hand, when T ≧ To, that is, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high, the routine proceeds to step 82, where the switching valve 32 is switched so that the exhaust gas is guided to the second branch pipe 25b.

【００３８】この実施例においても第２ＮＯ_X 吸収剤２
８に至る排気ガス流通路の方が第１ＮＯ_X 吸収剤２６に
至る排気ガス流通路よりも長く、しかも第２枝管２５ｂ
には冷却フィン３４が設けられているので第２ＮＯ_X 吸
収剤２８に流入する排気ガス温の方が第１ＮＯ_X 吸収剤
２６に流入する排気ガス温よりも低くなる。この場合、
第２ＮＯ_X 吸収剤２８は機関から排出れる排気ガスの温
度が最も高いときに第２ＮＯ_X 吸収剤２８の温度がほぼ
３５０℃となる位置に配置される。これに対して第１Ｎ
Ｏ_X 吸収剤２６は機関から排出される排気ガスの温度が
高いときには第１ＮＯ_X 吸収剤２６の温度が３５０℃よ
りも高くなる位置に配置される。Also in this embodiment, the second NO _x absorbent 2 is used.
8 is longer than the exhaust gas flow passage reaching the first NO _x absorbent 26, and the second branch pipe 25b
Cooling fins 34 toward the exhaust gas temperature flowing into the first 2NO _X absorbent 28 so provided is lower than the temperature of the exhaust gas flowing into the first 1NO _X absorbent 26 in. in this case,
The second NO _X absorbent 28 is arranged at a position where the temperature of the second NO _X absorbent 28 becomes approximately 350 ° C. when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is the highest. On the other hand, the first N
The O _X absorbent 26 is arranged at a position where the temperature of the first NO _X absorbent 26 becomes higher than 350 ° C when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is high.

【００３９】ディーゼル機関では通常あらゆる運転状態
において空気過剰率が１．０以上、即ち燃焼室３内の混
合気の平均空燃比がリーンの状態で燃焼せしめられる。
従ってこのとき排出されるＮＯ_X をＮＯ_X 吸収剤によっ
て吸収できることになる。ところでこの実施例では上述
したように排気管２２内の排気ガス温がほぼ３５０℃よ
りも低いときには第１ＮＯ_X 吸収剤２６に排気ガスが導
かれ、第２枝管２５ｂへの排気ガスの流入が停止され
る。このときＮＯ_X は第１ＮＯ_X 吸収剤２６に良好に吸
収される。従ってこのときＮＯ_X が大気中に放出される
危険性はなくなる。In a diesel engine, the excess air ratio is usually 1.0 or more in all operating states, that is, the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 is burned in a lean state.
Therefore, the NO _X discharged at this time can be absorbed by the NO _X absorbent. By the way, in this embodiment, as described above, when the temperature of the exhaust gas in the exhaust pipe 22 is lower than approximately 350 ° C., the exhaust gas is guided to the first NO _x absorbent 26, and the exhaust gas flows into the second branch pipe 25b. Be stopped. In this case NO _X is well absorbed in the 1NO _X absorbent 26. Thus the risk that this time NO _X is released into the atmosphere is eliminated.

【００４０】一方、排気管２２内の排気ガス温がほぼ３
５０℃よりも高いときには第２枝管２５ｂを介して第２
ＮＯ_X 吸収剤２８に排気ガスが導かれ、第１ＮＯ_X 吸収
剤２６への排気ガスの流入が停止される。このときＮＯ
_X は第２ＮＯ_X 吸収剤２８に良好に吸収される。従って
このときにもＮＯ_X が大気中に放出される危険性がなく
なる。従ってこの実施例でもいかなる機関の運転状態に
おいてもＮＯ_X が大気中に放出されるのを阻止できるこ
とになる。On the other hand, the temperature of the exhaust gas in the exhaust pipe 22 is approximately 3
When the temperature is higher than 50 ° C., the second via the second branch pipe 25b
The exhaust gas is guided to the NO _X absorbent 28, and the flow of the exhaust gas into the first NO _X absorbent 26 is stopped. NO at this time
_X is well absorbed by the second NO _X absorbent 28. Therefore, at this time as well, there is no risk that NO _X is released into the atmosphere. Therefore, in this embodiment as well, it is possible to prevent NO _X from being released into the atmosphere in any operating condition of the engine.

【００４１】この実施例では各ＮＯ_X 吸収剤２６，２８
からＮＯ_X を放出すべきときには燃焼室３内の混合気の
平均空燃比はリーンにしておいて還元剤供給弁６５から
還元剤、即ち炭化水素を供給することによって各ＮＯ_X
吸収剤２６，２８への流入排気ガスをリッチにするよう
にしている。即ち、この実施例では図１１に示されるよ
うに周期的に還元剤供給弁６５および供給ポンプ６６が
オンとされ、それによって炭化水素が一定時間、例えば
１０秒間排気管２２内に供給される。この場合例えば排
気ガスが第１ＮＯ_X 吸収剤２６に導かれているときに炭
化水素が供給されて第１ＮＯ_X 吸収剤２６からＮＯ_X が
放出され、排気ガスが第２枝管２５ｂを介して第２ＮＯ
_X 吸収剤２８に導かれているときに炭化水素が供給され
て第２ＮＯ_X 吸収剤２６からＮＯ_X が放出される。In this embodiment, each NO _x absorbent 26, 28
Reducing agent from the reducing agent feed valve 65 average air-fuel ratio of the mixture in the combustion chamber 3 is in when releasing the NO _X is allowed to lean from, i.e. the NO _X by feeding hydrocarbons
The exhaust gas flowing into the absorbents 26, 28 is made rich. That is, in this embodiment, the reducing agent supply valve 65 and the supply pump 66 are periodically turned on as shown in FIG. 11, whereby hydrocarbons are supplied into the exhaust pipe 22 for a certain period of time, for example, 10 seconds. In this case for example the exhaust gas is NO _X from the 1NO _X absorbent 26 hydrocarbons is supplied is released when it is directed to a 1NO _X absorbent 26, the exhaust gas through the second branch pipe 25b 2 NO
Hydrocarbons NO _X is released from the 2NO _X absorbent 26 is supplied when it is guided to the _X absorbent 28.

【００４２】[0042]

【発明の効果】ＮＯ_X 吸収剤にＮＯ_X を吸収させるよう
にした場合において機関始動直後を除くあらゆる機関の
運転状態においてＮＯ_X が大気中に放出されるのを阻止
することができる。When the NO _X absorbent is made to absorb NO _X , it is possible to prevent NO _X from being released into the atmosphere in all operating conditions of the engine except immediately after the engine is started.

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

【図１】内燃機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.

【図２】機関から排出される排気ガス中の未燃ＨＣ，Ｃ
Ｏおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。[Fig. 2] Unburned HC and C in exhaust gas discharged from the engine
It is a diagram which shows the concentration of O and oxygen roughly.

【図３】ＮＯ_X の吸放出作用を説明するための図であ
る。FIG. 3 is a diagram for explaining the action of NO _X absorption and release.

【図４】混合気をリッチにするタイミングを示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a timing of making the air-fuel mixture rich.

【図５】各ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収率を示す線図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing the NO _X absorption rate of each NO _X absorbent.

【図６】内燃機関の別の実施例の全体図である。FIG. 6 is an overall view of another embodiment of the internal combustion engine.

【図７】切換弁を制御するためのフローチャートであ
る。FIG. 7 is a flowchart for controlling a switching valve.

【図８】排気ガス温Ｔのマップを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a map of an exhaust gas temperature T.

【図９】内燃機関の別の実施例の全体図である。FIG. 9 is an overall view of another embodiment of the internal combustion engine.

【図１０】切換弁を制御するためのフローチャートであ
る。FIG. 10 is a flowchart for controlling a switching valve.

【図１１】炭化水素を供給するタイミングを示す図であ
る。FIG. 11 is a diagram showing a timing of supplying hydrocarbons.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１６…排気マニホルド １７，２６…第１ＮＯ_X 吸収剤 ２０，２８…第２ＮＯ_X 吸収剤 ３２…切換弁16 ... exhaust manifold 17, 26 ... first 1NO _X absorbent 20, 28 ... first 2NO _X absorbent 32 ... switching valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹島 伸一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shinichi Takeshima 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Automobile Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはＮＯ_X 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ＮＯ_X を放出するＮＯ _X 吸収剤で
あってＮＯ_X 吸収率がピークとなる温度領域がほぼ等し
い少くとも２つのＮＯ_X 吸収剤を機関排気通路内に直列
に配置し、排気ガス温の上昇により上流側のＮＯ_X 吸収
剤から自然放出されたＮＯ_X を下流側のＮＯ_X 吸収剤に
より吸収しうるようにこれらのＮＯ_X 吸収剤を互いに間
隔を隔てて配置した内燃機関の排気浄化装置。1. When the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean
No when_XConcentration in the exhaust gas that absorbs
Absorbed when NO decreases_XReleases NO _XWith absorbent
There is no_XThe temperature range where the absorption rate reaches the peak is almost equal.
At least two NO_XAbsorbent in series in engine exhaust passage
The upstream NO_Xabsorption
NO naturally released from the agent_XNO on the downstream side_XFor absorbent
These NO so that they can be more absorbed_XBetween the absorbent
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, which is arranged at a distance. 【請求項２】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはＮＯ_X 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ＮＯ_X を放出するＮＯ _X 吸収剤で
あってＮＯ_X 吸収率がピークとなる温度領域がほぼ等し
い少くとも２つのＮＯ_X 吸収剤を各ＮＯ_X 吸収剤に至る
排気ガス流通路が異なるように機関排気通路内に配置
し、機関から排出される排気ガス温が低いときには排気
ガス流通路が短い方のＮＯ_X 吸収剤に排気ガスを流入さ
せ、機関から排出される排気ガス温が高いときには排気
ガス流通路が短い方のＮＯ_X 吸収剤への排気ガスの流入
を遮断すると共に排気ガス流通路が長い方のＮＯ_X 吸収
剤に排気ガスを流入させる排気ガス流入切換装置を具備
した内燃機関の排気浄化装置。2. When the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean
No when_XConcentration in the exhaust gas that absorbs
Absorbed when NO decreases_XReleases NO _XWith absorbent
There is no_XThe temperature range where the absorption rate reaches the peak is almost equal.
At least two NO_XAbsorbent for each NO_XUp to absorbent
Arranged in the engine exhaust passage so that the exhaust gas flow passage is different
However, when the temperature of the exhaust gas discharged from the engine is low, the exhaust gas is exhausted.
NO with shorter gas flow passage_XIntake exhaust gas into the absorbent
The exhaust gas emitted from the engine when the temperature is high.
NO with shorter gas flow passage_XExhaust gas inflow into the absorbent
Which has a longer exhaust gas flow path_Xabsorption
Equipped with an exhaust gas inflow switching device that allows exhaust gas to flow into the agent
Exhaust gas purification device for internal combustion engine.