JP3266100B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust gas purification device for internal combustion engineInfo
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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】本発明は内燃機関の排気浄化
装置に関する。The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、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、排気通路内に酸化触媒を
配置した内燃機関が知られている。この内燃機関では、
排気中に含まれる未燃HCおよびCOを酸化雰囲気の酸
化触媒において酸化してこれら未燃HCやCOをH2 O
およびCO2 に変換するようにしている。ところが、酸
化触媒に流入する排気中には二酸化硫黄SO2 も含まれ
ており、このSO2 が酸化雰囲気の酸化触媒に到るとこ
のSO2 から三酸化硫黄SO3 が生成される。このSO
3 が次いで酸化触媒内のH2 Oと反応するとH2 SO4
が生成される。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an internal combustion engine in which an lean air-fuel mixture is burned, in which an oxidation catalyst is disposed in an exhaust passage. In this internal combustion engine,
The unburned HC and CO contained in the exhaust gas are oxidized by an oxidation catalyst in an oxidizing atmosphere to convert these unburned HC and CO into H 2 O.
And so as to convert and CO 2. However, the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst also contains sulfur dioxide SO 2 , and when the SO 2 reaches the oxidation catalyst in an oxidizing atmosphere, sulfur trioxide SO 3 is generated from the SO 2 . This SO
3 then reacts with H 2 O in the oxidation catalyst to produce H 2 SO 4
Is generated.
【0003】このH2 SO4 が硫酸ミストとなって酸化
触媒から排出されるのは好ましくない。そこで、酸化触
媒に還元剤を供給してこの酸化触媒内のSO3 またはH
2 SO4 、すなわちサルフェートをSO2 に還元するよ
うにした内燃機関の排気浄化装置が公知である(特開昭
53−100314号公報参照)。It is not preferable that this H 2 SO 4 be converted into sulfuric acid mist and discharged from the oxidation catalyst. Therefore, a reducing agent is supplied to the oxidation catalyst to cause SO 3 or H
2. Description of the Related Art An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine in which 2 SO 4 , that is, sulfate is reduced to SO 2 is known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-100314).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】リーン度合いが大きい
リーン混合気を燃焼せしめるようにした内燃機関では排
気中に多量の酸素が存在しており、この場合触媒中に流
入する排気中の酸素を除去するためには多量の還元剤例
えば燃料が必要となり、燃料消費率が悪化するという問
題点があった。そこで、触媒に流入する酸素過剰の排気
中に還元剤を含ませ、この還元剤によりサルフェートを
還元させる試みがなされていた。In an internal combustion engine designed to burn a lean mixture having a high lean degree, a large amount of oxygen is present in the exhaust gas. In this case, oxygen in the exhaust gas flowing into the catalyst is removed. For this purpose, a large amount of a reducing agent such as fuel is required, and the fuel consumption rate is deteriorated. Therefore, an attempt has been made to include a reducing agent in the exhaust gas with excess oxygen flowing into the catalyst, and to reduce the sulfate with the reducing agent.
【0005】しかしながら、触媒温度が高いときに酸化
触媒に還元剤を供給するとこの還元剤はサルフェートよ
りも酸素と活発に反応し、その結果酸化触媒から排出さ
れる硫酸ミスト量を十分に低減することができないとい
う問題点がある。言い換えると、或る触媒温度領域では
還元剤のほぼ全量がサルフェート以外の物質と活発に反
応することになる。上述の公報ではこの問題点について
何ら示唆していない。However, when a reducing agent is supplied to the oxidation catalyst at a high catalyst temperature, the reducing agent reacts more actively with oxygen than sulfate, and as a result, the amount of sulfuric acid mist discharged from the oxidation catalyst is sufficiently reduced. There is a problem that can not be. In other words, in a certain catalyst temperature range, almost all of the reducing agent actively reacts with substances other than sulfate. The above publication does not suggest this problem at all.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に1番目の発明によれば、機関排気通路内に酸化触媒を
配置し、該酸化触媒が常時、酸化雰囲気に維持されてい
る内燃機関の排気浄化装置において、酸化触媒を白金を
含む酸化触媒であって、流入する排気中のサルフェート
を吸着作用でもって保持し、触媒温度が酸化触媒のサル
フェート還元最適温度範囲内にあるときに還元剤が供給
されると吸着されているサルフェートの量が減少しかつ
該サルフェートが還元されるようになっている酸化触媒
から形成し、酸化触媒に還元剤を供給することができる
還元剤供給手段と、触媒温度が酸化触媒のサルフェート
還元最適温度範囲内にあるか否かを判断する触媒温度判
断手段とを具備し、触媒温度がサルフェート還元最適温
度範囲内にあると判断されたときに、酸化触媒に吸着さ
れているサルフェートの量を減少させかつ該サルフェー
トを還元するために還元剤供給手段から酸化触媒に還元
剤を一時的に供給するようにしている。すなわち1番目
の発明では、触媒温度が、サルフェートを還元するのに
最適なサルフェート還元最適温度範囲内にあると判断さ
れたときに酸化触媒に還元剤が供給されるのでサルフェ
ートが還元剤と活発に反応し、斯くして酸化触媒から排
出されるサルフェート量が良好に低減される。According To solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION to the first invention, the oxidation catalyst in the engine exhaust passage
And the oxidation catalyst is always maintained in an oxidizing atmosphere.
In the exhaust purification apparatus for an internal combustion engine that, with an oxidation catalyst comprising an oxidation catalyst comprising platinum, sulfate in the inflowing exhaust gas
Is held by the adsorption action, and the catalyst temperature is
Reducing agent supplied when the temperature is within the optimal temperature range for fate reduction
The amount of adsorbed sulfate decreases and
The sulfate can be formed from an oxidation catalyst adapted to be reduced, and a reducing agent can be supplied to the oxidation catalyst.
A reducing agent supply means, catalyst temperature; and a catalyst temperature determining means for determining whether in the sulfate reducing the optimum temperature range of the oxidation catalyst, the catalyst temperature is determined to be within the sulfate reduction optimum temperature range Sometimes adsorbed on oxidation catalyst
Reduce the amount of sulfate that has been
The reducing agent is temporarily supplied from the reducing agent supply means to the oxidation catalyst in order to reduce the load. That is, in the first invention, when it is determined that the catalyst temperature is within the optimum sulfate reduction optimum temperature range for reducing sulfate, the reducing agent is supplied to the oxidation catalyst. The amount of sulfate that is reacted and thus discharged from the oxidation catalyst is reduced favorably.
【0007】また、2番目の発明によれば1番目の発明
において、触媒温度が前記酸化触媒のNOX 還元最適温
度範囲内にあるときに酸化触媒に還元剤を供給して酸化
触媒内のNOX を還元するようになっており、前記サル
フェート還元最適温度範囲の上限しきい値をNOX 還元
最適温度範囲の上限しきい値よりも高く定め、かつサル
フェート還元最適温度範囲の下限しきい値をNOX 還元
最適温度範囲の下限しきい値よりも高く定めている。す
なわち2番目の発明では、サルフェート還元最適温度範
囲がNOX 還元最適温度範囲よりも高温側に定められ
る。Further, in the first aspect according to the second aspect of the invention, NO in the supplies of the reducing agent to the oxidation catalyst in the oxidation catalyst when the catalyst temperature is within NO X reduction optimum temperature range of the oxidation catalyst X being adapted to reduce, the upper threshold of the sulfate reducing optimum temperature range defined higher than the upper threshold of the NO X reduction optimum temperature range, and the lower threshold of the sulfate reducing optimum temperature range It is set higher than the lower limit threshold value of the NO x reduction optimum temperature range. That is, in the second invention, sulfate-reducing optimum temperature range is determined on the higher temperature side than the NO X reduction optimum temperature range.
【0008】また、3番目の発明によれば2番目の発明
において、機関燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射
弁を具備し、燃料噴射弁から機関膨張行程または排気行
程に副燃料噴射を行うことにより前記酸化触媒に還元剤
としての燃料を供給するようにし、サルフェートを還元
するために副燃料噴射を行うべきときにはNOX を還元
するために副燃料噴射を行うべきときに比べて副燃料噴
射時期を遅くするようにしている。すなわち3番目の発
明では、副燃料噴射時期が遅くされるので酸化触媒に比
較的重質の燃料が供給され、このため触媒温度が比較的
高温のサルフェート還元最適温度範囲内にあるときにも
還元剤が完全に酸化されることなく酸化触媒の排気下流
端近傍まで到り、斯くして酸化触媒全体に還元剤が供給
される。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, a fuel injection valve for directly injecting fuel into an engine combustion chamber is provided, and the auxiliary fuel is injected from the fuel injection valve to an engine expansion stroke or an exhaust stroke. the so as to supply fuel as a reducing agent to the oxidation catalyst, the secondary fuel injection in comparison with the time to perform the secondary fuel injection for reducing the NO X when should perform sub fuel injection in order to reduce the sulfate by I try to make it late. That is, in the third invention, a relatively heavy fuel is supplied to the oxidation catalyst because the auxiliary fuel injection timing is delayed, so that even when the catalyst temperature is within the comparatively high sulfate reduction optimum temperature range, The agent reaches the vicinity of the exhaust downstream end of the oxidation catalyst without being completely oxidized, and thus the reducing agent is supplied to the entire oxidation catalyst.
【0009】また、4番目の発明によれば2番目の発明
において、サルフェートを還元するために還元剤を前記
酸化触媒に供給すべきときにはNOX を還元するために
還元剤を酸化触媒に供給すべきときに比べて酸化触媒に
流入する排気中の還元剤濃度を高くするようにしてい
る。すなわち4番目の発明では、触媒温度が比較的高温
のサルフェート還元最適温度範囲内にあるときにも還元
剤が完全に酸化されることなく酸化触媒の排気下流端近
傍まで到り、したがって酸化触媒全体に還元剤が供給さ
れる。Further, in the second aspect according to the fourth invention, when to be supplied with the reducing agent to the oxidation catalyst for the reduction of sulfates to supply the oxidation catalyst a reducing agent to reduce NO X The concentration of the reducing agent in the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst is made higher than when it should be. That is, in the fourth invention, even when the catalyst temperature is within the optimum temperature range for sulfate reduction, which is relatively high, the reducing agent does not completely oxidize and reaches the vicinity of the exhaust gas downstream end of the oxidation catalyst. Is supplied with a reducing agent.
【0010】また5番目の発明によれば4番目の発明に
おいて、サルフェートを還元するために還元剤を前記酸
化触媒に供給すべきときにおいて、酸化触媒から流出す
る排気中の還元剤濃度が予め定められた許容値を越えな
いように、酸化触媒に流入する排気中の還元剤濃度を定
めている。すなわち4番目の発明では、酸化触媒から高
濃度の還元剤が排出されるのが阻止される。According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, when a reducing agent is to be supplied to the oxidation catalyst in order to reduce sulfate, the concentration of the reducing agent in the exhaust gas flowing out of the oxidation catalyst is predetermined. The concentration of the reducing agent in the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst is determined so as not to exceed the allowable value. That is, in the fourth invention, the high concentration of the reducing agent is prevented from being discharged from the oxidation catalyst.
【0011】また、6番目の発明によれば1番目の発明
において、サルフェートを還元するために還元剤を前記
酸化触媒に供給すべきときには酸化触媒に還元剤を間欠
的に供給するようにしている。すなわち、還元剤を連続
的に供給すると還元剤の反応熱により触媒温度が上昇し
てサルフェート還元最適温度範囲から逸脱する恐れがあ
る。そこで6番目の発明では、還元剤を間欠的に供給す
ることにより触媒温度がサルフェート還元最適温度範囲
内に維持されるようにしている。According to a sixth aspect, in the first aspect, when a reducing agent is to be supplied to the oxidation catalyst in order to reduce sulfate, the reducing agent is intermittently supplied to the oxidation catalyst. . That is, when the reducing agent is continuously supplied, the catalyst temperature may increase due to the heat of reaction of the reducing agent and may deviate from the optimum sulfate reduction temperature range. Therefore, in the sixth invention, the catalyst temperature is maintained within the optimum sulfate reduction temperature range by intermittently supplying the reducing agent.
【0012】また、7番目の発明によれば1番目の発明
において、機関急加速運転が行われたか否かを判断する
急加速判断手段を具備し、前記触媒温度判断手段は、機
関急加速運転が行われたと判断されてから第1の設定期
間だけ経過した直後の第2の設定期間内において触媒温
度が前記サルフェート還元最適温度範囲内にあると判断
している。機関急加速運転が行われると酸化触媒に流入
する排気の温度が高くなるので触媒温度がサルフェート
還元最適温度範囲内まで上昇される。ところが、機関急
加速運転が行われても触媒温度は直ちには上昇せず、し
ばらくした後にサルフェート還元最適温度範囲内とな
る。そこで7番目の発明では、機関急加速運転が行われ
たと判断されてから第1の設定期間だけ経過した直後の
第2の設定期間内において触媒温度がサルフェート還元
最適温度範囲内にあると判断するようにし、このとき還
元剤が供給される。According to a seventh aspect, in the first aspect, there is provided a rapid acceleration determining means for determining whether or not the engine rapid acceleration operation has been performed, and the catalyst temperature determining means comprises an engine rapid acceleration operation. It is determined that the catalyst temperature is within the optimum sulfate reduction temperature range within a second set period immediately after a lapse of the first set period after it is determined that has been performed. When the engine rapid acceleration operation is performed, the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst increases, so that the catalyst temperature is raised to an optimum temperature range for sulfate reduction. However, even if the engine rapid acceleration operation is performed, the catalyst temperature does not immediately rise, and after a while, falls within the optimum sulfate reduction temperature range. Therefore, in the seventh invention, it is determined that the catalyst temperature is within the optimum sulfate reduction temperature range during the second set period immediately after the lapse of the first set period after it is determined that the engine rapid acceleration operation has been performed. At this time, the reducing agent is supplied.
【0013】また、8番目の発明によれば1番目の発明
において、触媒温度を前記サルフェート還元最適温度範
囲内に制御可能な触媒温度制御手段を具備している。す
なわち8番目の発明では、任意の時期にサルフェート還
元作用を行うことが可能となる。また、9番目の発明に
よれば1番目の発明において、機関運転状態に基づき酸
化触媒の吸着サルフェート量を求めて吸着サルフェート
量が予め定められた許容吸着量よりも多くかつ触媒温度
がサルフェート還元最適温度範囲内にあるときに酸化触
媒に還元剤を供給するようにしている。すなわち9番目
の発明では、酸化触媒のサルフェート吸着能が飽和する
のが阻止される。According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect, there is provided a catalyst temperature control means capable of controlling a catalyst temperature within the above-mentioned optimum sulfate reduction temperature range. That is, in the eighth invention, the sulfate reducing action can be performed at any time. Further, the ninth in the first aspect according to the invention, agencies often and catalyst temperature than the allowable adsorption amount of amount adsorbed sulfates predetermined seeking adsorbed sulfate amount of the oxidation catalyst based on the operating condition sulfate reduction When the temperature is within the optimum temperature range, the reducing agent is supplied to the oxidation catalyst. That is, in the ninth invention, the sulfate adsorption capacity of the oxidation catalyst is prevented from being saturated.
【0014】また、10番目の発明によれば1番目の発
明において、前記酸化触媒が機関排気通路内に順次直列
に配置されたNOX 還元触媒とサルフェート還元触媒と
を具備し、NOX 還元触媒は酸化能が高くかつサルフェ
ート吸着能が低く、サルフェート還元触媒は酸化能が低
くかつサルフェート吸着能が高くなっており、サルフェ
ート還元触媒の温度がサルフェート還元触媒のサルフェ
ート還元最適温度範囲内にあるときに還元剤が供給され
るとサルフェート還元触媒内のサルフェートが還元され
てサルフェート還元触媒に吸着されているサルフェート
量が減少するようになっており、前記触媒温度判断手段
はサルフェート還元触媒の温度がサルフェート還元触媒
のサルフェート還元最適温度範囲内にあるか否かを判断
し、サルフェート還元触媒の温度がサルフェート還元触
媒のサルフェート還元最適温度範囲内にある判断された
ときにサルフェート還元触媒に還元剤を供給するように
している。すなわち10番目の発明では、サルフェート
還元触媒の温度が、サルフェートを還元するのに最適な
サルフェート還元最適温度範囲内にあると判断されたと
きにサルフェート還元触媒に還元剤が供給されるのでサ
ルフェートが還元剤と活発に反応し、斯くしてサルフェ
ート還元触媒から排出されるサルフェート量が良好に低
減される。Further, in the first aspect according to the tenth invention, comprising a NO X reduction catalyst and sulfate reduction catalyst wherein the oxidation catalyst is arranged in sequential series in the engine exhaust passage, NO X reduction catalyst Has a high oxidizing ability and a low sulfate adsorbing ability, and the sulfate reducing catalyst has a low oxidizing ability and a high sulfate adsorbing ability. When the reducing agent is supplied, the sulfate in the sulfate reduction catalyst is reduced to reduce the amount of sulfate adsorbed on the sulfate reduction catalyst, and the catalyst temperature determining means determines that the temperature of the sulfate reduction catalyst is Determine whether the temperature is within the optimum temperature range for sulfate reduction of the catalyst, and The reducing agent is supplied to the sulfate reduction catalyst when it is determined that the temperature of the source catalyst is within the optimum sulfate reduction temperature range of the sulfate reduction catalyst. That is, in the tenth invention, when it is determined that the temperature of the sulfate reduction catalyst is within the optimum sulfate reduction temperature range for reducing sulfate, the reducing agent is supplied to the sulfate reduction catalyst. It reacts vigorously with the agent, thus favorably reducing the amount of sulfate discharged from the sulfate reduction catalyst.
【0015】なお、本発明は排気浄化触媒に酸素を含む
排気が流入するようになっている排気浄化システムにお
いて、排気中に酸素を存在させた状態で排気中の還元剤
量を調節することができるシステムに限定される。According to the present invention, in an exhaust gas purification system in which exhaust gas containing oxygen flows into an exhaust gas purification catalyst, it is possible to adjust the amount of a reducing agent in the exhaust gas while oxygen is present in the exhaust gas. Limited to systems that can.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図1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。しかしながら本発明を火花
点火式機関に適用することもできる。図1を参照する
と、1は機関本体、2は燃焼室、3は吸気ポート、4は
吸気弁、5は排気ポート、6は排気弁、7は燃焼室2内
に燃料を直接噴射する燃料噴射弁をそれぞれ示す。電磁
式の各燃料噴射弁7は共通の燃料用蓄圧室8を介して燃
料ポンプ9に接続される。このようにすると各気筒の1
燃焼サイクルにおいて複数回燃料噴射を行うことができ
る。各気筒の吸気ポート3はそれぞれ対応する吸気枝管
10を介して共通のサージタンク11に接続され、サー
ジタンク11は吸気ダクト12を介してエアクリーナ1
3に接続される。吸気ダクト12内にはアクチュエータ
14aにより駆動される吸気絞り弁14が配置される。
一方、各気筒の排気ポート5は共通の排気マニホルド1
5および排気管16を介して排気浄化触媒17を収容し
た触媒コンバータ18に接続され、触媒コンバータ18
は排気管19に接続される。なお、各燃料噴射弁7およ
びアクチュエータ14aは電子制御ユニット30からの
出力信号に基づいてそれぞれ制御される。FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a diesel engine. However, the present invention can be applied to a spark ignition type engine. Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a combustion chamber, 3 is an intake port, 4 is an intake valve, 5 is an exhaust port, 6 is an exhaust valve, and 7 is fuel injection for directly injecting fuel into the combustion chamber 2 Each valve is shown. Each electromagnetic fuel injection valve 7 is connected to a fuel pump 9 via a common fuel pressure accumulating chamber 8. In this way, one cylinder
A plurality of fuel injections can be performed in a combustion cycle. The intake port 3 of each cylinder is connected to a common surge tank 11 via a corresponding intake branch pipe 10, and the surge tank 11 is connected to an air cleaner 1 via an intake duct 12.
3 is connected. An intake throttle valve 14 driven by an actuator 14a is arranged in the intake duct 12.
On the other hand, the exhaust port 5 of each cylinder is connected to the common exhaust manifold 1.
5 and an exhaust pipe 16 are connected to a catalytic converter 18 containing an exhaust purification catalyst 17.
Is connected to the exhaust pipe 19. The fuel injection valves 7 and the actuators 14a are respectively controlled based on output signals from the electronic control unit 30.
【0017】電子制御ユニット(ECU)30はデジタ
ルコンピュータからなり、双方向性バス31を介して相
互に接続されたROM(リードオンリメモリ)32、R
AM(ランダムアクセスメモリ)33、CPU(マイク
ロプロセッサ)34、常時電源に接続されているB−R
AM(バックアップRAM)35、入力ポート36、お
よび出力ポート37を具備する。機関本体1には機関冷
却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ38が
取り付けられ、サージタンク11にはサージタンク11
内の圧力に比例した出力電圧を発生する圧力センサ39
が取り付けられ、排気浄化触媒17の排気下流端に隣接
する排気管19内には排気浄化触媒17から流出した排
気の温度に比例した出力電圧を発生する温度センサ40
が取り付けられる。この排気の温度は触媒温度TCAT
を表している。また、踏み込み量センサ41はアクセル
ペダル42の踏み込み量DEPに比例した出力電圧を発
生する。これらセンサ38,39,40,41の出力電
圧はそれぞれ対応するAD変換器43を介して入力ポー
ト36に入力される。また、入力ポート36にはクラン
クシャフトが例えば30度回転する毎に出力パルスを発
生するクランク角センサ44が接続される。CPU34
ではこの出力パルスに基づいて機関回転数Nが算出され
る。一方、出力ポート37はそれぞれ対応する駆動回路
45を介して各燃料噴射弁7およびアクチュエータ14
aにそれぞれ接続される。The electronic control unit (ECU) 30 is composed of a digital computer, and is connected to a ROM (Read Only Memory) 32, R
AM (random access memory) 33, CPU (microprocessor) 34, BR constantly connected to power supply
An AM (backup RAM) 35, an input port 36, and an output port 37 are provided. The engine body 1 is provided with a water temperature sensor 38 for generating an output voltage proportional to the engine cooling water temperature.
Pressure sensor 39 that generates an output voltage proportional to the internal pressure
A temperature sensor 40 for generating an output voltage proportional to the temperature of exhaust gas flowing out of the exhaust purification catalyst 17 is provided in an exhaust pipe 19 adjacent to the exhaust downstream end of the exhaust purification catalyst 17.
Is attached. The temperature of this exhaust is the catalyst temperature TCAT
Is represented. The depression amount sensor 41 generates an output voltage proportional to the depression amount DEP of the accelerator pedal 42. The output voltages of these sensors 38, 39, 40, 41 are input to the input port 36 via the corresponding AD converters 43, respectively. The input port 36 is connected to a crank angle sensor 44 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates, for example, 30 degrees. CPU34
Then, the engine speed N is calculated based on this output pulse. On the other hand, the output port 37 is connected to each fuel injection valve 7 and the actuator 14 via the corresponding drive circuit 45.
a.
【0018】図1の内燃機関において、排気浄化触媒1
7はゼオライト、アルミナAl2O3のような多孔質担体
上に担持された白金Ptを具備する。ゼオライトとして
例えばZSM−5型、フェリエライト、モルデナイトな
どの高シリカ含有ゼオライトを用いることができる。こ
の排気浄化触媒17は例えば炭化水素HC、一酸化炭素
COのような還元剤を含む酸素雰囲気においてNOXを
これらHC,COと選択的に反応せしめ、それによって
NOXを窒素N2に還元することができる。すなわち、排
気浄化触媒17は流入する排気が還元剤を含んでいる
と、たとえ酸素雰囲気であっても流入する排気中のNO
Xを還元する。さらに言い換えると、排気浄化触媒17
は排気浄化触媒17内のHC,COを酸化してH2Oま
たはCO2を生成する酸化触媒の機能を果たす。In the internal combustion engine shown in FIG.
7 zeolite comprises a supported platinum P t on a porous support such as alumina Al 2 O 3. As the zeolite, for example, a zeolite containing high silica such as ZSM-5 type, ferrierite, and mordenite can be used. The exhaust gas purifying catalyst 17 selectively reacts NO X with HC and CO in an oxygen atmosphere containing a reducing agent such as hydrocarbon HC and carbon monoxide CO, thereby reducing NO X to nitrogen N 2 . be able to. That is, when the exhaust purification catalyst 17 exhaust flowing contains a reducing agent, NO in the exhaust gas even flows be oxygen atmosphere
Reduce X. In other words, the exhaust purification catalyst 17
Functions as an oxidation catalyst that oxidizes HC and CO in the exhaust purification catalyst 17 to generate H 2 O or CO 2 .
【0019】一方、図1のディーゼル機関では機関から
排出されるスモークやパティキュレートを低減するため
に常時、酸素過剰燃焼が行われており、したがって排気
浄化触媒17に流入する排気は常時、酸素雰囲気に維持
されている。その結果、排気浄化触媒17においてNO
X が良好に還元される。この場合、機関から排出される
未燃HCやCOなどがNOX の還元剤として作用しう
る。しかしながら、ディーゼル機関から排出される未燃
HC量などに比べて浄化すべきNOX 量は圧倒的に多
く、すなわちNOX を良好に浄化するための還元剤が不
足する。そこで、図1の内燃機関では排気浄化触媒17
に還元剤を2次的に供給し、それによって還元剤がNO
X に対し不足しないようにしている。On the other hand, in the diesel engine shown in FIG. 1, oxygen excess combustion is always performed in order to reduce smoke and particulates discharged from the engine. Has been maintained. As a result, NO
X is well reduced. In this case, unburned HC and CO exhausted from the engine can act as a reducing agent for NO X. However, the amount of NO X to be purified is overwhelmingly larger than the amount of unburned HC discharged from the diesel engine and the like, that is, the reducing agent for purifying NO X satisfactorily is insufficient. Therefore, in the internal combustion engine of FIG.
Is supplied secondarily to the NO.
X is not shortaged.
【0020】排気浄化触媒17に還元剤を2次的に供給
するために、排気浄化触媒17上流の排気通路内に還元
剤を供給する還元剤供給装置を設けてもよい。また、還
元剤として例えばガソリン、イソオクタン、ヘキサン、
ヘプタン、軽油、灯油のような炭化水素、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な
どを用いることができる。しかしながら、図1の内燃機
関では還元剤として機関の燃料(炭化水素)を用い、燃
料噴射弁7から機関膨張行程または排気行程に燃料噴射
することにより排気浄化触媒17に還元剤を供給するよ
うにしている。このように膨張行程または排気行程に行
われる燃料噴射、すなわち副燃料噴射は例えば圧縮上死
点周りにおいて行われる通常の機関出力のための燃料噴
射、すなわち主燃料噴射とは異なるものであり、副燃料
噴射による燃料は機関出力にほとんど寄与しない。この
ようにすると別個の還元剤供給装置および還元剤タンク
を必要としない。In order to secondary supply the reducing agent to the exhaust purification catalyst 17, a reducing agent supply device for supplying the reducing agent into the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst 17 may be provided. Further, as a reducing agent, for example, gasoline, isooctane, hexane,
Hydrocarbons such as heptane, light oil and kerosene, or hydrocarbons such as butane and propane which can be stored in a liquid state can be used. However, in the internal combustion engine of FIG. 1, the fuel (hydrocarbon) of the engine is used as the reducing agent, and the reducing agent is supplied to the exhaust purification catalyst 17 by injecting fuel from the fuel injection valve 7 into the engine expansion stroke or the exhaust stroke. ing. As described above, the fuel injection performed during the expansion stroke or the exhaust stroke, that is, the auxiliary fuel injection is different from the fuel injection for the normal engine output performed around, for example, the compression top dead center, that is, the main fuel injection. Fuel from the fuel injection hardly contributes to the engine output. This eliminates the need for a separate reducing agent supply device and reducing agent tank.
【0021】図2(A)は排気浄化触媒17のNOX 浄
化率PENOXと、排気浄化触媒17の温度すなわち触
媒温度TCATとの関係を示している。ここで排気浄化
触媒17に流入する排気中のNOX 濃度をCNI、排気
浄化触媒17から排出される排気中のNOX 濃度をCN
OとするとNOX 浄化率はPENOXは(CNI−CN
O)/CNIで表される。図2(A)を参照すると、触
媒温度TCATがLTNOXからUTNOXまでの範囲
にあるとNOX 浄化率PENOXが許容最低浄化率MN
OXよりも高くなることがわかる。このLTNOXから
UTNOXまでの温度範囲をNOX 還元最適温度範囲O
TNOXと称すると、触媒温度TCATがNOX 還元最
適温度範囲OTNOXよりも低いときには排気浄化触媒
17がNOX 還元のために活性化しておらず、触媒温度
TCATがNOX 還元最適温度範囲OTNOXよりも高
いときには排気浄化触媒17に供給された還元剤がNO
XよりもNOX 以外の物質、特にO2 と活発に反応して
NOX 還元のために必要な量の還元剤が存在しなくな
り、斯くしてNOX 還元率PENOXが許容最低浄化率
MNOXよりも低くなる。これに対し、触媒温度TCA
TがNOX 還元最適温度範囲OTNOX内のときには排
気浄化触媒17がNOX 還元のために活性化しており、
かつ還元剤がO2 よりもNOX と活発に反応し、斯くし
てNOX 還元率PENOXが許容最低浄化率MNOXよ
りも高くなる。[0021] FIG. 2 (A) shows the NO X purification rate PENOX of the exhaust purification catalyst 17, the relationship between the temperature i.e. the catalyst temperature TCAT of the exhaust purification catalyst 17. Here CNI the concentration of NO X in the exhaust gas flowing into the exhaust purification catalyst 17, the concentration of NO X in the exhaust gas discharged from the exhaust purifying catalyst 17 CN
When O NO X purification rate PENOX is (CNI-CN
O) / CNI. Referring to FIG. 2 (A), the the catalyst temperature TCAT is in the range from LTNOX to UTNOX NO X purification rate PENOX allowable minimum purification efficiency MN
It turns out that it becomes higher than OX. The temperature range of the LTNOX to UTNOX NO X reduction optimum temperature range O
When referred to TNOX, the catalyst temperature TCAT is the exhaust purification catalyst 17 not been activated for of the NO X reduction when less than NO X reduction optimum temperature range OTNOX, also the catalyst temperature TCAT is higher than NO X reduction optimum temperature range OTNOX When high, the reducing agent supplied to the exhaust purification catalyst 17 is NO
Substances other than NO X than X, in particular O 2 and actively longer present in an amount of reducing agent required reaction to for of the NO X reduction, than thus to NO X reduction rate PENOX to allowable minimum purification efficiency MNOX Will also be lower. On the other hand, the catalyst temperature TCA
T has been activated for the exhaust purification catalyst 17 of the NO X reduction at the NO X reduction optimum temperature range OTNOX,
In addition, the reducing agent reacts more actively with NO X than O 2 , so that the NO X reduction rate PENOX becomes higher than the minimum allowable purification rate MNOX.
【0022】したがって、触媒温度TCATがNOX 還
元最適温度範囲OTNOX外のときに還元剤を供給して
もNOX 還元作用のために還元剤を有効に利用すること
ができない。そこで、本実施態様では触媒温度TCAT
がNOX 還元最適温度範囲OTNOX内にあるときにN
OX 還元用副燃料噴射を行い、触媒温度TCATがNO
X 還元最適温度範囲OTNOX外にあるときにNOX 還
元用副燃料噴射を停止するようにしている。その結果、
還元剤を有効に利用しつつ排気浄化触媒17から排出さ
れるNOX 量を十分に低減することができる。なお、図
2(A)に示される例においてNOX 還元最適温度範囲
OTNOXの下限しきい値LTNOXは約200℃であ
り、上限しきい値UTNOXは約350℃である。[0022] Therefore, it is impossible to catalyst temperature TCAT is to effectively utilize the reducing agent a reducing agent for of the NO X reduction action be supplied when outside OTNOX NO X reduction optimum temperature range. Therefore, in this embodiment, the catalyst temperature TCAT
N but when in the NO X reduction optimum temperature range OTNOX
Performs O X reduction for the sub fuel injection, the catalyst temperature TCAT is NO
When the temperature is outside the X- reduction optimum temperature range OTNOX, the auxiliary fuel injection for NO X reduction is stopped. as a result,
Amount of NO X discharged from the exhaust purifying catalyst 17 while effectively utilizing the reducing agent can be sufficiently reduced. In the example shown in FIG. 2A, the lower threshold value LTNOX of the optimum NO X reduction temperature range OTNOX is about 200 ° C., and the upper threshold value UTNOX is about 350 ° C.
【0023】ところで、冒頭で述べたように排気浄化触
媒17に流入する排気中にはSO2も含まれており、こ
のSO2 が酸化雰囲気の排気浄化触媒17に到るとこの
SO 2 が酸化されてSO3 が生成される。このSO3 が
次いで排気浄化触媒17内のH2 Oと反応するとH2 S
O4 が生成される。このH2 SO4 が硫酸ミストとなっ
て排気管19内を流通するのは好ましくない。By the way, as mentioned at the beginning,
In the exhaust gas flowing into the medium 17, SOTwoIs also included
SOTwoReaches the exhaust gas purifying catalyst 17 in an oxidizing atmosphere.
SO TwoIs oxidized to SOThreeIs generated. This SOThreeBut
Next, H in the exhaust purification catalyst 17TwoH reacts with OTwoS
OFourIs generated. This HTwoSOFourBecomes sulfuric acid mist
Therefore, it is not preferable to flow through the exhaust pipe 19.
【0024】そこで本実施態様では、副燃料噴射により
排気浄化触媒17に還元剤を供給して排気浄化触媒17
内のサルフェート、すなわちSO3 またはH2 SO4 を
還元するようにしている。この場合のサルフェート還元
用副燃料噴射は触媒温度TCATがサルフェート還元最
適温度範囲内にあるときに行われる。次に図2(B)を
参照してサルフェート還元最適温度範囲について説明す
る。Therefore, in the present embodiment, a reducing agent is supplied to the exhaust purification catalyst 17 by the auxiliary fuel injection, and the exhaust purification catalyst 17 is supplied.
To reduce the sulfate within, ie, SO 3 or H 2 SO 4 . In this case, the sulfate reduction auxiliary fuel injection is performed when the catalyst temperature TCAT is within the sulfate reduction optimum temperature range. Next, the optimum temperature range for sulfate reduction will be described with reference to FIG.
【0025】図2(B)は排気浄化触媒17に流入する
排気中にNOX が含まれていないと考えたときの触媒温
度TCATと、排気浄化触媒17の入口および出口にお
ける排気中の還元剤濃度比RRED(実線)および排気
浄化触媒17の入口および出口における排気中のサルフ
ェート濃度比RSUL(破線)との関係を示している。
図2(B)を参照すると、触媒温度TCATがaのよう
に低いときには還元剤濃度比RREDがほぼ1に維持さ
れ、すなわち排気浄化触媒17に供給された還元剤のほ
ぼ全量が反応することなく排気浄化触媒17から排出さ
れる。一方、サルフェート濃度比RSULがほぼ零に維
持され、すなわち排気浄化触媒17からサルフェートが
ほとんど排出されない。これは、排気浄化触媒17がサ
ルフェート吸着作用を備えているためであると考えられ
る。次に図3(A)および図3(B)を参照して排気浄
化触媒17のサルフェート吸着作用について説明する。FIG. 2B shows the catalyst temperature TCAT when it is considered that NO X is not contained in the exhaust gas flowing into the exhaust purification catalyst 17, and the reducing agent in the exhaust gas at the inlet and the outlet of the exhaust purification catalyst 17. The relationship between the concentration ratio RRED (solid line) and the sulfate concentration ratio RSUL in exhaust gas at the inlet and outlet of the exhaust purification catalyst 17 (broken line) is shown.
Referring to FIG. 2 (B), when the catalyst temperature TCAT is as low as a, the reducing agent concentration ratio RRED is maintained at approximately 1, that is, almost all of the reducing agent supplied to the exhaust purification catalyst 17 does not react. It is discharged from the exhaust purification catalyst 17. On the other hand, the sulfate concentration ratio RSUL is maintained at substantially zero, that is, almost no sulfate is discharged from the exhaust purification catalyst 17. It is considered that this is because the exhaust purification catalyst 17 has a sulfate adsorption action. Next, the sulfate adsorbing action of the exhaust purification catalyst 17 will be described with reference to FIGS. 3 (A) and 3 (B).
【0026】排気浄化触媒17のサルフェート吸着作用
は十分に解明されていない。しかしながらこのサルフェ
ート吸着作用は図3(A)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。すなわち、触媒温度TC
ATが低いときには図3(A)に示されるように、排気
浄化触媒17内のO2 が排気浄化触媒17の触媒金属M
の表面上にO2 - またはO2-の形で付着する。一方、排
気浄化触媒17内のSO2 は触媒金属Mの表面上でO2
- またはO2-と反応してSO3 となる(2SO 2 +O2
→2SO3 )。次いで生成されたSO3 の一部は排気浄
化触媒17内のH2 Oと反応してH2 SO4 となり、H
2 SO4 の形で触媒担体の細孔内に吸着せしめられる。
或いは、SO3 の一部はさらに酸化されてMSO4 の形
で触媒担体の細孔内に吸着せしめられる。Sulfate adsorption action of the exhaust purification catalyst 17
Is not fully understood. However, this sulfe
The adsorbing action is performed by the mechanism shown in FIG.
It is thought that it is done. That is, the catalyst temperature TC
When the AT is low, as shown in FIG.
O in the purification catalyst 17TwoIs the catalytic metal M of the exhaust purification catalyst 17
O on the surface ofTwo -Or O2-Adheres in the form of On the other hand,
SO in the gas purification catalyst 17TwoIs O on the surface of the catalyst metal M.Two
-Or O2-Reacts with SOThree(2SO Two+ OTwo
→ 2SOThree). Then the generated SOThreePart of the exhaust is clean
H in the conversion catalyst 17TwoH reacts with OTwoSOFourAnd H
TwoSOFourIs adsorbed in the pores of the catalyst support.
Or SOThreeIs partially oxidized to MSOFourForm of
Is absorbed in the pores of the catalyst carrier.
【0027】なお、排気浄化触媒17内の酸素濃度が高
いか、排気浄化触媒17内の圧力が高いか、或いは排気
浄化触媒17内に存在する還元剤量が少ないときに排気
浄化触媒17がサルフェートを吸着するとも考えられて
いる。このように触媒温度TCATがaのように低いと
きにはサルフェートが排気浄化触媒17に吸着されるの
でRSULがほぼ零に維持され、還元剤がサルフェート
とほとんど反応しないのでRREDがほぼ1に維持され
る。When the oxygen concentration in the exhaust purification catalyst 17 is high, the pressure in the exhaust purification catalyst 17 is high, or the amount of the reducing agent present in the exhaust purification catalyst 17 is small, the sulfate of the exhaust purification catalyst 17 is reduced. It is also thought to adsorb. As described above, when the catalyst temperature TCAT is as low as a, the sulfate is adsorbed by the exhaust purification catalyst 17, so that RSUL is maintained at almost zero, and since the reducing agent hardly reacts with the sulfate, RRED is maintained at approximately 1.
【0028】再び図2を参照すると、触媒温度TCAT
がbのように高くなるとRSULがほぼ零に維持されつ
つRREDが低下し、TCATがLTSUL以上になる
とRREDが許容最大比MREDよりも小さくなる。こ
れは、触媒温度TCATが高くなると還元剤がサルフェ
ートを還元するようになり、触媒温度TCATが高くな
るにつれてサルフェートと反応する還元剤の割合が増大
するためであると考えられる。Referring again to FIG. 2, the catalyst temperature TCAT
Becomes higher as shown by b, RRED decreases while RSUL is maintained at almost zero, and when TCAT becomes greater than or equal to LTSUL, RRED becomes smaller than the allowable maximum ratio MRED. This is presumably because the reducing agent reduces the sulfate when the catalyst temperature TCAT increases, and the proportion of the reducing agent that reacts with the sulfate increases as the catalyst temperature TCAT increases.
【0029】この場合のサルフェート還元作用も十分に
解明されていない。しかしながら、このサルフェート還
元作用は図3(B)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。すなわち、触媒温度TCATが
高くなると排気浄化触媒17に吸着されていたH2 SO
4 がH2 SO4 の形で脱離、放出される。或いは、排気
浄化触媒17に吸着されていたMSO4 が排気浄化触媒
17内のH2 Oと反応してH2 SO4 を生成しつつ排気
浄化触媒17から離脱、放出される。次いで排気浄化触
媒17から離脱、放出されたH2 SO4 は還元剤(H
C)と反応し、それによりサルフェートが還元される。
或いは、還元剤(HC)が排気浄化触媒17に吸着さ
れ、次いで排気浄化触媒17に吸着されているH2 SO
4 またはMSO4 と反応し、斯くしてサルフェートを還
元する。いずれにしても触媒温度領域では排気浄化触媒
17に吸着されているサルフェート量が減少されること
になる。さらに、このとき排気浄化触媒17内のSO3
も還元剤により還元されうる。The sulfate reducing action in this case has not been sufficiently elucidated. However, it is considered that this sulfate reducing action is performed by a mechanism as shown in FIG. That is, when the catalyst temperature TCAT increases, the H 2 SO
4 is desorbed and released in the form of H 2 SO 4 . Alternatively, the MSO 4 adsorbed on the exhaust gas purification catalyst 17 is released from the exhaust gas purification catalyst 17 while reacting with H 2 O in the exhaust gas purification catalyst 17 to generate H 2 SO 4 . Next, the H 2 SO 4 released and released from the exhaust purification catalyst 17 is used as a reducing agent (H
C), whereby the sulfate is reduced.
Alternatively, the reducing agent (HC) is adsorbed on the exhaust purification catalyst 17 and then the H 2 SO
4 or MSO 4 , thus reducing sulfate. In any case, in the catalyst temperature region, the amount of sulfate adsorbed on the exhaust purification catalyst 17 is reduced. Further, at this time, the SO 3 in the exhaust purification catalyst 17
Can also be reduced by the reducing agent.
【0030】なお、排気浄化触媒17内の酸素濃度が低
くなるか、排気浄化触媒17内の圧力が低くなるか、或
いは排気浄化触媒17内に存在する還元剤量が多くなる
と排気浄化触媒17内に吸着されているサルフェートが
離脱、放出され、このとき排気浄化触媒17内に還元剤
が存在するとこの還元剤によりサルフェートが還元され
るとも考えられている。When the oxygen concentration in the exhaust purification catalyst 17 decreases, the pressure in the exhaust purification catalyst 17 decreases, or the amount of the reducing agent present in the exhaust purification catalyst 17 increases, the exhaust purification catalyst 17 It is considered that the sulfate adsorbed on the catalyst is released and released, and at this time, if a reducing agent is present in the exhaust purification catalyst 17, the sulfate is reduced by the reducing agent.
【0031】触媒温度TCATが図2(B)のcのよう
にさらに高くなるとRREDもRSULもほぼ零に維持
される。これは排気浄化触媒17に供給された還元剤の
ほぼ全量がサルフェート還元作用のために用いられるた
めであると考えられる。なお、この触媒温度領域でも排
気浄化触媒17に吸着されているサルフェート量が減少
される。When the catalyst temperature TCAT further increases as shown in FIG. 2B, both RRED and RSUL are maintained at almost zero. It is considered that this is because almost all of the reducing agent supplied to the exhaust purification catalyst 17 is used for the sulfate reducing action. In this catalyst temperature region, the amount of sulfate adsorbed on the exhaust gas purification catalyst 17 is reduced.
【0032】触媒温度TCATが図2(B)のdのよう
にさらに高くなるとRREDがほぼ零に維持されつつR
SULが上昇し、TCATがUTSUL以上になるとR
SULが許容最大比MSULよりも大きくなる。これ
は、触媒温度TCATがさらに高くなると排気浄化触媒
17に供給された還元剤がサルフェートよりもサルフェ
ート以外の物質、特にO2 と活発に反応するようにな
り、触媒温度TCATが高くなるにつれてO2 と反応す
る還元剤の割合が増大するためであると考えられる。When the catalyst temperature TCAT further increases as shown in FIG. 2B, RRED is maintained at almost zero while RRED is maintained at almost zero.
When SUL rises and TCAT exceeds UTSUL, R
SUL becomes larger than the maximum allowable ratio MSUL. This is because when the catalyst temperature TCAT further increases, the reducing agent supplied to the exhaust gas purification catalyst 17 reacts more actively with substances other than sulfate, particularly O 2 , than sulfate, and as the catalyst temperature TCAT increases, O 2 decreases. It is considered that this is because the ratio of the reducing agent that reacts with increases.
【0033】触媒温度TCATがeのようにさらに高く
なるとRREDがほぼ零に維持され、RSULがほぼ1
に維持される。これは排気浄化触媒17に供給された還
元剤のほぼ全量がO2 と反応するためであると考えられ
る。すなわち、図2(B)のLTSULからUTSUL
までの温度範囲をサルフェート還元最適温度範囲OTS
ULと称すると、触媒温度TCATがサルフェート還元
最適温度範囲OTSUL内にあるときに排気浄化触媒1
7に還元剤が供給されると排気浄化触媒17内のサルフ
ェートが還元されて排気浄化触媒17に吸着されている
サルフェート量が減少し、このとき排気浄化触媒17か
ら排出される還元剤量およびサルフェート量を十分に低
減することができる。そこで本実施態様では、TCAT
がOTSUL内にあるときにサルフェート還元用副燃料
噴射を行い、それにより排気浄化触媒17に還元剤を供
給するようにしている。その結果、サルフェート還元の
ために還元剤を有効に利用しつつ排気浄化触媒17から
排出されるサルフェート量を十分に低減することができ
る。また、排気浄化触媒17の吸着サルフェート量が減
少されるのでTCATが再び、OTSULよりも低くな
ったときにサルフェートを確実に排気浄化触媒17に吸
着させることができ、したがって排気浄化触媒17から
排出されるサルフェート量をさらに低減することができ
る。なお、図2(B)に示される例においてサルフェー
ト還元最適温度範囲OTSULの下限しきい値LTNO
Xは約350℃であり、上限しきい値UTNOXは約4
50℃である。When the catalyst temperature TCAT is further increased as shown by e, RRED is maintained at almost zero, and RSUL is substantially one.
Is maintained. It is considered that this is because almost all of the reducing agent supplied to the exhaust purification catalyst 17 reacts with O 2 . That is, LTSUL to UTSUL in FIG.
The optimal temperature range OTS for sulfate reduction
When the catalyst temperature TCAT is within the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL, the exhaust purification catalyst 1
When the reducing agent is supplied to the exhaust gas purifying catalyst 7, the sulfate in the exhaust gas purifying catalyst 17 is reduced, and the amount of the sulfate adsorbed on the exhaust gas purifying catalyst 17 decreases. At this time, the amount of the reducing agent discharged from the exhaust gas purifying catalyst 17 and the sulfate The amount can be sufficiently reduced. Therefore, in this embodiment, TCAT
Is in the OTSUL, the sulfate-reducing auxiliary fuel is injected to supply the reducing agent to the exhaust purification catalyst 17. As a result, the amount of sulfate discharged from the exhaust gas purification catalyst 17 can be sufficiently reduced while effectively using the reducing agent for sulfate reduction. In addition, since the amount of sulfate adsorbed on the exhaust purification catalyst 17 is reduced, the sulfate can be surely adsorbed on the exhaust purification catalyst 17 when the TCAT becomes lower than OTSUL again. The amount of sulfate can be further reduced. In the example shown in FIG. 2 (B), the lower limit threshold value LTNO of the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL
X is about 350 ° C. and the upper threshold value UTNOX is about 4
50 ° C.
【0034】図2(A)および図2(B)に示される例
ではNOX 還元最適温度範囲OTNOXの上限しきい値
UTNOXとサルフェート還元最適温度範囲OTSUL
の下限しきい値LTSULとが等しくなっている。しか
しながら、例えば排気浄化触媒17の構成によってはU
TNOX>LTSULとなり、或いはUTNOX<LT
SULとなる場合もあり得る。しかしながら、OTSU
Lの上限しきい値UTSULはOTNOXの上限しきい
値UTNOXよりも高く、OTSULの下限しきい値L
TSULもOTNOXの下限しきい値LTNOXよりも
高い。すなわち、OTSULはOTNOXよりも高温側
に設定される。[0034] FIG. 2 (A) and FIG. 2 upper threshold UTNOX and sulfate reducing optimum temperature range in the example shown in (B) NO X reduction optimum temperature range OTNOX OTSUL
Is equal to the lower threshold value LTSUL. However, for example, depending on the configuration of the exhaust purification catalyst 17, U
TNOX> LTSUL or UTNOX <LT
It may be SUL. However, OTSU
The upper threshold value UTSUL of L is higher than the upper threshold value UTNOX of OTNOX, and the lower threshold value L of OTSUL is lower.
TSUL is also higher than the lower threshold value LTNOX of OTNOX. That is, OTSUL is set to a higher temperature side than OTNOX.
【0035】このようにサルフェート還元用副燃料噴射
が行われるときの触媒温度TCATはNOX 還元用副燃
料噴射が行われるときに比べて高くなっており、したが
ってサルフェート還元用副燃料噴射が行われるときには
NOX 還元用副燃料噴射が行われるときに比べて排気浄
化触媒17に供給された還元剤のうち酸素O2 と反応す
る還元剤の割合が高くなる。このため、サルフェート還
元用副燃料噴射が行われるときに、排気浄化触媒17に
流入する排気中の還元剤濃度CREDを、例えばNOX
還元用副燃料噴射が行われるときの還元剤濃度と等しく
定めると還元剤が排気浄化触媒17の排気下流端近傍に
到るまでに完全酸化され、すなわち排気浄化触媒17全
体に還元剤を供給できない恐れがある。The catalyst temperature TCAT is compared has become higher, thus the secondary fuel injection for sulfate reduction when the secondary fuel injection for NO X reduction is performed at the time when the thus sulphate reduction for the sub fuel injection is carried out is performed At times, the proportion of the reducing agent that reacts with oxygen O 2 in the reducing agent supplied to the exhaust gas purification catalyst 17 becomes higher than when the NO X reducing auxiliary fuel injection is performed. For this reason, when the sulfate-reducing auxiliary fuel injection is performed, the reducing agent concentration CRED in the exhaust gas flowing into the exhaust purification catalyst 17 is set to, for example, NO X
If the reducing agent concentration is determined to be equal to that when the reducing auxiliary fuel injection is performed, the reducing agent is completely oxidized before reaching the exhaust downstream end of the exhaust purification catalyst 17, that is, the reducing agent cannot be supplied to the entire exhaust purification catalyst 17. There is fear.
【0036】一方、サルフェートは排気浄化触媒17の
ほぼ全体に吸着されるのでサルフェート副燃料噴射が行
われるときにはH2 SO4 は排気浄化触媒17のほぼ全
体から離脱することになる。したがって、排気浄化触媒
17から排出されるH2 SO 4 を低減するためには還元
剤を排気浄化触媒17全体に供給する必要がある。そこ
で、本実施態様ではサルフェート還元用副燃料噴射が行
われるときにはNOX還元用副燃料噴射が行われるとき
に比べて還元剤濃度CREDを高くするようにしてい
る。すなわち、例えばNOX 還元用副燃料噴射が行われ
るときの還元剤濃度CREDは約1000ppmCとさ
れ、サルフェート還元用副燃料噴射が行われるときの還
元剤濃度CREDは約3000ppmCとされる。その
結果、サルフェート還元用副燃料噴射が行われたとき
に、排気浄化触媒17に供給された還元剤が排気浄化触
媒17の排気上流側において完全酸化することなく排気
下流端近傍まで到達することができ、斯くして還元剤を
排気浄化触媒17全体に供給することができる。On the other hand, the sulfate is
Sulfate secondary fuel injection is performed because it is almost completely absorbed.
H whenTwoSOFourIs almost all of the exhaust purification catalyst 17
You will be separated from your body. Therefore, the exhaust purification catalyst
H discharged from 17TwoSO FourReduction in order to reduce
It is necessary to supply the agent to the entire exhaust purification catalyst 17. There
In this embodiment, the secondary fuel injection for sulfate reduction is performed.
When the auxiliary fuel injection for NOx reduction is performed
The concentration of reducing agent CRED is set higher than
You. That is, for example, NOXThe auxiliary fuel injection for reduction is performed
The reducing agent concentration CRED at the time of
Return when the secondary fuel injection for sulfate reduction is performed
The base agent concentration CRED is set to about 3000 ppmC. That
As a result, when the secondary fuel injection for sulfate reduction is performed
Then, the reducing agent supplied to the exhaust purification catalyst 17
Exhaust without complete oxidation at the exhaust upstream side of the medium 17
Can reach near the downstream end, thus reducing agent
It can be supplied to the entire exhaust purification catalyst 17.
【0037】具体的に云うと、サルフェート還元用副燃
料噴射が行われるときにはNOX 還元用副燃料噴射が行
われるときに比べて還元剤濃度CREDが高くなるよう
にNOX 還元用副燃料噴射における副燃料噴射時間TA
UNOXおよびサルフェート還元用副燃料噴射における
副燃料噴射時間TAUSULが予め定められる。このT
AUNOXは例えば吸入空気量Qおよび機関回転数Nの
関数として図4(A)に示されるマップの形で予めRO
M32内に記憶されている。また、TAUSULも例え
ば吸入空気量Qおよび機関回転数Nの関数として図4
(B)に示されるマップの形で予めROM32内に記憶
されている。[0037] In terms Specifically, the NO X reduction for the sub fuel injection, as a reducing agent concentration CRED is higher than when the secondary fuel injection for NO X reduction is performed when the secondary fuel injection for sulfate reduction is performed Sub fuel injection time TA
The auxiliary fuel injection time TAUSUL in UNOX and sulfate reduction auxiliary fuel injection is predetermined. This T
AUNOX is stored in advance as a function of the intake air amount Q and the engine speed N in the form of a map shown in FIG.
It is stored in M32. TAUSUL is also a function of the intake air amount Q and the engine speed N, for example, as shown in FIG.
It is stored in the ROM 32 in advance in the form of a map shown in FIG.
【0038】さらに本実施態様では、サルフェート還元
用副燃料噴射が行われるときにはNOX 還元用副燃料噴
射が行われるときに比べて副燃料噴射時期を遅くするよ
うにしている。すなわち、副燃料噴射により燃焼室2内
に噴射された燃料の一部は部分酸化され、或いは完全酸
化される。この場合、副燃料噴射時期が遅くなるにつれ
て燃焼室2内で部分酸化または完全酸化される燃料量が
少なくなり、或いは部分酸化の程度が小さくなる。言い
換えると、副燃料噴射時期を遅くすると燃焼室2内で酸
化する還元剤量が抑制されるので還元剤濃度CREDを
高く維持することができ、同時に排気浄化触媒17に重
質の還元剤(高分子量の炭化水素)を供給することがで
きる。したがって、還元剤が排気浄化触媒17の排気下
流端近傍まで到達可能となる。一方、NOX を還元すべ
きときには必ずしも還元剤を排気浄化触媒17全体に供
給する必要はない。むしろ、軽質の還元剤(低分子量の
炭化水素)の方がNOX を還元するのに適している。そ
こで、本実施態様ではサルフェート還元用副燃料噴射が
行われるときの副燃料噴射時期CASULをNOX還元
用副燃料噴射が行われるときの副燃料噴射時期CANO
Xよりも遅く定めている。すなわち、例えばCANOX
は圧縮上死点後(以下、ATDCと称す)約90°クラ
ンク角(以下、CAと称す)からATDC約120°C
Aまでの範囲内に定められ、これに対しCASULは例
えばATDC約150°CAからATDC約210°C
Aまでの範囲内に定められる。[0038] Furthermore, in this embodiment, so that slow the secondary fuel injection timing compared to when the secondary fuel injection for NO X reduction is performed when the secondary fuel injection for sulfate reduction is performed. That is, part of the fuel injected into the combustion chamber 2 by the auxiliary fuel injection is partially oxidized or completely oxidized. In this case, the amount of fuel partially or completely oxidized in the combustion chamber 2 decreases or the degree of partial oxidation decreases as the auxiliary fuel injection timing is delayed. In other words, when the auxiliary fuel injection timing is delayed, the amount of the reducing agent oxidized in the combustion chamber 2 is suppressed, so that the reducing agent concentration CRED can be maintained high, and at the same time, the heavy reducing agent (high Molecular weight hydrocarbons). Therefore, the reducing agent can reach the vicinity of the exhaust downstream end of the exhaust purification catalyst 17. On the other hand, when NO X is to be reduced, it is not always necessary to supply the reducing agent to the entire exhaust purification catalyst 17. Rather, the light of the reducing agent (low molecular weight hydrocarbons) are suitable for reducing the NO X. Therefore, the secondary fuel injection timing when the secondary fuel injection for sulfate reduction in the present embodiment is the sub-fuel injection timing CASUL the NO X reduction for the sub fuel injection when performed performed CANO
It is set later than X. That is, for example, CANOX
Is approximately 120 ° C. from the approximately 90 ° crank angle (hereinafter, referred to as CA) after compression top dead center (hereinafter, referred to as ATDC).
A, whereas CASUL is, for example, from about 150 ° CA ATDC to about 210 ° C. ATDC.
It is determined within the range up to A.
【0039】ところで、ゼオライトのような多孔質材は
炭化水素の吸着作用を備えており、多孔質材に吸着され
た炭化水素は多孔質材の温度が高くなると離脱する。し
たがって排気浄化触媒17にも炭化水素が吸着され、触
媒温度TCATが高くなると吸着されている炭化水素が
離脱することになる。このため、触媒温度TCATがサ
ルフェート還元最適温度範囲OTSUL内にあるときの
ように高いときには排気浄化触媒17から吸着されてい
る炭化水素が離脱する。この場合、機関運転状態に応じ
て求められたTAUSULだけ副燃料噴射を行うと排気
浄化触媒17に過剰の炭化水素が供給されることにな
り、斯くして排気浄化触媒17から高濃度の炭化水素が
排出される恐れがある。Incidentally, a porous material such as zeolite has a function of adsorbing hydrocarbons, and the hydrocarbons adsorbed by the porous material are released when the temperature of the porous material increases. Therefore, hydrocarbons are also adsorbed on the exhaust purification catalyst 17, and when the catalyst temperature TCAT increases, the adsorbed hydrocarbons are released. For this reason, when the catalyst temperature TCAT is high, such as when it is within the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL, the hydrocarbons adsorbed from the exhaust purification catalyst 17 are released. In this case, if the sub fuel injection is performed by TAUSUL determined according to the engine operating state, excess hydrocarbon is supplied to the exhaust purification catalyst 17, and thus the high-purity hydrocarbon is supplied from the exhaust purification catalyst 17. May be discharged.
【0040】そこで本実施態様では、サルフェート還元
用副燃料噴射が行われるときには、排気浄化触媒17か
ら流出する排気中の還元剤濃度が予め定められた許容値
を越えないように、還元剤濃度CREDを定めている。
すなわち、排気浄化触媒17から流出する還元剤量は排
気浄化触媒17から離脱する還元剤量とサルフェート還
元用副燃料噴射による還元剤量との和と、排気浄化触媒
17における還元剤の反応率とに依存し、還元剤の反応
率は触媒温度TCATに依存する。一方、排気浄化触媒
17から離脱する還元剤量は排気浄化触媒17に吸着さ
れている還元剤量と触媒温度TCATとに依存し、排気
浄化触媒17に吸着されている還元剤量は機関運転履歴
に依存する。したがって、機関運転履歴と触媒温度TC
ATとから、排気浄化触媒17から流出する排気中の還
元剤濃度が許容値となる副燃料噴射時間を求めることが
できる。そこで、この副燃料噴射時間を許容最大副燃料
噴射時間MTAUSと称すると、サルフェート還元用副
燃料噴射における燃料噴射時間がMTAUSを越えない
ようにすれば排気浄化触媒17から流出する排気中の還
元剤濃度が上述の許容値を越えることはない。Therefore, in this embodiment, when the sulfate-reducing auxiliary fuel injection is performed, the reducing agent concentration CRED is set so that the reducing agent concentration in the exhaust gas flowing out of the exhaust purification catalyst 17 does not exceed a predetermined allowable value. Has been established.
That is, the amount of the reducing agent flowing out of the exhaust purification catalyst 17 is the sum of the amount of the reducing agent leaving the exhaust purification catalyst 17 and the amount of the reducing agent by the sulfate-reducing auxiliary fuel injection, and the reaction rate of the reducing agent in the exhaust purification catalyst 17. , And the conversion of the reducing agent depends on the catalyst temperature TCAT. On the other hand, the amount of the reducing agent released from the exhaust gas purification catalyst 17 depends on the amount of the reducing agent adsorbed on the exhaust gas purification catalyst 17 and the catalyst temperature TCAT. Depends on. Therefore, the engine operation history and the catalyst temperature TC
From the AT, the auxiliary fuel injection time during which the concentration of the reducing agent in the exhaust flowing out of the exhaust purification catalyst 17 becomes an allowable value can be obtained. Therefore, if this auxiliary fuel injection time is referred to as an allowable maximum auxiliary fuel injection time MTAUS, if the fuel injection time in the sulfate reduction auxiliary fuel injection does not exceed MTAUS, the reducing agent in the exhaust gas flowing out of the exhaust purification catalyst 17 The concentration does not exceed the above-mentioned tolerance.
【0041】そこで本実施態様では、機関運転履歴と触
媒温度TCATとから許容最大燃料噴射時間MTAUS
を算出し、機関運転状態に応じて求められたTAUSU
LがMTAUSよりも小さいときにはサルフェート還元
用副燃料噴射における燃料噴射時間をTAUSULに
し、TAUSULがMTAUSよりも大きいときにはサ
ルフェート還元用副燃料噴射における燃料噴射時間をM
TAUSにしている。Therefore, in this embodiment, the allowable maximum fuel injection time MTAUS is determined from the engine operation history and the catalyst temperature TCAT.
Is calculated, and the TAUSU obtained according to the engine operating state is calculated.
When L is smaller than MTAUS, the fuel injection time in the sulfate reduction auxiliary fuel injection is set to TAUSUL. When TAUSUL is larger than MTAUS, the fuel injection time in the sulfate reduction auxiliary fuel injection is set to M.
TAUS.
【0042】なお、排気管19に排気中の還元剤濃度を
検出するセンサを設け、このセンサの出力に応じてサル
フェート還元用副燃料噴射における燃料噴射時間を制御
するようにしてもよい。ところで、上述したようにディ
ーゼル機関では酸素過剰燃焼が行われており、したがっ
て触媒コンバータ19に流入する排気中には多量の酸素
が含まれている。このため、還元剤濃度CREDを例え
ば3000ppmCのように高くするためには多量の還
元剤が必要となり、その結果燃料消費率が悪化する。The exhaust pipe 19 may be provided with a sensor for detecting the concentration of the reducing agent in the exhaust gas, and the fuel injection time in the sulfate-reducing auxiliary fuel injection may be controlled according to the output of this sensor. By the way, as described above, excessive oxygen combustion is performed in the diesel engine, and therefore, the exhaust gas flowing into the catalytic converter 19 contains a large amount of oxygen. For this reason, a large amount of reducing agent is required to increase the reducing agent concentration CRED to, for example, 3000 ppmC, and as a result, the fuel consumption rate is deteriorated.
【0043】そこで本実施態様では、サルフェート還元
用副燃料噴射が行われるときには吸気絞り弁14の開度
VOPを通常運転時、すなわちサルフェート還元用副燃
料噴射が停止されているときの開度VOPUよりも小さ
い開度VOPSにし、それにより触媒コンバータ19に
流入する酸素量を低減するようにしている。その結果、
サルフェート還元用副燃料噴射における燃料量を低減す
ることができ、したがって燃料消費率の悪化を阻止する
ことができる。なお、通常運転時における吸気絞り弁1
4の開度VOPUは例えば機関出力を要求出力にするの
に必要な開度であり、例えばアクセルペダルの踏み込み
量DEPと機関回転数Nとの関数として図5(A)に示
すマップの形で予めROM32内に記憶されている。一
方、サルフェート還元用副燃料噴射が行われるときの吸
気絞り弁14の開度VOPSは燃焼を悪化させることな
く還元剤濃度CREDを高めるのに最適な開度であり、
例えばアクセルペダルの踏み込み量DEPと機関回転数
Nとの関数として図5(B)に示すマップの形で予めR
OM32内に記憶されている。Therefore, in the present embodiment, when the sulfate-reducing sub-fuel injection is performed, the opening degree VOP of the intake throttle valve 14 is determined by the opening degree VOPU during normal operation, that is, when the sulfate-reducing sub-fuel injection is stopped. Also, the opening degree VOPS is made small, so that the amount of oxygen flowing into the catalytic converter 19 is reduced. as a result,
It is possible to reduce the amount of fuel in the sulfate-reducing sub-fuel injection, thereby preventing the fuel consumption rate from deteriorating. The intake throttle valve 1 during normal operation
The opening degree VOPU of 4 is, for example, an opening degree required to set the engine output to the required output. For example, the opening degree VOPU is a function of the depression amount DEP of the accelerator pedal and the engine speed N in the form of a map shown in FIG. It is stored in the ROM 32 in advance. On the other hand, the opening degree VOPS of the intake throttle valve 14 when the sulfate reducing auxiliary fuel injection is performed is the optimum opening degree for increasing the reducing agent concentration CRED without deteriorating the combustion.
For example, as a function of the depression amount DEP of the accelerator pedal and the engine speed N, R
It is stored in the OM32.
【0044】なお、EGR装置を備えたディーゼル機関
ではEGR量を増大させることにより触媒コンバータ1
9に流入する排気中の酸素濃度を低減するようにしても
よい。図6および図7は本実施態様による副燃料噴射量
算出ルーチンを示している。図6および図7に示すルー
チンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実
行される。In a diesel engine equipped with an EGR device, the catalytic converter 1 is increased by increasing the EGR amount.
The concentration of oxygen in the exhaust gas flowing into the exhaust gas 9 may be reduced. 6 and 7 show a sub fuel injection amount calculation routine according to this embodiment. The routine shown in FIGS. 6 and 7 is executed by interruption every predetermined set time.
【0045】図6および図7を参照すると、まずステッ
プ50では触媒温度TCATがサルフェート還元最適温
度範囲OTSULの上限しきい値UTSUL以下であり
かつ下限しきい値LTSUL以上であるか否か、すなわ
ちOTSUL内にあるか否かが判別される。UTSUL
<TCATまたはTCAT<LTSULのとき、すなわ
ちTCATがOTSUL外のときには次いでステップ5
1に進み、触媒温度TCATがNOX 還元最適温度範囲
OTNOXの上限しきい値UTNOX以下でありかつ下
限しきい値LTNOX以上であるか否か、すなわちOT
NOX内にあるか否かが判別される。UTNOX≧TC
AT≧LTNOXのとき、すなわちTCATがOTNO
X内のときには次いでステップ52に進み、副燃料噴射
時期CASが上述のCANOXとされる。続くステップ
53では図4(A)のマップからTAUNOXが算出さ
れる。続くステップ54ではこのTAUNOXが副燃料
噴射時間TAUSとされる。すなわち、TCATがOT
NOX内のときにはNOX還元用副燃料噴射が行われ
る。Referring to FIGS. 6 and 7, first, at step 50, it is determined whether or not the catalyst temperature TCAT is equal to or lower than the upper threshold value UTSUL and equal to or higher than the lower threshold value LTSUL of the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL. Is determined. UTSUL
If <TCAT or TCAT <LTSUL, that is, if TCAT is out of OTSUL, then step 5
Proceeds to 1, the catalyst temperature TCAT is NO X reduction optimum temperature range OTNOX and the upper limit threshold UTNOX follows and whether or not the lower threshold LTNOX above, i.e. OT
It is determined whether or not it is within NOX. UTNOX ≧ TC
When AT ≧ LTNOX, that is, when TCAT is OTNO
If it is within X, then the routine proceeds to step 52, where the auxiliary fuel injection timing CAS is set to the above-mentioned CANOX. In the following step 53, TAUNOX is calculated from the map of FIG. In the following step 54, this TAUNOX is set as the auxiliary fuel injection time TAUS. That is, TCAT is OT
Is the secondary fuel injection for NO X reduction is performed when the NOX.
【0046】これに対し、ステップ51においてUTN
OX<TCATまたはTCAT<LTNOXのとき、す
なわちTCATがOTNOX外のときには次いでステッ
プ55に進み、副燃料噴射時間TAUSが零とされる。
すなわち、UTSUL<TCATまたはLTNOX<T
CATのときにはNOX還元用副燃料噴射もサルフェー
ト還元用副燃料噴射も停止される。On the other hand, in step 51, UTN
When OX <TCAT or TCAT <LTNOX, that is, when TCAT is out of OTNOX, the routine proceeds to step 55, where the auxiliary fuel injection time TAUS is set to zero.
That is, UTSUL <TCAT or LTNOX <T
At the time of CAT, both the NOx reduction auxiliary fuel injection and the sulfate reduction auxiliary fuel injection are stopped.
【0047】一方、ステップ50においてUTSUL≧
TCAT≧LTSULのとき、すなわちTCATがサル
フェート還元最適温度範囲OTSUL内のときには次い
でステップ56に進み、副燃料噴射時期CASが上述の
CASULとされる。続くステップ57では図4(B)
のマップからTAUSULが算出される。続くステップ
58機関運転履歴と触媒温度TCATとから許容最大燃
料噴射時間MTAUSが算出される。続くステップ59
ではステップ57で算出されたTAUSULが許容最大
燃料噴射時間MTAUSよりも小さいか否かが判別され
る。TAUSUL<MTAUSのときには次いでステッ
プ59aに進み、TAUSULが副燃料噴射時間TAU
Sとされる。これに対し、TAUSUL≧MTAUSの
ときには次いでステップ59bに進み、MTAUSが副
燃料噴射時間TAUSとされる。すなわち、TCATが
OTSUL内のときにはサルフェート還元用副燃料噴射
が行われる。On the other hand, in step 50, UTSUL ≧
When TCAT ≧ LTSUL, that is, when TCAT is within the optimum sulfate reduction temperature range OTSUL, the routine proceeds to step 56, where the auxiliary fuel injection timing CAS is set to the above CASUL. In the following step 57, FIG.
TAUSUL is calculated from the map. In the following step 58, the allowable maximum fuel injection time MTAUS is calculated from the engine operation history and the catalyst temperature TCAT. Next step 59
Then, it is determined whether or not TAUSUL calculated in step 57 is smaller than the allowable maximum fuel injection time MTAUS. If TAUSUL <MTAUS, then the routine proceeds to step 59a, where TAUSUL is set to the sub fuel injection time TAU.
S. On the other hand, when TAUSUL ≧ MTAUS, the routine proceeds to step 59b, where MTAUS is set to the sub fuel injection time TAUS. That is, when TCAT is within OTSUL, sulfate reducing auxiliary fuel injection is performed.
【0048】図8は吸気絞り弁14の開度VOPを算出
するためのルーチンを示している。このルーチンは予め
定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
図8を参照すると、まずステップ150では触媒温度T
CATがサルフェート還元最適温度範囲OTSUL内に
あるか否かが判別される。UTSUL<TCATまたは
TCAT<LTSULのときすなわち触媒温度TCAT
がOTSUL内にないときには次いでステップ151に
進む。すなわち、通常運転が行われるときにはステップ
151において図5(A)のマップからVOPUが算出
され、続くステップ152ではこのVOPUが吸気絞り
弁14の開度VOPとされる。FIG. 8 shows a routine for calculating the opening degree VOP of the intake throttle valve 14. This routine is executed by interruption every predetermined set time.
Referring to FIG. 8, first, at step 150, the catalyst temperature T
It is determined whether the CAT is within the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL. When UTSUL <TCAT or TCAT <LTSUL, that is, the catalyst temperature TCAT
If is not within the OTSUL, then go to step 151. That is, when the normal operation is performed, the VOPU is calculated from the map of FIG. 5A in step 151, and this VOPU is set as the opening degree VOP of the intake throttle valve 14 in the subsequent step 152.
【0049】これに対し、UTSUL≧TCAT≧LT
SULのときすなわちTCATがOTSUL内にあると
きには次いでステップ153に進む。すなわち、サルフ
ェート還元用副燃料噴射が行われるときにはステップ1
53において図5(B)のマップからVOPSが算出さ
れ、続くステップ154ではこのVOPSが吸気絞り弁
14の開度VOPとされる。On the other hand, UTSUL ≧ TCAT ≧ LT
At the time of SUL, that is, when TCAT is within OTSUL, the process proceeds to step 153. That is, when the sulfate-reducing auxiliary fuel injection is performed, step 1 is performed.
In step 53, the VOPS is calculated from the map shown in FIG.
【0050】次に、本発明による排気浄化方法の第2実
施態様を説明する。上述の第1実施態様では機関運転状
態に応じて触媒温度TCATが定まり、したがってサル
フェート還元用副燃料噴射は機関運転状態に応じて制御
されることになる。ところがこの場合、機関低負荷運転
やアイドリング運転が継続されると触媒温度TCATが
サルフェート還元最適温度範囲OTSUL外に維持され
て排気浄化触媒17に吸着されているサルフェート量S
QSULが次第に増大し、斯くして排気浄化触媒17が
サルフェートにより飽和する恐れがある。排気浄化触媒
17がサルフェートにより飽和すると触媒温度TCAT
が低くても排気浄化触媒17からサルフェートが排出さ
れることになる。また、第1実施態様ではTCATがO
TSUL内にあるときには吸着サルフェート量に関わら
ず副燃料噴射が行われ、吸着サルフェート量が極めて少
ない場合には還元剤をサルフェート還元のために有効に
利用することができない。Next, a second embodiment of the exhaust gas purification method according to the present invention will be described. In the above-described first embodiment, the catalyst temperature TCAT is determined according to the engine operating state, and therefore, the sulfate reducing auxiliary fuel injection is controlled according to the engine operating state. However, in this case, when the engine low load operation or the idling operation is continued, the catalyst temperature TCAT is maintained outside the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL, and the amount of sulfate S adsorbed on the exhaust gas purification catalyst 17 is maintained.
QSUL gradually increases, and thus the exhaust gas purifying catalyst 17 may be saturated with sulfate. When the exhaust purification catalyst 17 is saturated with sulfate, the catalyst temperature TCAT
Is low, the sulfate is discharged from the exhaust purification catalyst 17. In the first embodiment, TCAT is O
When it is within TSUL, sub-fuel injection is performed regardless of the amount of adsorbed sulfate. When the amount of adsorbed sulfate is extremely small, the reducing agent cannot be effectively used for sulfate reduction.
【0051】そこで本実施態様では、吸着サルフェート
量を求め、求められた吸着サルフェート量が一定量を越
えたときにサルフェート還元用副燃料噴射を行うように
すると共に、触媒温度TCATを制御する触媒温度制御
装置を設けてサルフェート還元用副燃料噴射を行うべき
ときにこの触媒温度制御装置により触媒温度TCATを
サルフェート還元最適温度範囲OTSUL内に維持する
ようにしている。さらに、この一定量のサルフェートを
還元するのに必要な量だけサルフェート還元用副燃料噴
射を行うようにしている。Therefore, in the present embodiment, the amount of adsorbed sulfate is determined, and when the determined amount of adsorbed sulfate exceeds a certain amount, the auxiliary fuel for sulfate reduction is injected, and the catalyst temperature for controlling the catalyst temperature TCAT is controlled. When a control device is provided to perform sulfate reduction sub-fuel injection, the catalyst temperature control device maintains the catalyst temperature TCAT within the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL. Further, the sulfate reducing auxiliary fuel injection is performed in an amount required to reduce the fixed amount of sulfate.
【0052】排気浄化触媒17の吸着サルフェート量を
直接求めるのは困難である。そこで本実施態様では機関
運転状態に基づいて吸着サルフェート量を推定するよう
にしている。すなわち、触媒温度TCATがサルフェー
ト還元最適温度OTSULよりも低いときには排気浄化
触媒17に流入するサルフェートのほぼ全量が排気浄化
触媒17内に吸着されると考えられる。一方、排気浄化
触媒17に流入するサルフェート量は機関運転状態に基
づいて求めることができる。It is difficult to directly determine the amount of sulfate adsorbed on the exhaust purification catalyst 17. Therefore, in the present embodiment, the amount of adsorbed sulfate is estimated based on the operating state of the engine. That is, when the catalyst temperature TCAT is lower than the sulfate reduction optimum temperature OTSUL, it is considered that almost all of the sulfate flowing into the exhaust purification catalyst 17 is adsorbed in the exhaust purification catalyst 17. On the other hand, the amount of sulfate flowing into the exhaust purification catalyst 17 can be obtained based on the engine operating state.
【0053】図9は単位時間単位燃料噴射時間当たりに
排気浄化触媒17に流入する流入サルフェート量QSU
Lを示している。図9(A)に示されるように、アクセ
ルペダルの踏み込み量DEPが大きくなるにつれてQS
ULが大きくなり、DEPがかなり大きいときにはDE
Pが大きくなるにつれてQSULが小さくなる。また、
図9(B)に示されるように、機関回転数Nが高くなる
につれてQSULが大きくなり、機関回転数Nかなり高
いときにはNが高くなるにつれてQSULが小さくな
る。なお、流入サルフェート量QSULは図9(C)に
示すマップの形で予めROM32内に記憶されている。FIG. 9 shows the inflow sulfate amount QSU flowing into the exhaust purification catalyst 17 per unit time and unit fuel injection time.
L is shown. As shown in FIG. 9A, QS increases as the depression amount DEP of the accelerator pedal increases.
When UL is large and DEP is quite large, DE
QSUL decreases as P increases. Also,
As shown in FIG. 9 (B), QSUL increases as the engine speed N increases, and QSUL decreases as N increases when the engine speed N is considerably high. The inflow sulfate amount QSUL is stored in the ROM 32 in advance in the form of a map shown in FIG.
【0054】したがって、触媒温度TCATがサルフェ
ート還元最適温度範囲OTSULよりも低いときの主燃
料噴射時間および副燃料噴射時間の積算値をそれぞれS
TAUM、STAUS、これらSTAUMとSTAUS
の和をSTAU、吸着サルフェート量の推定時間間隔を
DLTで表すと、推定吸着サルフェート量SQSULは
次式のように表される。Therefore, when the catalyst temperature TCAT is lower than the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL, the integrated values of the main fuel injection time and the auxiliary fuel injection time are respectively represented by S
TAUM, STAUS, these STAUM and STAUS
Is expressed by STAU and the estimated time interval of the adsorbed sulfate amount is expressed by DLT, the estimated adsorbed sulfate amount SQSUL is expressed by the following equation.
【0055】 SQSUL=SQSUL+QSUL・STAU・DLT この推定吸着サルフェート量SQSULが予め定められ
た設定値SQ1よりも大きくなったときに、触媒温度T
CATがサルフェート還元最適温度範囲OTSUL内に
あるときには直ちにサルフェート還元用副燃料噴射が行
われる。これに対し、TCATOTSULよりも低いと
きには触媒温度制御装置によりTCATがOTSUL内
まで高められ、次いでサルフェート還元用副燃料噴射が
行われる。SQSUL = SQSUL + QSUL · STAU · DLT When the estimated adsorption sulfate amount SQSUL becomes larger than a predetermined set value SQ1, the catalyst temperature T
When the CAT is within the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL, the sulfate reduction auxiliary fuel injection is performed immediately. On the other hand, when the temperature is lower than TCATOTSUL, TCAT is raised to the inside of OTSUL by the catalyst temperature control device, and then the secondary fuel injection for sulfate reduction is performed.
【0056】本実施態様の触媒温度制御装置は燃料噴射
弁7を備えており、燃料噴射弁7から機関膨張行程また
は排気行程初期に副燃料噴射を行うことによりTCAT
を高めるようにしている。すなわち、上述したように、
副燃料噴射時期を進角するにつれて燃焼室2内で燃焼す
る燃料量が多くなるので排気浄化触媒17に流入する排
気温度が高くなり、したがって触媒温度TCATを高め
ることができる。そこで、本実施態様では機関膨張行程
または排気行程初期に副燃料噴射を行い、それによりT
CAT≧LTSULとなるようにしている。なお、この
ように触媒温度TCATをサルフェート還元最適温度範
囲OTSUL内まで高めるための副燃料噴射を加熱用副
燃料噴射と称する。The catalyst temperature control device of this embodiment is provided with a fuel injection valve 7, and performs TCAT by performing auxiliary fuel injection from the fuel injection valve 7 at the beginning of an engine expansion stroke or an exhaust stroke.
To increase. That is, as described above,
As the auxiliary fuel injection timing advances, the amount of fuel burned in the combustion chamber 2 increases, so that the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust purification catalyst 17 increases, so that the catalyst temperature TCAT can be increased. Therefore, in the present embodiment, the auxiliary fuel injection is performed in the early stage of the engine expansion stroke or the exhaust stroke, whereby T
CAT ≧ LTSUL. The auxiliary fuel injection for increasing the catalyst temperature TCAT to within the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL is referred to as heating auxiliary fuel injection.
【0057】サルフェート還元用副燃料噴射を開始すべ
きときの吸着サルフェート量はほぼSQ1であると考え
ることができる。そこで、本実施態様ではサルフェート
をSQ1だけ還元するのに必要な量だけサルフェート還
元用副燃料噴射を行うようにしている。その結果、還元
剤をサルフェート還元のために有効に利用することがで
きる。It can be considered that the amount of adsorbed sulfate when the auxiliary fuel injection for sulfate reduction should be started is almost SQ1. Thus, in the present embodiment, the sulfate-reducing auxiliary fuel injection is performed in an amount necessary to reduce the sulfate by SQ1. As a result, the reducing agent can be effectively used for sulfate reduction.
【0058】次に図10のタイムチャートを参照して本
実施態様による排気浄化方法をさらに詳細に説明する。
図10を参照すると、時間aで示されるように推定吸着
サルフェート量SQSULが設定値SQ1よりも大きく
なったときに、触媒温度TCATがサルフェート還元最
適温度範囲OTSULの下限しきい値LTSULよりも
低いとき、すなわちTCATがOTSULよりも低いと
きにはまず加熱用副燃料噴射が行われる(ON)。次い
で時間bとなってTCAT≧LTSULとなると、すな
わちTCATがOTSUL内になると加熱用副燃料噴射
が停止され(OFF)、サルフェート還元用副燃料噴射
が行われる(ON)。サルフェート還元用副燃料噴射が
開始されるとサルフェート還元用副燃料噴射量の積算値
STAUSSの算出が開始される。時間cとなって積算
値STAUSSが予め定められた設定値ST1よりも大
きくなるとサルフェート還元用副燃料噴射が停止され
(OFF)、推定吸着サルフェート量SQSULがクリ
アされる。この設定値ST1はサルフェートをSQ1だ
け還元するのに必要な副燃料噴射量である。すなわち、
STAUSS>ST1となったときには排気浄化触媒1
7のサルフェート脱離還元作用が完了したと判断してサ
ルフェート還元用副燃料噴射が停止される。Next, the exhaust gas purification method according to this embodiment will be described in more detail with reference to the time chart of FIG.
Referring to FIG. 10, when the estimated adsorption sulfate amount SQSUL becomes larger than the set value SQ1 as indicated by time a, and when the catalyst temperature TCAT is lower than the lower threshold LTSUL of the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL. That is, when TCAT is lower than OTSUL, heating auxiliary fuel injection is first performed (ON). Next, at time b, when TCAT ≧ LTSUL, that is, when TCAT is within OTSUL, the auxiliary heating fuel injection is stopped (OFF), and the auxiliary fuel injection for sulfate reduction is performed (ON). When the sulfate-reducing secondary fuel injection is started, the calculation of the integrated value STAUSS of the sulfate-reducing secondary fuel injection amount is started. When the accumulated value STAUSS becomes larger than the predetermined set value ST1 at the time c, the sulfate reduction auxiliary fuel injection is stopped (OFF), and the estimated adsorption sulfate amount SQSUL is cleared. This set value ST1 is an auxiliary fuel injection amount necessary to reduce sulfate by SQ1. That is,
When STAUSS> ST1, exhaust purification catalyst 1
It is determined that the sulfate desorption reduction operation of 7 has been completed, and the sulfate reduction auxiliary fuel injection is stopped.
【0059】これに対し、時間dで示されるようにSQ
SUL>SQ1となったときにTCAT≧LTSULの
ときには加熱用副燃料噴射を行うことなくサルフェート
還元用副燃料噴射が行われる。次いで時間eとなってS
TAUSS>ST1となるとサルフェート還元用副燃料
噴射が停止され、推定吸着サルフェート量SQSULが
クリアされる。On the other hand, as shown by time d, SQ
When SUL> SQ1 and TCAT ≧ LTSUL, the auxiliary fuel injection for sulfate reduction is performed without performing the auxiliary fuel injection for heating. Then, at time e, S
When TAUSS> ST1, the auxiliary fuel injection for sulfate reduction is stopped, and the estimated adsorption sulfate amount SQSUL is cleared.
【0060】図11はサルフェート還元用副燃料噴射を
制御するためのルーチンである。図11に示すルーチン
は予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行さ
れる。図11を参照すると、まずステップ60ではサル
フェートフラグXSUL1がセットされているか否かが
判別される。このサルフェートフラグXSUL1はサル
フェート還元用副燃料噴射を行うべきときにセットされ
(XSUL1=“1”)、サルフェート還元用副燃料噴
射を停止すべきときにリセットされる(XSUL1=
“0”)。サルフェートフラグXSUL1がリセットさ
れているときには次いでステップ61に進み、主燃料噴
射時間の積算値STAUMと副燃料噴射時間の積算値S
TAUSとの和STAUが算出される。なお、主燃料噴
射時間の積算値STAUMおよび副燃料噴射時間の積算
値STAUSは後述するルーチンで算出される。続くス
テップ62ではSTAUMおよびSTAUSがクリアさ
れる。続くステップ63では図9(C)に示すマップに
基づいて流入サルフェート量QSULが算出される。続
くステップ64では推定吸着サルフェート量SQSUL
が次式に基づいて算出される。FIG. 11 is a routine for controlling the sulfate-reducing auxiliary fuel injection. The routine shown in FIG. 11 is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIG. 11, first, in step 60, it is determined whether or not the sulfate flag XSUL1 is set. The sulfate flag XSUL1 is set when the sulfate reduction auxiliary fuel injection is to be performed (XSUL1 = "1"), and is reset when the sulfate reduction auxiliary fuel injection is to be stopped (XSUL1 =
“0”). When the sulfate flag XSUL1 is reset, the routine proceeds to step 61, where the integrated value STAUM of the main fuel injection time and the integrated value S of the auxiliary fuel injection time are set.
The sum STAU with TAUS is calculated. The integrated value STAUM of the main fuel injection time and the integrated value STAUS of the auxiliary fuel injection time are calculated by a routine described later. In the following step 62, STAUM and STAUS are cleared. In the following step 63, the inflow sulfate amount QSUL is calculated based on the map shown in FIG. In the following step 64, the estimated adsorption sulfate amount SQSUL
Is calculated based on the following equation.
【0061】 SQSUL=SQSUL+QSUL・STAU・DLT ここでDLTは前回のルーチンから今回のルーチンまで
の時間間隔である。続くステップ65では推定吸着サル
フェート量SQSULが設定値SQ1よりも大きいか否
かが判別される。SQSUL>SQ1のときにはステッ
プ66に進んでサルフェートフラグXSUL1をセット
(XSUL1=“1”)した後に処理サイクルを終了す
る。これに対し、SQSUL≦SQ1のときにはサルフ
ェートフラグXSUL1をリセットに保持しつつ処理サ
イクルを終了する。SQUL = SQSUL + QSUL / STAU / DLT Here, DLT is a time interval from the previous routine to the current routine. In the following step 65, it is determined whether or not the estimated adsorption sulfate amount SQSUL is larger than the set value SQ1. If SQUL> SQ1, the routine proceeds to step 66, where the sulfate flag XSUL1 is set (XSUL1 = "1"), and the processing cycle ends. On the other hand, when SQUL ≦ SQ1, the processing cycle ends while the sulfate flag XSUL1 is held at the reset.
【0062】サルフェートフラグXSUL1がセットさ
れているときにはステップ60からステップ67に進
み、サルフェート還元用副燃料噴射時間の積算値STA
USSが設定値ST1よりも大きいか否かが判別され
る。STAUSS≦ST1のときにはサルフェート脱離
還元作用が不十分であると判断してサルフェートフラグ
XSUL1をセットに保持しつつ処理サイクルを終了す
る。これに対し、STAUSS>ST1のときにはサル
フェート放出還元作用が十分であると判断し、ステップ
68に進んでサルフェートフラグXSUL1をリセット
する。次いでステップ69に進んでサルフェート還元用
副燃料噴射時間の積算値STAUSSおよび推定吸着サ
ルフェート量SQSULをクリアした後に処理サイクル
を終了する。なお、サルフェート還元用副燃料噴射時間
の積算値STAUSSは後述するルーチンにおいて算出
される。When the sulfate flag XSUL1 is set, the process proceeds from step 60 to step 67, where the integrated value STA of the sulfate reducing auxiliary fuel injection time is set.
It is determined whether USS is greater than set value ST1. When STAUSS ≦ ST1, it is determined that the sulfate desorbing and reducing action is insufficient, and the processing cycle ends while the sulfate flag XSUL1 is kept set. On the other hand, when STAUSS> ST1, it is determined that the sulfate release / reduction action is sufficient, and the routine proceeds to step 68, where the sulfate flag XSUL1 is reset. Next, the routine proceeds to step 69, where the accumulated value STAUSS of the sulfate reduction auxiliary fuel injection time and the estimated adsorption sulfate amount SQSUL are cleared, and the processing cycle ends. It should be noted that the integrated value STAUSS of the sulfate reduction auxiliary fuel injection time is calculated in a routine described later.
【0063】図12は主燃料噴射時間TAUMを算出す
るためのルーチンである。図12に示すルーチンは予め
定められたクランク角度毎の割り込みによって実行され
る。図12を参照すると、まずステップ70では基本主
燃料噴射時間TAUMBが算出される。この基本主燃料
噴射時間TAUMBはアクセルペダルの踏み込み量DE
Pおよび機関回転数Nの関数として図13に示すマップ
の形で予めROM32内に記憶されている。続くステッ
プ71では補正係数Kが算出され、続くステップ72で
は基本主燃料噴射時間TAUMBに補正係数Kを乗算す
ることにより主燃料噴射時間TAUMが算出される。続
くステップ73では主燃料噴射時間TAUMの積算値S
TAUMが算出される。FIG. 12 is a routine for calculating the main fuel injection time TAUM. The routine shown in FIG. 12 is executed by interruption every predetermined crank angle. Referring to FIG. 12, first, at step 70, the basic main fuel injection time TAUMB is calculated. The basic main fuel injection time TAUMB is determined by the accelerator pedal depression amount DE.
It is stored in the ROM 32 in advance in the form of a map shown in FIG. 13 as a function of P and the engine speed N. In the following step 71, a correction coefficient K is calculated. In the following step 72, the main fuel injection time TAUM is calculated by multiplying the basic main fuel injection time TAUMB by the correction coefficient K. In the following step 73, the integrated value S of the main fuel injection time TAUM
TAUM is calculated.
【0064】図14および図15は副燃料噴射時間TA
USを算出するためのルーチンである。このルーチンは
予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行され
る。図14および図15を参照すると、まずステップ8
0では図11のルーチンでセットまたはリセットされる
サルフェートフラグXSUL1がセット(XSUL1=
“1”)されているか否かが判別される。サルフェート
フラグXSUL1がリセット(XSUL1=“0”)さ
れているときには次いでステップ81に進み、UTNO
X≧TCAT≧LTNOXであるか否か、すなわち触媒
温度TCATがNOX 還元最適温度範囲OTNOX内に
あるか否かが判別される。UTNOX≧TCAT≧LT
NOXのときには次いでステップ82に進み、副燃料噴
射時期CASが上述のCANOXとされる。続くステッ
プ83ではTAUNOXが図4のマップから算出され
る。続くステップ84ではこのTAUNOXが副燃料噴
射時間TAUSとされる。したがってNOX 還元用副燃
料噴射が行われる。続くステップ85では副燃料噴射時
間TAUSの積算値STAUSが算出される。FIGS. 14 and 15 show the auxiliary fuel injection time TA.
This is a routine for calculating US. This routine is executed by interruption every predetermined set time. Referring to FIG. 14 and FIG.
At 0, the sulfate flag XSUL1 set or reset in the routine of FIG. 11 is set (XSUL1 =
"1") is determined. When the sulfate flag XSUL1 is reset (XSUL1 = "0"), the routine proceeds to step 81, where UTNO
It is determined whether or not X ≧ TCAT ≧ LTNOX, that is, whether or not the catalyst temperature TCAT is within the NO X reduction optimum temperature range OTNOX. UTNOX ≧ TCAT ≧ LT
If NOx, the process proceeds to step 82, where the auxiliary fuel injection timing CAS is set to the above-described CANOX. In the following step 83, TAUNOX is calculated from the map of FIG. In the following step 84, this TAUNOX is set as the auxiliary fuel injection time TAUS. Thus the secondary fuel injection is performed for NO X reduction. In the following step 85, the integrated value STAUS of the sub fuel injection time TAUS is calculated.
【0065】これに対し、ステップ81においてUTN
OX<TCATまたはTCAT<LTNOXのとき、す
なわちTCATがNOX 還元最適温度範囲OTNOX外
のときには次いでステップ86に進み、副燃料噴射時間
TAUSが零とされる。一方、ステップ80においてサ
ルフェートフラグXSUL1がセットされているときに
は次いで87に進み、触媒温度TCATがサルフェート
還元最適温度範囲OTSULの上限しきい値UTSUL
以下であるか否かが判別される。UTSUL<TCAT
のとき、すなわちTCATがOTSUL外のときには次
いでステップ86に進み、副燃料噴射時間TAUSが零
とされる。これに対し、UTSUL≧TCATのときに
は次いでステップ88に進み、触媒温度TCATがOT
SULの下限しきい値LTSUL以上であるか否か、す
なわOTSUL内にあるか否かが判別される。TCAT
<LTSULのとき、すなわちTCATがOTSUL外
のときには次いでステップ89に進み、副燃料噴射時期
CASがCAHとされる。このCAHは触媒温度TCA
Tを速やかに上昇させるのに最適な副燃料噴射時期であ
って、例えばATDC約90°CAから約120°CA
までの範囲内に定められる。続くステップ90では図1
6のマップからTAUHが算出される。このTAUHは
触媒温度TCATを速やかに上昇させるのに最適な副燃
料噴射量を与える燃料噴射時間であって、例えば吸入空
気量Qおよび機関回転数Nの関数として図16に示され
るマップの形で予めROM32内に記憶されている。し
たがって加熱用副燃料噴射が行われる。On the other hand, in step 81, UTN
OX <When TCAT or TCAT <LTNOX, i.e. TCAT is routine goes to step 86 when the outside NO X reduction optimum temperature range OTNOX, the secondary fuel injection time TAUS is made zero. On the other hand, when the sulfate flag XSUL1 is set in step 80, the routine proceeds to 87, where the catalyst temperature TCAT is set to the upper limit threshold value UTSUL of the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL.
It is determined whether or not: UTSUL <TCAT
, Ie, when TCAT is outside OTSUL, the routine proceeds to step 86, where the auxiliary fuel injection time TAUS is set to zero. On the other hand, when UTSUL ≧ TCAT, the routine proceeds to step 88, where the catalyst temperature TCAT becomes OT
It is determined whether or not the value is equal to or more than the lower threshold value LTSUL of SUL, that is, whether or not the value is within the OTSUL. TCAT
If <LTSUL, that is, if TCAT is outside OTSUL, then the routine proceeds to step 89, where the auxiliary fuel injection timing CAS is set to CAH. This CAH is the catalyst temperature TCA
T is an optimum auxiliary fuel injection timing for rapidly increasing T, for example, from about 90 ° CA to about 120 ° CA of ATDC.
It is determined within the range up to. In the following step 90, FIG.
6, the TAUH is calculated. This TAUH is a fuel injection time that gives the optimum auxiliary fuel injection amount for rapidly raising the catalyst temperature TCAT, and is, for example, in the form of a map shown in FIG. 16 as a function of the intake air amount Q and the engine speed N. It is stored in the ROM 32 in advance. Therefore, heating auxiliary fuel injection is performed.
【0066】これに対し、ステップ88においてTCA
T≧LTSULのとき、すなわちTCATがサルフェー
ト還元最適温度範囲OTSUL内のときには次いでステ
ップ91に進み、副燃料噴射時期CASが上述のCAS
ULとされる。続くステップ92ではTAUSULが図
5のマップから算出される。続くステップ93ではこの
TAUSULが副燃料噴射時間TAUSとされる。した
がってサルフェート還元用副燃料噴射が行われる。続く
ステップ94ではサルフェート還元用副燃料噴射時間の
積算値STAUSSが算出される。On the other hand, at step 88 TCA
When T ≧ LTSUL, that is, when TCAT is within the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL, the routine proceeds to step 91, where the sub fuel injection timing CAS is set to the above CAS.
UL. In the following step 92, TAUSUL is calculated from the map of FIG. In the following step 93, this TAUSUL is set as the auxiliary fuel injection time TAUS. Therefore, sulfate reduction auxiliary fuel injection is performed. In the following step 94, the integrated value STAUSS of the sulfate reduction auxiliary fuel injection time is calculated.
【0067】次に、本発明による排気浄化方法の第3実
施態様を説明する。なお、本実施態様は温度センサおよ
び触媒温度制御装置を備えていない点で上述の実施態様
と構成を異にしており、その他の構成は同様であるので
説明を省略する。本実施態様では上述の第1実施態様と
同様に触媒温度TCATは機関運転状態に依存する。こ
の場合、機関定常運転や緩加速運転が行われたときには
排気浄化触媒17に流入する排気の温度は比較的低いの
で触媒温度TCATがサルフェート還元最適温度範囲O
TSUL内まで上昇されない。これに対し、機関急加速
運転が行われると排気浄化触媒17に流入する排気の温
度が高くなるので触媒温度TCATがサルフェート還元
最適温度範囲OTSUL内まで上昇され、一定期間だけ
OTSUL内に維持される。ただし、排気浄化触媒17
に流入する排気の温度が高くなったとしても実際にTC
ATがOTSUL内まで上昇されるのに遅れ時間を要す
る。Next, a description will be given of a third embodiment of the exhaust gas purification method according to the present invention. This embodiment is different from the above-described embodiment in that it does not include a temperature sensor and a catalyst temperature control device. In this embodiment, the catalyst temperature TCAT depends on the operating state of the engine, as in the first embodiment. In this case, since the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust purification catalyst 17 is relatively low when the engine steady operation or the slow acceleration operation is performed, the catalyst temperature TCAT is set to the sulfate reduction optimum temperature range O.
It is not raised to within TSUL. On the other hand, when the engine rapid acceleration operation is performed, the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust purification catalyst 17 increases, so that the catalyst temperature TCAT is raised to within the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL and is maintained within OTSUL for a certain period. . However, the exhaust purification catalyst 17
Even if the temperature of the exhaust gas flowing into the
A delay time is required for the AT to be raised to within OTSUL.
【0068】そこで、本実施態様では機関急加速運転が
行われたか否かを判断し、機関急加速運転が行われたと
判断されてから第1の設定期間だけ経過した直後の第2
の設定期間内において触媒温度TCATがサルフェート
最適温度範囲OTSUL内にあると判断し、このときサ
ルフェート還元用副燃料噴射を行うようにしている。一
方、機関急加速運転でないと判別されたときにおいて、
触媒温度TCATがNOX 還元最適温度範囲OTNOX
内にあると判断されるときにはNOX 還元用副燃料噴射
が行われる。すなわち、例えば吸入空気量Qが一定時間
以上、一定値よりも小さいとき、或いは機関回転数Nが
一定時間以上、一定値よりも小さいときにはTCATが
OTNOX外であると判断され、それ以外はTCATが
OTNOX内であると判断される。Therefore, in this embodiment, it is determined whether or not the engine rapid acceleration operation has been performed, and the second set immediately after the lapse of the first set period from the determination that the engine rapid acceleration operation has been performed.
It is determined that the catalyst temperature TCAT is within the sulfate optimum temperature range OTSUL within the set period of, and at this time, the sulfate reducing auxiliary fuel injection is performed. On the other hand, when it is determined that the engine is not rapidly accelerating,
The catalyst temperature TCAT is NO X reduction optimum temperature range OTNOX
Is the secondary fuel injection for NO X reduction is performed when it is determined that within. That is, for example, when the intake air amount Q is longer than a certain time and smaller than a certain value, or when the engine speed N is longer than a certain time and smaller than a certain value, it is determined that the TCAT is outside the OTNOX. It is determined that it is within OTNOX.
【0069】ところで、サルフェート還元作用は発熱反
応であるのでサルフェート還元用副燃料噴射が継続して
行われると触媒温度TCATがサルフェート最適温度範
囲OTSUL外まで上昇される恐れがある。本実施態様
では触媒温度を検出する温度センサを備えておらず、し
たがって、TCATがOTSUL外まで上昇されたとし
ても第2の設定期間内にある限りサルフェート還元用副
燃料噴射が行われうる。ところが、この場合には上述し
たようにサルフェート還元のために還元剤を有効に利用
することができない。Incidentally, since the sulfate reducing action is an exothermic reaction, if the sulfate reducing auxiliary fuel injection is continuously performed, there is a possibility that the catalyst temperature TCAT may be raised outside the sulfate optimum temperature range OTSUL. This embodiment does not include a temperature sensor for detecting the catalyst temperature, and therefore, even if TCAT is raised outside OTSUL, the secondary fuel injection for sulfate reduction can be performed as long as it is within the second set period. However, in this case, as described above, the reducing agent cannot be effectively used for sulfate reduction.
【0070】そこで本実施態様では、触媒温度TCAT
がサルフェート最適温度範囲OTSUL内にあると判断
されたときにはサルフェート還元用副燃料噴射を間欠的
に行うようにしている。その結果、TCATがOTSU
L外まで上昇されるのを阻止することができ、したがっ
てサルフェートを十分に還元することができる。次に、
図17のタイムチャートを参照しつつ図18から図20
のフローチャートを参照して本実施態様による排気浄化
方法についてさらに詳細に説明する。Therefore, in this embodiment, the catalyst temperature TCAT
Is determined to be within the sulfate optimum temperature range OTSUL, the sulfate reducing auxiliary fuel injection is intermittently performed. As a result, TCAT becomes OTSU
It can be prevented from being raised out of L, and thus sulfate can be sufficiently reduced. next,
18 to 20 with reference to the time chart of FIG.
The exhaust gas purification method according to the present embodiment will be described in further detail with reference to the flowchart of FIG.
【0071】図18はサルフェート還元用副燃料噴射の
制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定めら
れた設定時間毎の割り込みによって実行される。図18
を参照すると、まずステップ100ではサルフェートフ
ラグXSUL2がセットされているか否かが判別され
る。このサルフェートフラグXSUL2は上述の第2の
設定期間内にあるときにセットされ(XSUL2=
“1”)、第2の設定期間外のときにリセットされる
(XSUL2=“0”)。サルフェートフラグXSUL
2がリセットされているときには次いでステップ101
に進み、急加速フラグXACCがセットされているか否
かが判別される。この急加速フラグXACCは機関急加
速運転が行われたときにセットされ(XACC=
“1”)、機関急加速運転が行われていないときにリセ
ットされる(XACC=“0”)。急加速フラグXAC
Cがリセットされているときには次いでステップ102
に進み、アクセルペダルの踏み込み量DEPの変化率Δ
DEPが設定値D1(>0)よりも大きいか否か、すな
わち機関急加速運転が行われたか否かが判別される。Δ
DEP≦D1のとき、すなわち機関急加速運転が行われ
ていないときには処理サイクルを終了する。これに対
し、ΔDEP>D1のとき、すなわち機関急加速運転が
行われたときには次いでステップ103に進んで急加速
フラグXACCがセットされる。FIG. 18 shows a control routine for the secondary fuel injection for sulfate reduction. This routine is executed by interruption every predetermined set time. FIG.
First, at step 100, it is determined whether or not the sulfate flag XSUL2 is set. This sulfate flag XSUL2 is set when it is within the above-described second set period (XSUL2 =
"1"), and reset when the time is outside the second set period (XSUL2 = "0"). Sulfate flag XSUL
If 2 has been reset, then step 101
It is determined whether or not the rapid acceleration flag XACC is set. This rapid acceleration flag XACC is set when the engine rapid acceleration operation is performed (XACC =
"1"), reset when the engine rapid acceleration operation is not being performed (XACC = "0"). Rapid acceleration flag XAC
If C is reset, then step 102
And the rate of change Δ of the accelerator pedal depression amount DEP
It is determined whether or not DEP is greater than the set value D1 (> 0), that is, whether or not the engine rapid acceleration operation has been performed. Δ
When DEP ≦ D1, that is, when the engine rapid acceleration operation is not being performed, the processing cycle ends. On the other hand, when ΔDEP> D1, that is, when the engine rapid acceleration operation is performed, the routine proceeds to step 103, where the rapid acceleration flag XACC is set.
【0072】急加速フラグXACCがセットされたとき
にはステップ101からステップ104に進み、カウン
ト値CFが設定値CF1よりも大きいか否かが判別され
る。このカウント値CFは機関急加速運転が行われたと
判断されてからの経過時間を表しており、設定値CF1
は上述の第1の設定期間を表している。CF≦CF1の
とき、すなわち機関急加速運転が行われたと判断されて
から未だ第1の設定期間が経過していないときには次い
でステップ105に進み、カウント値CFが1だけイン
クリメントされる。これに対し、CF>CF1のときに
は機関急加速運転が行われたと判断されてから第1の設
定期間が経過したと判断して次いでステップ106に進
み、サルフェートフラグXSUL2がセットされる。す
なわち、第2の設定期間内にあると判断され、それによ
りTCATがOTSUL内にあると判断され、したがっ
てサルフェート還元用副燃料噴射が開始される。続くス
テップ107では急加速フラグXACCがリセットさ
れ、続くステップ108ではカウント値CFがクリアさ
れる。When the rapid acceleration flag XACC is set, the routine proceeds from step 101 to step 104, where it is determined whether or not the count value CF is larger than the set value CF1. This count value CF represents the elapsed time since it was determined that the engine rapid acceleration operation was performed, and the set value CF1
Represents the first set period described above. When CF ≦ CF1, that is, when the first set period has not yet elapsed since it was determined that the engine rapid acceleration operation was performed, the process proceeds to step 105, where the count value CF is incremented by one. On the other hand, when CF> CF1, it is determined that the first set period has elapsed since it was determined that the engine rapid acceleration operation was performed, and then the routine proceeds to step 106, where the sulfate flag XSUL2 is set. That is, it is determined that it is within the second set period, and accordingly, it is determined that TCAT is within OTSUL, and therefore, the secondary fuel injection for sulfate reduction is started. In the following step 107, the rapid acceleration flag XACC is reset, and in the following step 108, the count value CF is cleared.
【0073】サルフェートフラグXSUL2がセットさ
れたときにはステップ100からステップ109に進
み、カウント値CSが1だけインクリメントされる。続
くステップ110ではカウント値CSが設定値CS1よ
りも大きいか否かが判別される。カウント値CSは第1
の設定期間が完了してからの経過時間を表しており、設
定値CS1は上述の第2の設定期間を表している。CS
≦CS1のとき、すなわち第1の設定期間が完了してか
ら未だ第2の設定期間が経過していないときには処理サ
イクルを終了する。したがって、間欠的なサルフェート
還元用副燃料噴射が継続される。これに対し、CS>C
S1のときには第1の設定期間が完了してから第2の設
定期間が経過したと判断して次いでステップ111に進
み、サルフェートフラグXSUL2がリセットされる。
間欠的なサルフェート還元用副燃料噴射が停止される。
したがって続くステップ112ではカウント値CSがク
リアされる。When the sulfate flag XSUL2 is set, the process proceeds from step 100 to step 109, where the count value CS is incremented by one. In the following step 110, it is determined whether or not the count value CS is larger than the set value CS1. The count value CS is the first
Represents the elapsed time after the completion of the set period, and the set value CS1 represents the above-described second set period. CS
When ≤ CS1, that is, when the second setting period has not yet elapsed since the completion of the first setting period, the processing cycle ends. Therefore, the intermittent sulfate-reducing auxiliary fuel injection is continued. On the other hand, CS> C
In the case of S1, it is determined that the second set period has elapsed since the completion of the first set period, and then the routine proceeds to step 111, where the sulfate flag XSUL2 is reset.
The intermittent sulfate reduction auxiliary fuel injection is stopped.
Therefore, in the subsequent step 112, the count value CS is cleared.
【0074】すなわち、図17の時間aにおけるように
ΔDEPが設定値D1よりも大きくなると急加速フラグ
XACCがセットされ、カウント値CFのインクリメン
トが開始される。次いで図17の時間bにおけるように
カウント値CFが設定値CF1よりも大きくなると急加
速フラグXACCがリセットされ、サルフェートフラグ
XSUL2がセットされ、間欠的なサルフェート還元用
副燃料噴射が開始され、カウント値CSのインクリメン
トが開始される。次いで、図17の時間cにおけるよう
にカウント値CSが設定値CS1よりも大きくなるとサ
ルフェートフラグXSUL2がリセットされ、間欠的な
サルフェート還元用副燃料噴射が停止される。That is, when ΔDEP becomes larger than the set value D1, as shown at time a in FIG. 17, the rapid acceleration flag XACC is set, and the count value CF starts to be incremented. Next, when the count value CF becomes larger than the set value CF1 as at time b in FIG. 17, the rapid acceleration flag XACC is reset, the sulfate flag XSUL2 is set, and the intermittent sulfate reduction auxiliary fuel injection is started, and the count value The CS increment is started. Next, when the count value CS becomes larger than the set value CS1 as at time c in FIG. 17, the sulfate flag XSUL2 is reset, and the intermittent sulfate reduction auxiliary fuel injection is stopped.
【0075】図19および図20は副燃料噴射時間TA
USを算出するためのルーチンである。このルーチンは
予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行され
る。図19および図20を参照すると、まずステップ1
20では図18のルーチンでセットまたはリセットされ
るサルフェートフラグXSUL2がセット(XSUL2
=“1”)されているか否かが判別される。サルフェー
トフラグXSUL2がリセット(XSUL2=“0”)
されているときには次いでステップ121に進み、触媒
温度TCATがNOX 還元最適温度範囲OTNOX内に
あるか否かが機関運転状態に基づいて判別される。上述
したように本実施態様では、吸入空気量Qが一定時間以
上、一定値よりも小さいとき、或いは機関回転数Nが一
定時間以上、一定値よりも小さいときにはTCATがO
TNOX外であると判断され、それ以外はTCATがO
TNOX内であると判断される。TCATがOTNOX
内にあると判断されたときには次いでステップ122に
進み、副燃料噴射時期CASが上述のCANOXとされ
る。続くステップ123ではTAUNOXが図4のマッ
プから算出される。続くステップ124ではこのTAU
NOXが副燃料噴射時間TAUSとされる。これに対
し、ステップ121においてTCATがOTNOX外で
あると判断されたときには次いでステップ125に進
み、副燃料噴射時間TAUSが零とされる。したがって
副燃料噴射が停止される。FIGS. 19 and 20 show the auxiliary fuel injection time TA.
This is a routine for calculating US. This routine is executed by interruption every predetermined set time. Referring to FIG. 19 and FIG.
At 20, the sulfate flag XSUL2 set or reset in the routine of FIG. 18 is set (XSUL2
= “1”) is determined. The sulfate flag XSUL2 is reset (XSUL2 = "0")
When that is the routine goes to step 121, whether the catalyst temperature TCAT is within NO X reduction optimum temperature range OTNOX is determined based on the engine operating state. As described above, in the present embodiment, when the intake air amount Q is equal to or more than a certain time and smaller than a certain value, or when the engine speed N is equal to or more than a certain time and smaller than a certain value, TCAT is set to O.
TCAT is determined to be out of TNOX, otherwise TCAT is O
It is determined that it is within TNOX. TCAT is OTNOX
If it is determined that it is within the range, then the routine proceeds to step 122, where the auxiliary fuel injection timing CAS is set to the above-described CANOX. In the following step 123, TAUNOX is calculated from the map of FIG. In the following step 124, this TAU
NOX is set as the auxiliary fuel injection time TAUS. On the other hand, when it is determined in step 121 that TCAT is out of OTNOX, the routine proceeds to step 125, where the sub fuel injection time TAUS is set to zero. Therefore, the auxiliary fuel injection is stopped.
【0076】一方、ステップ120においてサルフェー
トフラグXSUL2がセットされているときには次いで
126に進み、停止フラグXSTPがセットされている
か否かが判別される。この停止フラグXSTPはサルフ
ェート還元用副燃料噴射を一時的に停止すべきときにセ
ットされ(XSTP=“1”)、サルフェート還元用副
燃料噴射を行うべきときにリセットされる(XSTP=
“0”)。停止フラグXSTPがリセットされていると
きには次いでステップ127に進み、サルフェート還元
用副燃料噴射の継続実行時間を表すカウント値CPFM
が設定値CPF1よりも大きいか否かが判別される。C
PFM≦CPF1のときには次いでステップ128に進
み、カウント値CPFMが1だけインクリメントされ
る。続くステップ129では副燃料噴射時期CASが上
述のCASULとされる。続くステップ130ではTA
USULが図5のマップから算出される。続くステップ
131ではこのTAUSULが副燃料噴射時間TAUS
とされる。したがってサルフェート還元用副燃料噴射が
行われる。On the other hand, when the sulfate flag XSUL2 is set in step 120, the process proceeds to 126, where it is determined whether or not the stop flag XSTP is set. The stop flag XSTP is set when the sulfate reduction auxiliary fuel injection is to be temporarily stopped (XSTP = "1"), and is reset when the sulfate reduction auxiliary fuel injection is to be performed (XSTP =
“0”). When the stop flag XSTP has been reset, the process then proceeds to step 127, where the count value CPFM representing the continuation execution time of the sulfate reduction auxiliary fuel injection
Is larger than the set value CPF1. C
When PFM ≦ CPF1, the routine proceeds to step 128, where the count value CPFM is incremented by one. In the following step 129, the auxiliary fuel injection timing CAS is set to the above CASUL. In the following step 130, TA
USUL is calculated from the map of FIG. In the following step 131, this TAUSUL is set to the sub fuel injection time TAUS
It is said. Therefore, sulfate reduction auxiliary fuel injection is performed.
【0077】これに対しステップ127においてCPF
M>CPF1のときには次いでステップ132に進み、
停止フラグXSTPがセットされる。続くステップ13
3ではカウント値CPFMがクリアされる。続くステッ
プ134ではサルフェート還元用副燃料噴射の継続停止
時間を表すカウント値CSTPが1だけインクリメント
される。続くステップ135では副燃料噴射時間TAU
Sが零とされる。したがって、サルフェート還元用副燃
料噴射が設定値CPF1で表される時間だけ行われると
一時的に停止される。On the other hand, in step 127, CPF
If M> CPF1, then the routine proceeds to step 132,
The stop flag XSTP is set. Subsequent step 13
At 3, the count value CPFM is cleared. In the following step 134, the count value CSTP representing the continuation stop time of the sulfate reduction auxiliary fuel injection is incremented by one. In the following step 135, the auxiliary fuel injection time TAU
S is set to zero. Therefore, when the sulfate-reducing auxiliary fuel injection is performed for the time represented by the set value CPF1, the fuel is temporarily stopped.
【0078】停止フラグXSTPがセットされたときに
はステップ126からステップ136に進み、カウント
値CSTPが設定値CST1よりも大きいか否かが判別
される。CSTP≦CST1のときには次いでステップ
134に進んでカウント値CSTPをインクリメントし
た後に副燃料噴射時間TAUSを零とする。これに対
し、ステップ136においてCSTP>CST1のとき
には次いでステップ137に進み、停止フラグXSTP
がリセットされる。続くステップ138ではカウント値
CSTPがクリアされる。続くステップ128ではカウ
ント値CPFMがインクリメントされ、続くステップ1
29ではCASがCASULとされ、続くステップ13
0ではTAUSULが算出され、続くステップ131で
はTAUSがTAUSULとされる。したがって、サル
フェート還元用副燃料噴射が設定値CST1で表される
時間だけ停止されると再開される。When the stop flag XSTP is set, the process proceeds from step 126 to step 136, where it is determined whether or not the count value CSTP is larger than the set value CST1. When CSTP ≦ CST1, the routine proceeds to step 134, where the count value CSTP is incremented, and then the sub fuel injection time TAUS is set to zero. On the other hand, when CSTP> CST1 in step 136, the process proceeds to step 137, where the stop flag XSTP
Is reset. In the following step 138, the count value CSTP is cleared. In the following step 128, the count value CPFM is incremented.
At 29, CAS is set to CASUL, and the following step 13
At 0, TAUSUL is calculated, and at step 131, TAUS is set to TAUSUL. Therefore, when the sulfate-reducing auxiliary fuel injection is stopped for the time represented by the set value CST1, the fuel is restarted.
【0079】次に図21を参照して本発明による排気浄
化方法の第4実施態様を説明する。図21に示すディー
ゼル機関では排気浄化触媒17は順次直列に接続された
NOX 還元触媒17aおよびサルフェート還元触媒17
bを具備する。すなわち、排気管16はNOX 還元触媒
17aを収容したケーシング18aに接続され、ケーシ
ング18aは排気管20を介してサルフェート還元触媒
17bを収容したケーシング18bに接続される。ま
た、排気管20内にはサルフェート還元触媒17bに例
えば燃料からなる還元剤を供給するための還元剤供給装
置21が取り付けられる。さらに、NOX 還元触媒17
aの排気下流端に隣接する排気管20内にはNOX 還元
触媒17aから流出した排気の温度に比例した出力電圧
を発生する温度センサ40aが取り付けられる。この排
気の温度はNOX 還元触媒17aの触媒温度(以下、N
OX 触媒温度と称する)TCATNを表している。さら
に、サルフェート還元触媒17bの排気下流端に隣接す
る排気管19内にはサルフェート還元触媒17bから流
出した排気の温度に比例した出力電圧を発生する温度セ
ンサ40bが取り付けられる。この排気の温度はサルフ
ェート還元触媒17bの触媒温度(以下、サルフェート
触媒温度と称する)TCATSを表している。これら温
度センサ40a,40bの出力電圧はそれぞれ対応する
AD変換器43を介して入力ポート36に入力される。
一方、出力ポート37は対応する駆動回路45を介して
還元剤供給装置21に接続される。なお、その他の構成
は図1に示すディーゼル機関と同様であるので説明を省
略する。Next, a fourth embodiment of the exhaust gas purification method according to the present invention will be described with reference to FIG. NO X reduction catalyst 17a and the sulfate reducing catalyst 17 in the diesel engine which is connected in series exhaust purification catalyst 17 sequentially shown in FIG. 21
b. That is, the exhaust pipe 16 is connected to a casing 18a housing the NO X reduction catalyst 17a, the casing 18a is connected to the casing 18b housing the sulfate reducing catalyst 17b via the exhaust pipe 20. Further, a reducing agent supply device 21 for supplying a reducing agent comprising, for example, a fuel to the sulfate reducing catalyst 17b is attached in the exhaust pipe 20. In addition, NO X reduction catalyst 17
The exhaust pipe 20 adjacent to the exhaust downstream end of a temperature sensor 40a is attached that generates an output voltage proportional to the temperature of the exhaust gas flowing out from the NO X reduction catalyst 17a. The temperature of this exhaust gas is the catalyst temperature of the NO x reduction catalyst 17a (hereinafter referred to as N
O X catalyst temperature referred to) represent TCATN. Further, a temperature sensor 40b for generating an output voltage proportional to the temperature of the exhaust gas flowing out of the sulfate reduction catalyst 17b is mounted in the exhaust pipe 19 adjacent to the exhaust downstream end of the sulfate reduction catalyst 17b. The temperature of the exhaust gas represents the catalyst temperature of the sulfate reduction catalyst 17b (hereinafter, referred to as sulfate catalyst temperature) TCATS. The output voltages of the temperature sensors 40a and 40b are input to the input port 36 via the corresponding AD converters 43, respectively.
On the other hand, the output port 37 is connected to the reducing agent supply device 21 via the corresponding drive circuit 45. The other configuration is the same as that of the diesel engine shown in FIG.
【0080】NOX 還元触媒17aはゼオライト、アル
ミナAl2 O3 のような多孔質担体上に担持された白金
Pt、パラジウムPd、ロジウムRh、イリジウムIr
のような貴金属、または銅Cu、鉄Fe、コバルトC
o、ニッケルNiのような遷移金属を具備する。ゼオラ
イトとして例えばZSM−5型、フェリエライト、モル
デナイトなどの高シリカ含有ゼオライトを用いることが
できる。このNOX 還元触媒17aは上述の実施態様の
排気浄化触媒17と同様に、NOX 還元最適温度範囲O
TNOXを有しており、すなわちNOX 触媒温度TCA
TNがNOX 還元最適温度範囲OTNOX内にあるとき
にNOX 還元触媒17aに還元剤が供給されると高い浄
化率でもってNOX を還元、浄化する。しかしながら、
NOX 還元触媒17aは上述の実施態様の排気浄化触媒
17のようなサルフェート吸着能を備えていない。The NO x reduction catalyst 17a is composed of platinum Pt, palladium Pd, rhodium Rh, iridium Ir supported on a porous carrier such as zeolite and alumina Al 2 O 3.
Noble metals such as, or copper Cu, iron Fe, cobalt C
o, including a transition metal such as nickel Ni. As the zeolite, for example, a zeolite containing high silica such as ZSM-5 type, ferrierite, and mordenite can be used. This NO X reduction catalyst 17a is, like the exhaust purification catalyst 17 of the above-described embodiment, an optimum NO X reduction temperature range O
It has TNOX, i.e. NO X catalyst temperature TCA
TN is reducing NO X with at the high purification rate reducing agent is supplied to the NO X reduction catalyst 17a when in the NO X reduction optimum temperature range OTNOX, purify. However,
NO X reduction catalyst 17a does not have a sulfate adsorbing ability, such as the exhaust gas purifying catalyst 17 of the above embodiments.
【0081】一方、サルフェート還元触媒17bはシリ
カSiO2 、チタニアTiO2 のような多孔質担体上に
担持された白金Pt、パラジウムPd、ロジウムRh、
イリジウムIrのような貴金属、または銅Cu、鉄F
e、コバルトCo、ニッケルNiのような遷移金属を具
備する。このサルフェート還元触媒17bは上述の実施
態様の排気浄化触媒17と同様に、サルフェート吸着能
およびサルフェート還元最適温度範囲OTSULを有し
ており、すなわちサルフェート触媒温度TCATSがサ
ルフェート還元最適温度範囲OTSUL内にあるときに
還元剤が供給されるとサルフェート還元触媒17b内の
サルフェートが高い浄化率でもって還元されてサルフェ
ート還元触媒17bに吸着されているサルフェート量が
減少されるようになっている。しかしながら、サルフェ
ート還元触媒17bは上述の実施態様の排気浄化触媒1
7のようなNOX 還元作用または酸化能を備えていな
い。なお、サルフェート還元触媒17bのサルフェート
吸着メカニズムおよびサルフェート離脱、還元メカニズ
ムは上述の実施態様の排気浄化触媒17におけるのと同
様であると考えられるので説明を省略する。On the other hand, the sulfate reduction catalyst 17b comprises platinum Pt, palladium Pd, rhodium Rh supported on a porous carrier such as silica SiO 2 and titania TiO 2 .
Noble metals such as iridium Ir, or copper Cu, iron F
e, a transition metal such as cobalt Co and nickel Ni. This sulfate reduction catalyst 17b has a sulfate adsorption capacity and a sulfate reduction optimum temperature range OTSUL similarly to the exhaust purification catalyst 17 of the above-described embodiment, that is, the sulfate catalyst temperature TCATS is within the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL. Sometimes, when the reducing agent is supplied, the sulfate in the sulfate reduction catalyst 17b is reduced at a high purification rate, and the amount of sulfate adsorbed on the sulfate reduction catalyst 17b is reduced. However, the sulfate reduction catalyst 17b is different from the exhaust purification catalyst 1 of the above-described embodiment.
It does not have the NO X reduction action or oxidizing ability, such as 7. Since the sulfate adsorption mechanism and the sulfate desorption / reduction mechanism of the sulfate reduction catalyst 17b are considered to be the same as those in the exhaust gas purification catalyst 17 of the above-described embodiment, the description will be omitted.
【0082】言い換えると、NOX 還元触媒17aは酸
化能が高くかつサルフェート吸着能が低く、サルフェー
ト還元触媒17bは酸化能が低くかつサルフェート吸着
能が高いことになる。なお、本実施態様においてNOX
還元触媒17aのNOX 還元最適温度範囲OTNOXの
下限しきい値LTNOXは約200℃であり、上限しき
い値UTNOXは約350℃である。また、サルフェー
ト還元触媒17bのサルフェート還元最適温度範囲OT
SULの下限しきい値LTNOXは約350℃であり、
上限しきい値UTNOXは約450℃であり、NOX 還
元触媒17aのNOX 還元最適温度範囲OTNOXより
も高温側に定められている。[0082] In other words, NO X reduction catalyst 17a is low is high and sulfates adsorptivity oxidizing ability, sulfate reducing catalyst 17b will be high and sulfate adsorbing ability low oxidizing ability. In this embodiment, NO X
The lower threshold value LTNOX of the optimal NO X reduction temperature range OTNOX of the reduction catalyst 17a is about 200 ° C, and the upper threshold value UTNOX is about 350 ° C. The optimum temperature range OT for sulfate reduction of the sulfate reduction catalyst 17b
The lower threshold LTNOX of SUL is about 350 ° C.
The upper threshold value UTNOX is about 450 ° C., and is set to be higher than the optimal NO X reduction temperature range OTNOX of the NO X reduction catalyst 17a.
【0083】次に本実施態様における排気浄化方法につ
いて説明する。NOX 触媒温度TCATNがNOX 還元
最適温度範囲OTNOX内にあるときには燃料噴射弁7
からNOX 還元用副燃料噴射が行われ、それによりNO
X 還元触媒17aに還元剤が供給され、TCATNがO
TNOX外のときにはNOX 還元用副燃料噴射が停止さ
れる。その結果、還元剤をNOX 還元のために有効に利
用しつつNOX 還元触媒17aにおいてNOX を良好に
還元することができる。Next, an exhaust gas purification method according to the present embodiment will be described. Fuel injection valves 7 when the NO X catalyst temperature TCATN is within NO X reduction optimum temperature range OTNOX
Is the secondary fuel injection for NO X reduction is performed from, whereby NO
The reducing agent is supplied to the X reduction catalyst 17a, and TCATN becomes O
Is the secondary fuel injection for NO X reduction is stopped when the outside TNOX. As a result, reducing agent can be favorably reduce NO X in the NO X reduction catalyst 17a effectively while utilizing for of the NO X reduction.
【0084】また、サルフェート触媒温度TCATSが
サルフェート還元最適温度範囲OTSUL内にあるとき
には還元剤供給装置21から排気管20内に還元剤(燃
料)が噴射され、それによりサルフェート還元触媒17
bに還元剤が供給され、TCATSがOTSUL外のと
きには還元剤供給装置21の還元剤噴射が停止される。
その結果、還元剤をサルフェート還元のために有効に利
用しつつサルフェート還元触媒17bにおいてサルフェ
ートを良好に還元することができる。When the sulfate catalyst temperature TCATS is within the optimum sulfate reduction temperature range OTSUL, a reducing agent (fuel) is injected from the reducing agent supply device 21 into the exhaust pipe 20, whereby the sulfate reducing catalyst 17
When the reducing agent is supplied to b and the TCATS is outside the OTSUL, the reducing agent injection of the reducing agent supply device 21 is stopped.
As a result, sulfate can be satisfactorily reduced in the sulfate reduction catalyst 17b while effectively using the reducing agent for sulfate reduction.
【0085】このように本実施態様ではNOX 還元作用
とサルフェート還元作用とが別個の触媒において行われ
るのでこれらNOX 還元作用およびサルフェート還元作
用を同時に行うことが可能となる。すなわち、NOX 還
元反応は発熱反応であるのでNOX 還元触媒17aにお
いてNOX 還元反応が生ずるとサルフェート還元触媒1
7bに流入する排気の温度はNOX 還元触媒17aに流
入する排気の温度よりも高くなる。その結果、NOX 触
媒温度TCATNがNOX 還元最適温度範囲OTNOX
内に維持され、サルフェート触媒温度TCATSがOT
NOXよりも高温側のサルフェート還元最適温度範囲O
TSUL内に維持されうる。したがって、NOX 還元作
用およびサルフェート還元作用が同時に行われることに
なる。As described above, in the present embodiment, since the NO X reducing action and the sulfate reducing action are performed by separate catalysts, it is possible to simultaneously perform the NO X reducing action and the sulfate reducing action. That, NO X when the reduction reaction NO X reduction reaction occurs in the NO X reduction catalyst 17a because it is exothermic sulfate reducing catalyst 1
Temperature of the exhaust gas flowing into 7b is higher than the temperature of the exhaust gas flowing to the NO X reduction catalyst 17a. As a result, NO X catalyst temperature TCATN is NO X reduction optimum temperature range OTNOX
And the sulfate catalyst temperature TCATS is OT
Optimum temperature range O for sulfate reduction higher than NOX
It can be maintained in TSUL. Therefore, the NO X reduction action and sulfate reducing action are performed simultaneously.
【0086】ところで、サルフェート触媒温度TCAT
Sがサルフェート還元最適温度範囲OTSUL内にある
ときにNOX 還元触媒17a上流の、例えば燃料噴射弁
7から副燃料噴射を行い、それによりサルフェート還元
触媒17bに還元剤を供給するようにすると、NOX 還
元触媒17aが高い酸化能を有しているために、副燃料
噴射による還元剤がNOX 還元触媒17aにおいてほぼ
完全に酸化されてしまい、斯くしてサルフェート還元触
媒17bに到達しない恐れがある。そこで本実施態様で
は、NOX 還元触媒17aとサルフェート還元触媒17
b間の排気管20内に還元剤供給装置21を配置し、こ
の還元剤供給装置21からサルフェート還元触媒17b
に還元剤を供給するようにしている。Incidentally, the sulfate catalyst temperature TCAT
S is of the NO X reduction catalyst 17a upstream when in the sulfate reducing optimum temperature range OTSUL, for example from the fuel injection valve 7 performs a secondary fuel injection, if thereby to supply the reducing agent to the sulfate reducing catalyst 17b, NO Since the X reduction catalyst 17a has a high oxidizing ability, the reducing agent due to the auxiliary fuel injection is almost completely oxidized in the NO X reduction catalyst 17a, and thus may not reach the sulfate reduction catalyst 17b. . Therefore, in the present embodiment, NO X reduction catalyst 17a and the sulfate reducing catalyst 17
b, a reducing agent supply device 21 is disposed in the exhaust pipe 20, and the reducing agent supply device 21
Is supplied with a reducing agent.
【0087】図22は本実施態様における還元剤供給作
用の制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定
められた設定時間毎の割り込みによって実行される。図
22を参照すると、まずステップ130ではNOX 触媒
温度TCATNがNOX 還元触媒17aのNOX 還元最
適温度範囲OTNOXの上限しきい値UTNOX以下で
ありかつ下限しきい値LTNOX以上であるか否か、す
なわちOTNOX内にあるか否かが判別される。UTN
OX≧TCATN≧LTNOXのとき、すなわちTCA
TNがOTNOX内のときには次いでステップ131に
進み、燃料噴射弁7からNOX 還元用副燃料噴射が実行
される。この場合の副燃料噴射時期および副燃料噴射時
間は上述の実施態様と同様に求められる。次いでステッ
プ133に進む。これに対し、ステップ130において
UTNOX<TCATNまたはTCATN<LTNOX
のとき、すなわちTCATNがOTNOX外のときには
次いでステップ132に進み、NOX 還元用副燃料噴射
が停止される。次いでステップ133に進む。FIG. 22 shows a control routine of the reducing agent supply operation in this embodiment. This routine is executed by interruption every predetermined set time. Referring to FIG. 22, whether or not first step 130 the NO X catalyst temperature TCATN is not more than the upper threshold UTNOX of the NO X reduction optimum temperature range OTNOX of the NO X reduction catalyst 17a and the lower threshold LTNOX more That is, it is determined whether or not it is within OTNOX. UTN
When OX ≧ TCATN ≧ LTNOX, that is, TCA
TN proceeds to then step 131 when in OTNOX, for NO X reduction from the fuel injection valve 7 secondary fuel injection is performed. The auxiliary fuel injection timing and the auxiliary fuel injection time in this case are obtained in the same manner as in the above-described embodiment. Next, the routine proceeds to step 133. On the other hand, in step 130, UTNOX <TCATN or TCATN <LTNOX
When, namely TCATN proceeds to then step 132 when outside OTNOX, the secondary fuel injection for NO X reduction is stopped. Next, the routine proceeds to step 133.
【0088】ステップ133ではサルフェート触媒温度
TCATSがサルフェート還元触媒17bのサルフェー
ト還元最適温度範囲OTSULの上限しきい値UTSU
L以下でありかつ下限しきい値LTSUL以上であるか
否か、すなわちOTSUL内にあるか否かが判別され
る。UTSUL≧TCATS≧LTSULのとき、すな
わちTCATSがサルフェート還元最適温度範囲OTS
UL内のときには次いでステップ134に進み、還元剤
供給装置21の還元剤供給作用が実行される。この場
合、上述の実施態様におけるサルフェート還元用副燃料
噴射時間に相当する還元剤量が供給される。これに対
し、ステップ133においてUTSUL<TCATSま
たはTCATS<LTSULのとき、すなわちTCAT
SがOTSUL外のときには次いでステップ135に進
み、還元剤供給装置21の還元剤供給作用が停止され
る。At step 133, the sulfate catalyst temperature TCATT is set to the upper limit threshold value UTSU of the sulfate reduction optimum temperature range OTSUL of the sulfate reduction catalyst 17b.
It is determined whether the value is equal to or less than L and equal to or more than the lower limit threshold value LTSUL, that is, whether the value is within the OTSUL. When UTSUL ≧ TCATS ≧ LTSUL, that is, TCATS is in the sulfate reduction optimum temperature range OTS
When it is within the UL, the routine then proceeds to step 134, where the reducing agent supply operation of the reducing agent supply device 21 is executed. In this case, the reducing agent amount corresponding to the sulfate reducing auxiliary fuel injection time in the above embodiment is supplied. On the other hand, when UTSUL <TCATs or TCATs <LTSUL in step 133, that is, TCAT
When S is outside the OTSUL, the process proceeds to step 135, where the reducing agent supply operation of the reducing agent supply device 21 is stopped.
【0089】なお、ケーシング18b内にパティキュレ
ートフィルタを収容し、このパティキュレートフィルタ
上に上述のサルフェート還元触媒17bを担持するよう
にしてもよい。パティキュレートフィルタにより捕集さ
れるパティキュレートはサルフェートを吸着しやすいこ
とが知られており、したがってパティキュレートフィル
タとサルフェート還元触媒17bとを組み合わせること
により排気管19内に排出されるサルフェート量をさら
に低減することができる。The particulate filter may be accommodated in the casing 18b, and the above-mentioned sulfate reduction catalyst 17b may be carried on the particulate filter. It is known that the particulate matter collected by the particulate filter easily adsorbs sulfate. Therefore, the amount of sulfate discharged into the exhaust pipe 19 is further reduced by combining the particulate filter with the sulfate reduction catalyst 17b. can do.
【0090】[0090]
【発明の効果】触媒温度がサルフェート還元最適温度範
囲内にあると判断されたときに酸化触媒に還元剤が供給
されるので還元剤がサルフェートと活発に反応し、した
がってサルフェートを良好に還元することができ、斯く
して酸化触媒から排出されるサルフェート量を良好に低
減することができる。The reducing agent is supplied to the oxidation catalyst when it is determined that the catalyst temperature is within the optimum sulfate reduction temperature range, so that the reducing agent actively reacts with the sulfate, and therefore, the sulfate can be reduced well. Thus, the amount of sulfate discharged from the oxidation catalyst can be favorably reduced.
【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】(A)触媒温度と、排気浄化触媒のNOX 浄化
率との関係を示す線図、(B)触媒温度と、還元剤濃度
比RREDおよびサルフェート濃度比RSULとの関係
を示す線図である。2A is a graph showing a relationship between a catalyst temperature and a NO X purification rate of an exhaust purification catalyst, and FIG. 2B is a graph showing a relationship between a catalyst temperature and a reducing agent concentration ratio RRED and a sulfate concentration ratio RSUL. FIG.
【図3】(A)排気浄化触媒のサルフェート吸着作用を
説明する概略図、(B)排気浄化触媒のサルフェート離
脱、還元作用を説明する概略図である。3A is a schematic diagram illustrating a sulfate adsorption action of an exhaust purification catalyst, and FIG. 3B is a schematic view illustrating a sulfate desorption and reduction action of an exhaust purification catalyst.
【図4】(A)NOX 還元用副燃料噴射時間TAUNO
Xを示す線図、(B)サルフェート還元用副燃料噴射時
間TAUSULを示す線図である。[4] (A) NO X reduction for the secondary fuel injection time TAUNO
It is a diagram showing X, (B) is a diagram showing sulfate reduction auxiliary fuel injection time TAUSUL.
【図5】(A)通常運転時における吸気絞り弁の開度を
示す線図、(B)サルフェート還元用副燃料噴射が行わ
れるときの吸気絞り弁の開度を示す線図である。5A is a diagram showing the opening of the intake throttle valve during normal operation, and FIG. 5B is a diagram showing the opening of the intake throttle valve when sulfate-reducing auxiliary fuel injection is performed.
【図6】副燃料噴射時間を算出するためのフローチャー
トである。FIG. 6 is a flowchart for calculating an auxiliary fuel injection time.
【図7】副燃料噴射時間を算出するためのフローチャー
トである。FIG. 7 is a flowchart for calculating an auxiliary fuel injection time.
【図8】吸気絞り弁の開度を算出するためのフローチャ
ートである。FIG. 8 is a flowchart for calculating an opening degree of an intake throttle valve.
【図9】単位時間単位燃料噴射量当たりに排気浄化触媒
に流入するサルフェート量を示す線図である。FIG. 9 is a graph showing the amount of sulfate flowing into the exhaust purification catalyst per unit time unit fuel injection amount.
【図10】第2実施態様による排気浄化方法を説明する
タイムチャートである。FIG. 10 is a time chart illustrating an exhaust gas purification method according to a second embodiment.
【図11】第2実施態様においてサルフェート還元用副
燃料噴射を制御するためのフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for controlling sulfate reduction auxiliary fuel injection in the second embodiment.
【図12】主燃料噴射時間を算出するためのフローチャ
ートである。FIG. 12 is a flowchart for calculating a main fuel injection time.
【図13】主基本燃料噴射時間を示す線図である。FIG. 13 is a diagram showing a main basic fuel injection time.
【図14】第2実施態様において副燃料噴射時間を算出
するためのフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart for calculating an auxiliary fuel injection time in a second embodiment.
【図15】第2実施態様において副燃料噴射時間を算出
するためのフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart for calculating an auxiliary fuel injection time in a second embodiment.
【図16】加熱用副燃料噴射時間を示す線図である。FIG. 16 is a diagram showing a heating auxiliary fuel injection time.
【図17】第3実施態様による排気浄化方法を説明する
タイムチャートである。FIG. 17 is a time chart illustrating an exhaust gas purification method according to a third embodiment.
【図18】第3実施態様においてサルフェート還元用副
燃料噴射を制御するためのフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart for controlling the sulfate-reducing secondary fuel injection in the third embodiment.
【図19】第3実施態様において副燃料噴射時間を算出
するためのフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart for calculating an auxiliary fuel injection time in a third embodiment.
【図20】第3実施態様において副燃料噴射時間を算出
するためのフローチャートである。FIG. 20 is a flowchart for calculating an auxiliary fuel injection time in a third embodiment.
【図21】第4実施態様による内燃機関の全体図であ
る。FIG. 21 is an overall view of an internal combustion engine according to a fourth embodiment.
【図22】第4実施態様において還元剤供給作用を制御
するためのフローチャートである。FIG. 22 is a flowchart for controlling a reducing agent supply operation in a fourth embodiment.
2…燃焼室 7…燃料噴射弁 15…排気マニホルド 17…排気浄化触媒 40…温度センサ 2: Combustion chamber 7: Fuel injection valve 15: Exhaust manifold 17: Exhaust purification catalyst 40: Temperature sensor
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 45/00 360 B01D 53/36 D ZAB 101Z (56)参考文献 特開 平9−32619(JP,A) 特開 平9−287436(JP,A) 国際公開97/41336(WO,A1) 国際公開98/12423(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/24 B01D 53/86 B01D 53/94 F02D 45/00 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02D 45/00 360 B01D 53/36 D ZAB 101Z (56) References JP-A-9-32619 (JP, A) JP-A-9-287436 ( JP, A) WO 97/41336 (WO, A1) WO 98/12423 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F01N 3/08-3/24 B01D 53 / 86 B01D 53/94 F02D 45/00
Claims (10)
酸化触媒が常時、酸化雰囲気に維持されている内燃機関
の排気浄化装置において、酸化触媒を白金を含む酸化触
媒であって、流入する排気中のサルフェートを吸着作用
でもって保持し、触媒温度が酸化触媒のサルフェート還
元最適温度範囲内にあるときに還元剤が供給されると吸
着されているサルフェートの量が減少しかつ該サルフェ
ートが還元されるようになっている酸化触媒から形成
し、酸化触媒に還元剤を供給することができる還元剤供
給手段と、触媒温度が酸化触媒のサルフェート還元最適
温度範囲内にあるか否かを判断する触媒温度判断手段と
を具備し、触媒温度がサルフェート還元最適温度範囲内
にあると判断されたときに、酸化触媒に吸着されている
サルフェートの量を減少させかつ該サルフェートを還元
するために還元剤供給手段から酸化触媒に還元剤を一時
的に供給するようにした内燃機関の排気浄化装置。[Claim 1] Place oxidation catalyst in the engine exhaust passage, the
In an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine in which the oxidation catalyst is constantly maintained in an oxidizing atmosphere , the oxidation catalyst is an oxidation catalyst containing platinum, and has an action of adsorbing sulfate in inflowing exhaust gas.
The catalyst temperature is adjusted to the sulfate return of the oxidation catalyst.
If the reducing agent is supplied while the temperature is within the
The amount of sulfate being worn is reduced and the sulfate
The reducing agent is formed from an oxidation catalyst that is designed to reduce the amount of the reducing agent.
And feeding means, and the catalyst temperature comprises a <br/> the catalyst temperature determining means for determining whether in the sulfate reducing the optimum temperature range of the oxidation catalyst, the catalyst temperature is within sulfate reducing optimum temperature range determined When it is adsorbed on the oxidation catalyst
Reduce the amount of sulfate and reduce the sulfate
Temporarily reducing agent into the oxidation catalyst from a reducing agent supply means to
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine that is supplied in a continuous manner .
適温度範囲内にあるときに酸化触媒に還元剤を供給して
酸化触媒内のNOX を還元するようになっており、前記
サルフェート還元最適温度範囲の上限しきい値を該NO
X 還元最適温度範囲の上限しきい値よりも高く定め、か
つサルフェート還元最適温度範囲の下限しきい値をNO
X 還元最適温度範囲の下限しきい値よりも高く定めた請
求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。2. A are adapted to the catalyst temperature is reduced to NO X in the oxidation catalyst by supplying reducing agent to the oxidation catalyst when in the NO X reduction optimum temperature range of the oxidation catalyst, the sulfate reduction The upper threshold of the optimum temperature range is
X is set higher than the upper limit threshold value of the optimum temperature range for reduction, and the lower limit threshold value of the optimum temperature range for sulfate reduction is NO.
2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas purifying apparatus is set higher than a lower limit threshold value of the X reduction optimum temperature range.
噴射弁を具備し、該燃料噴射弁から機関膨張行程または
排気行程に副燃料噴射を行うことにより前記酸化触媒に
還元剤としての燃料を供給するようにし、サルフェート
を還元するために副燃料噴射を行うべきときにはNOX
を還元するために副燃料噴射を行うべきときに比べて副
燃料噴射時期を遅くするようにした請求項2に記載の内
燃機関の排気浄化装置。3. A fuel injection valve for directly injecting fuel into an engine combustion chamber, and a fuel as a reducing agent is supplied to the oxidation catalyst by performing auxiliary fuel injection from the fuel injection valve during an engine expansion stroke or an exhaust stroke. NO X when sub-fuel injection should be performed to reduce sulfate
3. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the auxiliary fuel injection timing is delayed as compared with when the auxiliary fuel injection is to be performed to reduce the fuel consumption.
前記酸化触媒に供給すべきときにはNOX を還元するた
めに還元剤を酸化触媒に供給すべきときに比べて酸化触
媒に流入する排気中の還元剤濃度を高くするようにした
請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。4. When a reducing agent to reduce the sulfate to be supplied to the oxidation catalyst in the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst as compared to when to supply the reducing agent to the oxidation catalyst to reduce the NO X 3. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the reducing agent concentration is increased.
前記酸化触媒に供給すべきときにおいて、酸化触媒から
流出する排気中の還元剤濃度が予め定められた許容値を
越えないように、酸化触媒に流入する排気中の還元剤濃
度を定めた請求項4に記載の内燃機関の排気浄化装置。5. When the reducing agent is to be supplied to the oxidation catalyst in order to reduce the sulfate, the concentration of the reducing agent in the exhaust gas flowing out of the oxidation catalyst does not exceed a predetermined allowable value. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein a concentration of the reducing agent in the exhaust gas flowing into the exhaust gas is determined.
前記酸化触媒に供給すべきときには酸化触媒に還元剤を
間欠的に供給するようにした請求項1に記載の内燃機関
の排気浄化装置。6. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a reducing agent is intermittently supplied to the oxidation catalyst when a reducing agent is to be supplied to the oxidation catalyst in order to reduce sulfate.
する急加速判断手段を具備し、前記触媒温度判断手段
は、機関急加速運転が行われたと判断されてから第1の
設定期間だけ経過した直後の第2の設定期間内において
触媒温度が前記サルフェート還元最適温度範囲内にある
と判断する請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。7. A rapid acceleration judging means for judging whether or not the engine rapid acceleration operation has been performed, wherein the catalyst temperature judging means has a first set period after it is judged that the engine rapid acceleration operation has been performed. 2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein it is determined that the catalyst temperature is within the optimum sulfate reduction temperature range within a second set period immediately after the elapse of the predetermined time.
度範囲内に制御可能な触媒温度制御手段を具備した請求
項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。8. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising catalyst temperature control means capable of controlling a catalyst temperature within the optimum sulfate reduction temperature range.
ルフェート量を求めて吸着サルフェート量が予め定めら
れた許容吸着量よりも多くかつ触媒温度がサルフェート
還元最適温度範囲内にあるときに酸化触媒に還元剤を供
給するようにした請求項1に記載の内燃機関の排気浄化
装置。Oxidation catalyst when 9. Many and catalyst temperature than the allowable adsorption amount of amount adsorbed sulfates predetermined seeking adsorbed sulfate amount of the oxidation catalyst based on the institution operating condition is in the sulfate reducing optimum temperature range The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a reducing agent is supplied to the exhaust gas.
直列に配置されたNOX 還元触媒とサルフェート還元触
媒とを具備し、該NOX 還元触媒は酸化能が高くかつサ
ルフェート吸着能が低く、該サルフェート還元触媒は酸
化能が低くかつサルフェート吸着能が高くなっており、
サルフェート還元触媒の温度がサルフェート還元触媒の
サルフェート還元最適温度範囲内にあるときに還元剤が
供給されるとサルフェート還元触媒内のサルフェートが
還元されてサルフェート還元触媒に吸着されているサル
フェート量が減少するようになっており、前記触媒温度
判断手段はサルフェート還元触媒の温度がサルフェート
還元触媒のサルフェート還元最適温度範囲内にあるか否
かを判断し、サルフェート還元触媒の温度がサルフェー
ト還元触媒のサルフェート還元最適温度範囲内にある判
断されたときにサルフェート還元触媒に還元剤を供給す
るようにした請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装
置。10. A and a said oxidation catalyst arranged in sequential series in the engine exhaust passage an NO X reduction catalyst and sulfate reducing catalyst, the NO X reduction catalyst is low is high and sulfates adsorptivity oxidizing ability, The sulfate reduction catalyst has low oxidizing ability and high sulfate adsorbing ability,
If the reducing agent is supplied when the temperature of the sulfate reduction catalyst is within the optimum temperature range for sulfate reduction of the sulfate reduction catalyst, the sulfate in the sulfate reduction catalyst is reduced, and the amount of sulfate adsorbed on the sulfate reduction catalyst decreases. The catalyst temperature determination means determines whether the temperature of the sulfate reduction catalyst is within the optimum temperature range for sulfate reduction of the sulfate reduction catalyst, and determines whether the temperature of the sulfate reduction catalyst is optimal for the sulfate reduction of the sulfate reduction catalyst. 2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a reducing agent is supplied to the sulfate reduction catalyst when it is determined that the temperature falls within the temperature range.
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JP28990797 | 1997-10-22 | ||
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JP6398402B2 (en) * | 2014-07-11 | 2018-10-03 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust purification system |
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