JPH1026017A - Emission control system for internal combustion engine - Google Patents
Emission control system for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、排気系に設けられ
たリーンＮＯx 触媒に還元剤を含んだ排気ガスを通過さ
せることによって排気中のＮＯx を浄化する内燃機関
（エンジン）の排気浄化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention provides an exhaust gas purification for an internal combustion engine for purifying NO x in the exhaust by passing the lean NO x catalyst in an exhaust gas containing a reducing agent provided in the exhaust system (engine) Related to the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、自動車の排気ガス浄化技術の進歩
が著しい。排気ガス中の有害成分としては、ＨＣ（炭化
水素）、ＣＯ（一酸化炭素）及びＮＯx （窒素酸化物）
が挙げられる。多くのエンジンでは、Ｏ2 センサによる
フィードバック制御にて理論空燃比での燃焼を達成する
とともに三元触媒を使用することにより、排気ガスの浄
化率の向上を図っている。三元触媒は、排気ガス中のＨ
Ｃ，ＣＯの酸化とＮＯxの還元とを同時に促進するもの
であり、燃焼せしめられる混合気の空燃比が理論空燃比
近傍にあるときに高い浄化率を示す。2. Description of the Related Art In recent years, there has been a remarkable progress in the technology of purifying automobile exhaust gas. The harmful components in the exhaust gas include HC (hydrocarbon), CO (carbon monoxide) and NO x (nitrogen oxide).
Is mentioned. In many engines, the exhaust gas purification rate is improved by achieving combustion at a stoichiometric air-fuel ratio by feedback control using an O 2 sensor and using a three-way catalyst. The three-way catalyst removes H in the exhaust gas.
C, is intended to promote the reduction of the oxidized and NO x in the CO at the same time, shows a high purification rate when the air-fuel ratio of the mixture burned is near the stoichiometric air-fuel ratio.
【０００３】しかし、理論空燃比の混合気を燃焼せしめ
ることは、燃料の経済性という観点からみると必ずしも
最良であるとは言えない。そのため、ガソリンエンジン
においてリーンバーン（希薄燃焼）エンジンが開発され
るとともに、ディーゼルエンジンの適用範囲が拡大され
つつある。ディーゼルエンジンやリーンバーンエンジン
では、リーン混合気が燃焼せしめられるため、排気ガス
における未反応Ｏ2 の量が多く、通常の三元触媒の作用
ではＮＯx の還元が不充分となる。[0003] However, burning a mixture having a stoichiometric air-fuel ratio is not always the best from the viewpoint of fuel economy. Therefore, a lean burn (lean burn) engine has been developed as a gasoline engine, and the application range of a diesel engine is expanding. In a diesel engine or a lean burn engine, since the lean mixture is burned, the amount of unreacted O 2 in the exhaust gas is large, and the reduction of NO x is insufficient by the ordinary three-way catalyst.
【０００４】そこで、リーン状態すなわちＯ2 が過剰に
存在する状態にある排気ガス中のＮＯx を還元・浄化す
ることが可能なリーンＮＯx 触媒が使用されている。リ
ーンＮＯx 触媒としては、遷移金属又は貴金属を担持せ
しめたゼオライト系の触媒が使われることが多い。リー
ンＮＯx 触媒によるＮＯx 浄化においてはＨＣ等の還元
剤の存在が必要であるが、排気ガス中に存在する還元剤
の量では不充分であるため、リーンＮＯx 触媒の上流側
に還元剤を添加する装置が設けられることが多い。特開
平８−４２３２９号公報は、排気系に設けられたリーン
ＮＯx 触媒に還元剤を含んだ排気ガスを通過させること
によって排気中のＮＯx を浄化するそのような排気浄化
装置において、さらに上流側に酸化触媒を設けて、ＮＯ
x の大部分を占めるＮＯを予めＮＯ2 に酸化しておくこ
とでＮＯx の浄化率を向上させようとするものを開示し
ている。Therefore, a lean NO x catalyst capable of reducing and purifying NO x in exhaust gas in a lean state, that is, a state in which O 2 is excessively used, is used. As the lean NO x catalyst, a zeolite-based catalyst supporting a transition metal or a noble metal is often used. Although in the NO x purification by lean NO x catalyst requires the presence of a reducing agent such as HC, since it is insufficient in the amount of reducing agent present in the exhaust gas, the reducing agent upstream of the lean NO x catalyst Is often provided. JP 8-42329 discloses, in such an exhaust gas purification apparatus for purifying NO x in the exhaust by passing the containing a reducing agent to lean NO x catalyst provided in the exhaust system the exhaust gas, further upstream With an oxidation catalyst on the
It discloses that NO which occupies most of x is oxidized to NO 2 in advance to improve the purification rate of NO x .
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】リーンＮＯx 触媒がＮ
Ｏx を還元・浄化することができる温度範囲すなわちリ
ーンＮＯx 触媒の温度ウィンドウは、図１に示されるよ
うに狭い範囲である。従って、車両走行時のように、触
媒に流入する排気ガスの温度（以下、触媒入りガス温度
という）が、図２（Ａ）に示されるように急激に変化す
る状況下では、リーンＮＯx 触媒の温度ウィンドウ内に
入っている時間が短く、その結果、図２（Ｂ）に示され
るように、ＮＯx 浄化率は低くなる。THE INVENTION Problems to be Solved] lean NO x catalyst is N
The temperature range in which O x can be reduced and purified, that is, the temperature window of the lean NO x catalyst is a narrow range as shown in FIG. Therefore, as when the vehicle running, the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst (hereinafter, referred to entering the catalyst gas temperature) is, in a situation of rapidly changing as shown in FIG. 2 (A), the lean NO x catalyst short time contained in the temperature inside the window, as a result, as shown in FIG. 2 (B), NO x purification rate is low.
【０００６】図１に示されるＮＯx 浄化率曲線は、ＮＯ
x の成分中の大部分を占めるＮＯに依存するものであ
る。前記した特開平８−４２３２９号公報に開示される
技術は、ＮＯを予めＮＯ2 に酸化しておくことでリーン
ＮＯx 触媒におけるＮＯx 浄化率を向上させるべく、排
気ガスを予め無条件に酸化触媒に導いているが、これ
は、ＮＯ及びＮＯ2 の浄化温度特性を必ずしも深く考究
したものではない。すなわち、リーンＮＯx 触媒が活性
化しておりかつＮＯが相対的に少ない状態では、ＮＯが
ＮＯ2 に酸化せしめられるのに消費されるＯ2 （酸素）
が余分に触媒内に存在することになるが、その状態で
は、この余分なＯ2 と還元剤であるＨＣとの反応が促進
され、その結果、ＨＣとＮＯx との反応が抑制されてし
まい、ＮＯx 浄化性能が低下するという事態が発生す
る。従って、そのような状態では、ＮＯをＮＯ2 に酸化
することが逆にＮＯx 浄化率を低下させてしまうのであ
る。The NO x purification rate curve shown in FIG.
It depends on NO which occupies most of the components of x . Technique disclosed in JP-A 8-42329 discloses that above, in order to improve the NO x purification rate in the lean NO x catalyst by previously oxidizing advance to NO 2 to NO, advance unconditionally oxidizing exhaust gas Although it leads to a catalyst, this is not necessarily a deep consideration of NO and NO 2 purification temperature characteristics. That is, when the lean NO x catalyst is activated and the amount of NO is relatively small, O 2 (oxygen) consumed to oxidize NO to NO 2
Is excessively present in the catalyst. In this state, the reaction between the extra O 2 and HC as a reducing agent is promoted, and as a result, the reaction between HC and NO x is suppressed. , NO x purification performance is reduced. Therefore, in such a state, oxidizing NO to NO 2 conversely lowers the NO x purification rate.
【０００７】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、排気
系に設けられたリーンＮＯx 触媒に還元剤を含んだ排気
ガスを通過させることによって排気ガス中のＮＯx を浄
化する内燃機関の排気浄化装置において、ＮＯ及びＮＯ
2 の浄化温度特性を考慮し、温度に応じてＮＯx 成分比
を調整してからリーンＮＯx 触媒に導くことにより、Ｎ
Ｏx 浄化率の向上を図ることにある。ひいては、本発明
は、大気汚染防止に寄与することを目的とする。[0007] In view of the above situation, an object of the present invention, the exhaust gas of the internal combustion engine for purifying NO x in the exhaust gas by passing the lean NO x catalyst in an exhaust gas containing a reducing agent provided in the exhaust system In the purification device, NO and NO
In consideration of the purification temperature characteristics of No. 2 , the NO x component ratio is adjusted according to the temperature and then guided to the lean NO x catalyst, whereby N
The object is to improve the O x purification rate. In addition, an object of the present invention is to contribute to prevention of air pollution.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく案
出された、本発明の第１の態様に係る、内燃機関の排気
浄化装置は、排気系に設けられたリーンＮＯx 触媒に還
元剤を含んだ排気ガスを通過させることによって排気ガ
ス中のＮＯx を浄化する内燃機関の排気浄化装置におい
て、該リーンＮＯx 触媒に流入する排気ガスの温度を検
出する温度検出手段と、燃焼によって発生したＮＯx 中
のＮＯ量とＮＯ2 量との比であるＮＯx成分比を変化さ
せることを可能とするＮＯx 成分比可変手段と、前記温
度検出手段によって検出された排気ガス温度が触媒活性
温度より低いときにはＮＯ2 量を多くし触媒活性温度よ
り高いときにはＮＯ量を多くするようにＮＯx 成分比を
調整すべく前記ＮＯx 成分比可変手段を制御する制御手
段と、を具備することを特徴とする。Means for Solving the Problems] was devised in order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an exhaust purifying apparatus for an internal combustion engine, reducing the lean NO x catalyst provided in an exhaust system in the exhaust purification system of an internal combustion engine for purifying NO x in the exhaust gas by passing the containing agent exhaust gas, a temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas flowing into the lean NO x catalyst, the combustion NO x component ratio variable means for changing the NO x component ratio, which is the ratio between the NO amount and the NO 2 amount in the generated NO x , and the exhaust gas temperature detected by the temperature detecting means is used as a catalyst. Control means for controlling the NO x component ratio varying means so as to adjust the NO x component ratio so that the NO 2 amount is increased when the temperature is lower than the activation temperature and the NO amount is increased when the activation temperature is higher than the catalyst activation temperature. To And butterflies.
【０００９】また、本発明の第２の態様に係る、内燃機
関の排気浄化装置は、前記第１の態様に係る、内燃機関
の排気浄化装置において、排気ガス中への還元剤の添加
は、第１の軽油添加手段によってなされるとともに、前
記ＮＯx 成分比可変手段は、該リーンＮＯx 触媒の上流
側に設けられた酸化触媒と、該酸化触媒の上流側に設け
られた第２の軽油添加手段と、で構成され、前記制御手
段は、排気ガス温度が高いほど該第２の軽油添加手段に
よる軽油添加量を増大させるものであることを特徴とす
る。Further, according to a second aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the addition of a reducing agent to the exhaust gas comprises the step of: together is made by the first light oil addition device, the NO x component ratio varying means includes an oxidation catalyst disposed upstream of said lean NO x catalyst, a second light oil provided upstream of the oxidation catalyst Wherein the control means increases the amount of light oil added by the second light oil adding means as the exhaust gas temperature increases.
【００１０】上述の如く構成された、本発明の第１の態
様に係る、内燃機関の排気浄化装置においては、リーン
ＮＯx 触媒に流入する排気ガスの温度すなわち触媒の温
度が活性温度以下のときにはＮＯ2 が触媒に流入し、一
方、活性温度以上のときにはＮＯが触媒に流入するた
め、触媒の温度にかかわらず常に最適なＮＯx 浄化率が
得られることとなる。また、本発明の第２の態様に係る
排気浄化装置では、酸化触媒においてはＮＯの酸化反応
よりもＨＣの酸化反応の方が促進されることが利用され
ており、ＮＯx 成分比の制御が容易に達成される。[0010] constructed as described above, according to the first aspect of the present invention, in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, when the temperature of the temperature i.e. the catalyst of the exhaust gas flowing into the lean NO x catalyst is below activation temperature NO 2 flows into the catalyst, and when the temperature is equal to or higher than the activation temperature, NO flows into the catalyst, so that an optimal NO x purification rate is always obtained regardless of the temperature of the catalyst. Further, in the exhaust purification apparatus according to a second aspect of the present invention, in the oxidation catalyst has been utilized that the direction of the oxidation reaction of HC is accelerated than the oxidation reaction NO, the control of the NO x component ratio Easily achieved.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１２】最初に、本発明を案出する上での基となっ
た知見について説明する。図３は、リーンＮＯx 触媒に
おけるＮＯx 浄化温度特性を、ＮＯx 成分がＮＯの場合
及びＮＯ2 の場合について示す図である。この温度特性
図に示されるように、低温領域においては、ＮＯ2 を流
した場合の方が浄化率が高く、一方、高温領域において
は、ＮＯを流した場合の方が浄化率が高くなる。その理
由は、以下のように説明される。First, a description will be given of the knowledge on which the present invention was devised. FIG. 3 is a graph showing the NO x purification temperature characteristics of the lean NO x catalyst when the NO x component is NO and when the NO x component is NO 2 . As shown in this temperature characteristic diagram, in the low temperature region, the purification rate is higher when NO 2 is flown, whereas in the high temperature region, the purification rate is higher when NO is flowed. The reason is explained as follows.
【００１３】まず、リーンＮＯx 触媒におけるＮＯx の
還元・浄化メカニズムについては、「ＮＯが触媒上でＮ
Ｏ2 に酸化せしめられ、ＮＯ2 とＨＣとが反応中間体を
形成し、その反応中間体とＮＯ2 とが反応してＮ2 にな
る」と考える。低温領域では、触媒が活性状態に入る前
であるため、ＮＯのＮＯ2 への酸化反応が進みにくく、
それが、ＮＯx 浄化反応を抑制する原因となる。従っ
て、触媒に流入するＮＯ x の成分がＮＯ2 であれば、か
かる抑制原因が除去されることとなり、ＮＯx 浄化反応
が促進されるのである。First, lean NOxNO in catalystxof
Regarding the reduction / purification mechanism, "NO
OTwoOxidized to NOTwoAnd HC form a reaction intermediate
Form the reaction intermediate with NOTwoReacts with NTwoNana
I think. " In the low temperature range, before the catalyst enters the active state
Therefore, NO of NOTwoOxidation reaction to
That is NOxIt causes purification reaction. Follow
And the NO flowing into the catalyst xIs NOTwoIf so
The cause of the suppression is removed, and NOxPurification reaction
Is promoted.
【００１４】一方、高温領域では、触媒が活性状態に入
った後であるため、触媒に流入するＮＯx の成分がＮＯ
であっても、迅速にＮＯ2 へと酸化せしめられるため、
低温領域での抑制原因は存在しない。高温領域で問題と
なるのは、還元剤であるＨＣが何と反応するかである。
還元剤ＨＣがＮＯ2 と反応して酸化すれば、ＮＯx が還
元・浄化されることとなるが、一方、還元剤ＨＣが触媒
上のＯ2 と反応して酸化すれば、ＨＣはＮＯx 浄化に寄
与することなく単に燃焼することとなる。従って、ＮＯ
x の成分がＮＯである場合には、ＮＯが触媒上のＯ2 と
反応してＮＯ2となるため、ＨＣが単に燃焼してしまう
確率が低くなる。ところが、ＮＯx の成分がＮＯ2 であ
る場合には、触媒上のＯ2 を奪うことがないため、ＨＣ
が単に燃焼してしまう確率が高くなる。従って、高温領
域では、ＮＯを流した場合の方がＮＯx 浄化率が高くな
るのである。[0014] On the other hand, in the high temperature region, since the catalyst is after entering the active state, the components of the NO x flowing into the catalyst is NO
However, because it is quickly oxidized to NO 2 ,
There is no cause for suppression in the low temperature range. The problem in the high temperature range is what the reducing agent HC reacts with.
If the reducing agent HC reacts with NO 2 and oxidizes, NO x is reduced and purified. On the other hand, if the reducing agent HC reacts with O 2 on the catalyst and oxidizes, HC becomes NO x It will simply burn without contributing to purification. Therefore, NO
When the component of x is NO, NO reacts with O 2 on the catalyst to become NO 2 , so that the probability that HC simply burns is reduced. However, when the component of NO x is NO 2 , HC 2 is not deprived of O 2 on the catalyst.
Is more likely to simply burn. Therefore, in the high temperature region, the NO x purification rate becomes higher when NO is flowed.
【００１５】以上の理由から、本発明においては、触媒
が完全に活性化する以前はＮＯ2 を触媒に流し、一方、
触媒活性化以後はＮＯを触媒に流すようにして、ＮＯx
浄化性能の向上を図るようにしている。以下、具体的に
３つの実施形態について説明する。For the above reasons, in the present invention, NO 2 is passed through the catalyst before the catalyst is completely activated, while
After the activation of the catalyst, NO is allowed to flow through the catalyst, so that NO x
Purification performance is improved. Hereinafter, three embodiments will be specifically described.
【００１６】図４は、本発明の第１実施形態に係る内燃
機関の排気浄化装置の構成図である。符号１はディーゼ
ルエンジン、符号２は分配型燃料噴射ポンプ、符号３は
排気通路をそれぞれ示す。排気通路３は、途中で２つの
通路３ａ及び３ｂに別れ、再び合流している。そして、
排気ガスが通路３ａ又は３ｂのいずれかに導かれるよう
に制御するために排気切替え弁４が設けられている。そ
して、通路３ａには、ＮＯをＮＯ2 へと酸化せしめるた
めの酸化触媒を収容した触媒コンバータ５が設けられて
いる。FIG. 4 is a block diagram of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a diesel engine, reference numeral 2 denotes a distribution type fuel injection pump, and reference numeral 3 denotes an exhaust passage. The exhaust passage 3 splits into two passages 3a and 3b on the way and merges again. And
An exhaust switching valve 4 is provided to control the exhaust gas to be guided to either the passage 3a or 3b. Then, the passage 3a, the catalytic converter 5 is provided which contains an oxidation catalyst for allowing oxidation of NO to NO 2.
【００１７】また、排気通路３ａ及び３ｂの合流後の排
気通路には、リーンＮＯx 触媒を収容した触媒コンバー
タ６が設けられている。さらに、排気ガスに還元剤とし
て燃料すなわち軽油（ＨＣ）を添加するために、リーン
ＮＯx 触媒６の上流側の排気通路と燃料噴射ポンプ２と
がＨＣ供給通路７によって連通されるとともに、そのＨ
Ｃ供給通路７の途中にはＨＣ添加制御弁８が設けられて
いる。また、リーンＮＯx 触媒６に流入する排気ガスの
温度を検出するために、排気温センサ９が設けられてい
る。Further, the exhaust passage after the confluence of the exhaust passage 3a and 3b, the catalytic converter 6 is provided which houses a lean NO x catalyst. Further, in order to add fuel, that is, light oil (HC), as a reducing agent to the exhaust gas, an exhaust passage on the upstream side of the lean NO x catalyst 6 and the fuel injection pump 2 are communicated with each other by an HC supply passage 7 and the H supply passage 7.
An HC addition control valve 8 is provided in the middle of the C supply passage 7. Further, an exhaust gas temperature sensor 9 is provided to detect the temperature of the exhaust gas flowing into the lean NO x catalyst 6.
【００１８】排気浄化装置のコントロールユニット１０
は、従来の装置と同様にＨＣ添加制御弁８を制御すると
ともに、排気温センサ９の出力信号（触媒入りガス温
度）に応じて排気切替え弁４を制御する。すなわち、触
媒入りガス温度が触媒活性温度Ｔac（図３参照）より低
いときには、酸化触媒を備えた排気通路３ａ側に排気ガ
スが導かれるように排気切替え弁４を制御し、一方、触
媒入りガス温度が触媒活性温度Ｔacより高いときには、
酸化触媒を備えていない排気通路３ｂ側に排気ガスが導
かれるように排気切替え弁４を制御する。The control unit 10 of the exhaust emission control device
Controls the HC addition control valve 8 in the same manner as in the conventional apparatus, and controls the exhaust switching valve 4 according to the output signal of the exhaust temperature sensor 9 (the temperature of the gas containing the catalyst). That is, when the temperature of the gas containing the catalyst is lower than the catalyst activation temperature T ac (see FIG. 3), the exhaust switching valve 4 is controlled so that the exhaust gas is guided to the exhaust passage 3a provided with the oxidation catalyst. When the gas temperature is higher than the catalyst activation temperature Tac ,
The exhaust switching valve 4 is controlled so that the exhaust gas is guided to the exhaust passage 3b having no oxidation catalyst.
【００１９】このような制御により、触媒が完全に活性
化する以前は、排気ガス中のＮＯが酸化せしめられてＮ
Ｏ2 となり、リーンＮＯx 触媒に流入する一方、触媒活
性化以後は、ＮＯx 成分のうちのほとんどを占めるＮＯ
がそのままリーンＮＯx 触媒に流入する。そのため、図
３に示されるＮＯx 浄化温度特性の観点から、触媒の温
度にかかわらず常に最適なＮＯx 浄化率が得られること
となる。By such control, before the catalyst is completely activated, NO in the exhaust gas is oxidized and N
O 2 , flows into the lean NO x catalyst, and after the catalyst is activated, NO occupies most of the NO x component.
Flows directly into the lean NO x catalyst. Therefore, from the viewpoint of the NO x purification temperature characteristics shown in FIG. 3, an optimum NO x purification rate is always obtained regardless of the temperature of the catalyst.
【００２０】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。図５は、第２実施形態に係る内燃機関の排気浄化
装置の構成図である。図４の構成要素と同一の構成要素
に関しては、同一の符号を付すことにより、その説明を
省略する。図５に示されるように、第２実施形態では、
排気ガスが必ず酸化触媒５に導かれるとともに、酸化触
媒５の上流側の排気通路３に還元剤として燃料すなわち
軽油（ＨＣ）を添加することができるように、第２のＨ
Ｃ供給通路１１が設けられている。そして、このＨＣ供
給通路１１の途中には、コントロールユニット１０がＨ
Ｃ添加量を制御するための第２のＨＣ添加制御弁１２が
設けられている。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a configuration diagram of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the second embodiment. Components that are the same as the components in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted. As shown in FIG. 5, in the second embodiment,
The second H gas is used so that the exhaust gas is always guided to the oxidation catalyst 5 and fuel, that is, light oil (HC) can be added as a reducing agent to the exhaust passage 3 on the upstream side of the oxidation catalyst 5.
A C supply passage 11 is provided. In the middle of the HC supply passage 11, the control unit 10
A second HC addition control valve 12 for controlling the C addition amount is provided.
【００２１】図５の構成では、酸化触媒上流側に添加さ
れるＨＣの量を制御することにより、酸化触媒から流出
する排気ガス中のＮＯx 成分比を制御することが可能と
なる。すなわち、酸化触媒出ガスのＮＯx 成分比は、Ｈ
Ｃ添加量に応じて図６に示されるよう変化する。これ
は、ＨＣ添加量を大きくした場合、酸化触媒における酸
化反応は、主としてＨＣを対象としたものとなり、ＮＯ
の酸化反応が抑制されるためである。すなわち、ＨＣの
方がＮＯよりも酸化されやすいことによる。こうして、
第２実施形態においても、触媒が完全に活性化する以前
は、排気ガス中のＮＯを酸化させてＮＯ2 とし、それを
リーンＮＯx 触媒に流入させる一方、触媒活性化以後
は、ＮＯをそのままリーンＮＯx 触媒に流入させること
により、触媒の温度にかかわらず常に最適なＮＯx 浄化
率を得ることができる。しかも、第２実施形態によれ
ば、ＮＯx 成分比の制御が容易に達成される。In the configuration shown in FIG. 5, by controlling the amount of HC added to the upstream side of the oxidation catalyst, it is possible to control the ratio of the NO x component in the exhaust gas flowing out of the oxidation catalyst. That is, the NO x component ratio of the oxidation catalyst outgas is H
It changes as shown in FIG. 6 according to the amount of C added. This is because when the amount of added HC is increased, the oxidation reaction in the oxidation catalyst is mainly directed to HC, and NO
This is because the oxidation reaction of the compound is suppressed. That is, HC is more easily oxidized than NO. Thus,
Also in the second embodiment, before the catalyst is completely activated, NO in the exhaust gas is oxidized to NO 2 and the NO 2 is caused to flow into the lean NO x catalyst, while after activation of the catalyst, NO is left as it is. By flowing the fuel into the lean NO x catalyst, an optimum NO x purification rate can always be obtained regardless of the temperature of the catalyst. Moreover, according to the second embodiment, the control of the NO x component ratio is easily achieved.
【００２２】最後に、本発明の第３実施形態について説
明する。図７は、第３実施形態に係る内燃機関の排気浄
化装置の構成図である。図４の構成要素と同一の構成要
素に関しては、同一の符号を付すことにより、その説明
を省略する。図７に示されるように、第３実施形態で
は、第１及び第２実施形態と異なり、酸化触媒の作用に
基づくことなく、ＮＯx 成分比の調整が行われる。すな
わち、第３実施形態では、ディーゼルエンジン１への燃
料噴射時期を変化させることにより、ＮＯx 成分比を調
整する。そのため、コントロールユニット１０は、分配
型燃料噴射ポンプ２内のタイミングコントロールバルブ
（図示せず）を制御することができるようになってい
る。燃料噴射時期を変えることにより燃焼によって発生
するＮＯx の成分比が変わることの理由は、必ずしも明
らかになっていないが、定性的に、燃料噴射時期を遅角
させるとＮＯ2 の割合が増大することが知られている。
そこで、第３実施形態では、触媒入りガス温度に応じて
燃料噴射時期を変化させることで、第１及び第２実施形
態と同様のＮＯx 成分比の制御が可能となる。Finally, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a configuration diagram of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the third embodiment. Components that are the same as the components in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted. As shown in FIG. 7, in the third embodiment, unlike the first and second embodiments, not based on the action of the oxidation catalyst, is adjusted of the NO x component ratio is performed. That is, in the third embodiment, by changing the fuel injection timing of the diesel engine 1, to adjust the NO x component ratio. Therefore, the control unit 10 can control a timing control valve (not shown) in the distribution type fuel injection pump 2. The reason for the component ratio of the NO x generated by the combustion by changing the fuel injection timing is changed is not entirely clear, qualitatively, the proportion of NO 2 increases when retarding the fuel injection timing It is known.
Therefore, in the third embodiment, by changing the fuel injection timing in response to entering the catalyst gas temperature, it is possible to control the same of the NO x component ratio and the first and second embodiments.
【００２３】図８は、上述の第１実施形態（曲線
Ｃ1 ）、第２実施形態（曲線Ｃ2 ）及び第３実施形態
（曲線Ｃ3 ）による制御を行った場合のＮＯx 浄化温度
特性を、ＮＯ x 成分比を特に制御しない従来制御の場合
のＮＯx 浄化温度特性（曲線Ｃ0 ）と比較して示す図で
ある。この図に示されるように、本発明によれば、触媒
が活性化していない低温領域においてＮＯx 浄化率がか
なり向上するとともに、触媒が活性化している高温領域
においても第１及び第３実施形態ではＮＯx 浄化率の向
上が図られる。FIG. 8 shows the above-described first embodiment (curved line).
C1), The second embodiment (curve C)Two) And the third embodiment
(Curve CThreeNO when the control according to) is performedxPurification temperature
Characteristic is NO xIn the case of conventional control without particularly controlling the component ratio
NOxPurification temperature characteristics (Curve C0)
is there. As shown in this figure, according to the present invention, the catalyst
NO in the low temperature region where is not activatedxPurification rate
High temperature region where the catalyst is activated
Also in the first and third embodiments, NOxPurification rate
The top is planned.
【００２４】以上、本発明の実施形態について述べてき
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
く、様々な実施形態を案出することは当業者にとって容
易なことであろう。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is of course not limited to these embodiments, and it will be easy for those skilled in the art to devise various embodiments.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
排気系に設けられたリーンＮＯx 触媒に還元剤を含んだ
排気ガスを通過させることによって排気ガス中のＮＯx
を浄化する内燃機関の排気浄化装置において、ＮＯ及び
ＮＯ2 の浄化温度特性を考慮し、温度に応じてＮＯx 成
分比を調整してからリーンＮＯx 触媒に導くことによ
り、ＮＯx 浄化率の向上が図られる。ひいては、本発明
は、大気汚染防止に寄与するものである。As described above, according to the present invention,
NO x in the exhaust gas by passing the containing a reducing agent to lean NO x catalyst provided in an exhaust system the exhaust gas
In the exhaust purification system of an internal combustion engine for purifying, considering purification temperature characteristic of NO and NO 2, after adjusting the NO x component ratio in accordance with the temperature by directing the lean NO x catalyst, of the NO x purification rate Improvement is achieved. As a result, the present invention contributes to prevention of air pollution.
【図１】リーンＮＯx 触媒によるＮＯx 浄化率の温度特
性を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a temperature characteristic of a NO x purification rate by a lean NO x catalyst.
【図２】車両走行時において時間の変化に応じて触媒入
りガス温度（Ａ）及びＮＯx 浄化率（Ｂ）がどのように
変化するかを例示する図である。Figure 2 illustrates how the catalyst entering gas temperature according to the time of change at the time of vehicle running (A) and NO x purification rate (B) is how to change.
【図３】リーンＮＯx 触媒におけるＮＯx 浄化温度特性
を、ＮＯx 成分がＮＯの場合及びＮＯ2 の場合について
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing NO x purification temperature characteristics in a lean NO x catalyst when the NO x component is NO and NO 2 ;
【図４】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の排気浄
化装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２実施形態に係る内燃機関の排気浄
化装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.
【図６】ＨＣ添加量と酸化触媒出ガスＮＯx 成分比との
関係を示す特性図である。6 is a characteristic diagram showing the relation between the HC addition quantity and the oxidation catalyst outlet gas NO x component ratio.
【図７】本発明の第３実施形態に係る内燃機関の排気浄
化装置の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention.
【図８】第１実施形態（曲線Ｃ1 ）、第２実施形態（曲
線Ｃ2 ）及び第３実施形態（曲線Ｃ3 ）による制御を行
った場合のＮＯx 浄化温度特性を、ＮＯx 成分比を特に
制御しない従来制御の場合のＮＯx 浄化温度特性（曲線
Ｃ0 ）と比較して示す図である。[8] the first embodiment (curve C 1), the the NO x purification temperature characteristics in the case of performing control by the second embodiment (curve C 2) and the third embodiment (curve C 3), NO x components FIG. 9 is a diagram showing a comparison with a NO x purification temperature characteristic (curve C 0 ) in the case of conventional control in which the ratio is not particularly controlled.
１…ディーゼルエンジン ２…分配型燃料噴射ポンプ ３，３ａ，３ｂ…排気通路 ４…排気切替え弁 ５…酸化触媒を収容した触媒コンバータ ６…リーンＮＯx 触媒を収容した触媒コンバータ ７…ＨＣ供給通路 ８…ＨＣ添加制御弁 ９…排気温センサ １０…コントロールユニット １１…第２のＨＣ供給通路 １２…第２のＨＣ添加制御弁1 ... diesel engine 2 ... distributor type fuel injection pump 3, 3a, 3b ... catalytic converter accommodating the exhaust passages 4 catalytic converter 6 ... lean NO x catalyst which contains the exhaust switching valve 5 ... oxidation catalyst 7 ... HC supply passage 8 ... HC addition control valve 9 ... Exhaust gas temperature sensor 10 ... Control unit 11 ... Second HC supply passage 12 ... Second HC addition control valve
Claims (2)
還元剤を含んだ排気ガスを通過させることによって排気
ガス中のＮＯx を浄化する内燃機関の排気浄化装置にお
いて、 該リーンＮＯx 触媒に流入する排気ガスの温度を検出す
る温度検出手段と、 燃焼によって発生したＮＯx 中のＮＯ量とＮＯ2 量との
比であるＮＯx 成分比を変化させることを可能とするＮ
Ｏx 成分比可変手段と、 前記温度検出手段によって検出された排気ガス温度が触
媒活性温度より低いときにはＮＯ2 量を多くし触媒活性
温度より高いときにはＮＯ量を多くするようにＮＯx 成
分比を調整すべく前記ＮＯx 成分比可変手段を制御する
制御手段と、 を具備することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。1. A exhaust purification system of an internal combustion engine for purifying NO x in the exhaust gas by passing the lean NO x catalyst in an exhaust gas containing a reducing agent provided in the exhaust system, the lean NO x catalyst Temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas flowing into the fuel cell; and N enabling to change the NO x component ratio which is the ratio of the amount of NO to the amount of NO 2 in the NO x generated by combustion.
And O x component ratio changing means, the NO x component ratio so that the exhaust gas temperature is detected when higher than the catalyst activation temperature by increasing the NO 2 content when less than the catalyst activation temperature to increase the amount of NO by the temperature detecting means Control means for controlling the NO x component ratio variable means for adjustment. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising:
軽油添加手段によってなされるとともに、前記ＮＯx 成
分比可変手段は、該リーンＮＯx 触媒の上流側に設けら
れた酸化触媒と、該酸化触媒の上流側に設けられた第２
の軽油添加手段と、で構成され、前記制御手段は、排気
ガス温度が高いほど該第２の軽油添加手段による軽油添
加量を増大させるものであることを特徴とする、請求項
１に記載の内燃機関の排気浄化装置。2. The method according to claim 1, wherein the addition of the reducing agent to the exhaust gas is performed by first light oil adding means, and the NO x component ratio variable means includes an oxidation catalyst provided upstream of the lean NO x catalyst. And a second provided upstream of the oxidation catalyst.
2. The light oil adding means according to claim 1, wherein the control means increases the amount of light oil added by the second light oil adding means as the exhaust gas temperature increases. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
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|---|---|---|---|
| JP17934696A JP3648854B2 (en) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1026017A true JPH1026017A (en) | 1998-01-27 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006183628A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | National Traffic Safety & Environment Laboratory | Exhaust emission treatment method and urea scr type automobile exhaust emission treatment device |
-
1996
- 1996-07-09 JP JP17934696A patent/JP3648854B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006183628A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | National Traffic Safety & Environment Laboratory | Exhaust emission treatment method and urea scr type automobile exhaust emission treatment device |
| JP4652047B2 (en) * | 2004-12-28 | 2011-03-16 | 独立行政法人交通安全環境研究所 | Exhaust gas treatment method and urea SCR type automobile exhaust gas treatment device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3648854B2 (en) | 2005-05-18 |
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