JP3846353B2

JP3846353B2 - Exhaust gas purification device

Info

Publication number: JP3846353B2
Application number: JP2002113490A
Authority: JP
Inventors: 好一郎中谷; 信也広田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2022-04-16
Also published as: JP2003307124A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気ガスを浄化する技術に関し、特に、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する手段を有する排気ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等に搭載される筒内噴射型の内燃機関、例えばディーゼル機関では、排気ガス中に含まれる煤等の排気微粒子を除去すると共に窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去することが要求されており、このような要求に対し、ＮＯｘ吸蔵剤が担持されたパティキュレートフィルタを内燃機関の排気ガス通路に配置するようにした装置及び方法が提案されている。
【０００３】
このように用いられるＮＯｘ吸蔵剤は、排気ガスの空燃比がリーンの時にはＮＯｘを吸蔵し、排気ガス中の空燃比が小さくなり、且つ排気ガス中にＨＣやＣＯ等の還元剤が存在していれば吸蔵したＮＯｘを還元浄化する作用（ＮＯｘの吸収放出及び還元作用またはＮＯｘの吸着及び還元作用）を有する。この作用を利用して、排気ガスの空燃比がリーンの時に排気ガス中のＮＯｘをＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵させ、一定期間使用してＮＯｘ吸蔵剤の吸蔵効率が低下した時または低下する前にＮＯｘ吸蔵剤の上流側で還元剤（燃料）を添加する等して、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵したＮＯｘを放出させると共に還元浄化するようにしている。ここで、上述のようなＮＯｘ吸蔵剤からのＮＯｘの放出は、通常、ＮＯｘ吸蔵剤の温度が所定温度（例えば２５０℃程度）以上の場合に行われるため、上記の還元剤の添加にはＮＯｘ吸蔵剤を昇温する目的もある。
【０００４】
なお、本明細書において「吸蔵」という語は「吸収」及び「吸着」の両方の意味を含むものとして用いる。したがって、「ＮＯｘ吸蔵剤」は、「ＮＯｘ吸収剤」と「ＮＯｘ吸着剤」の両方を含み、前者はＮＯｘを硝酸塩等の形で蓄積し、後者はＮＯ₂等の形で吸着する。また、硫黄分等に関するＮＯｘ吸蔵剤からの「放出」という語についても、「吸収」に対応する「放出」の他、「吸着」に対応する「脱離」の意味も含むものとして用いる。
ところで、内燃機関の燃料には硫黄（Ｓ）成分が含まれている場合があり、この場合には排気ガス中に硫黄酸化物（ＳＯｘ）が含まれることとなる。排気ガス中にＳＯｘが存在するとＮＯｘ吸蔵剤はＮＯｘの吸蔵作用を行うのと全く同じメカニズムで排気ガス中のＳＯｘの吸蔵を行う。
【０００５】
ところが、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されたＳＯｘは比較的安定であり、一般にＮＯｘ吸蔵剤に蓄積されやすい傾向がある。ＮＯｘ吸蔵剤のＳＯｘ蓄積量が増大すると、ＮＯｘ吸蔵剤のＮＯｘ吸蔵容量が減少して排気ガス中のＮＯｘの除去を十分に行うことができなくなるため、ＮＯｘの浄化効率が低下するいわゆる硫黄被毒（Ｓ被毒）の問題が生じる。特に、燃料として比較的硫黄成分を多く含む軽油を使用するディーゼルエンジンにおいてはこの硫黄被毒の問題が生じやすい。
【０００６】
一方、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されたＳＯｘについても、ＮＯｘと同じメカニズムで放出することが可能であることが知られている。しかし、ＳＯｘは比較的安定した形でＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されるため、通常のＮＯｘの放出が行われる温度（例えば２５０℃程度以上）ではＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されたＳＯｘを放出させることは困難である。このため、硫黄被毒を解消するためには、ＮＯｘ吸蔵剤を通常のＮＯｘの放出及び還元浄化時より高い温度、すなわち硫黄分放出温度（例えば６００℃以上）に昇温すると共に流通する排気ガスの空燃比をほぼ理論空燃比またはリッチ（以下、単に「リッチ」と言う）にして硫黄分の放出を行わせる硫黄被毒再生制御を定期的に行う必要がある。そしてこのような硫黄被毒再生制御の方法としては、ＮＯｘ吸蔵剤の上流において還元剤を添加し、ＮＯｘ吸蔵剤を昇温すると共にＮＯｘ吸蔵剤においてほぼ理論空燃比またはリッチ雰囲気（以下、単に「リッチ雰囲気」と言う）を作り出す方法が公知である。
【０００７】
以上のように、上記のようなＮＯｘ吸蔵剤を利用した排気ガス浄化装置及び方法においては、そのＮＯｘ吸蔵剤を浄化（ＮＯｘの放出還元、硫黄被毒再生等）するためにＮＯｘ吸蔵剤の上流側で還元剤の添加が行われることがある。そして、このような還元剤の添加が行われる際に、排気ガス通路に設けられた流量制御手段である弁等を制御することによって、すなわち弁の位置（開度）を調整すること等によってＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量が低減される場合がある。これは、ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を低減することによって浄化のため（例えば、排気ガスの空燃比をリッチにするため等）に必要な還元剤の添加量を低減し、燃費及びエミッションの悪化を抑制するために行われるものであるが、更にこの時、弁の位置は、ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量が添加した還元剤をＮＯｘ吸蔵剤全体に行き渡らせる最適な流量となるように調整されて固定され、ＮＯｘ吸蔵剤を比較的温度差無く昇温するようにされる。
【０００８】
しかしながら、実際には、上記のような場合においては、機関の運転状態が変化して排出される総排気ガス量が変化した場合は勿論、たとえ機関の運転状態に変化が無く排出される総排気ガス量が一定の場合であってもＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量が変化してしまい、上記の最適な流量を保持することは困難である。これはＮＯｘ吸蔵剤の温度が上昇するにつれてそれを流通する排気ガスの温度も上昇するため、排気ガスが熱膨張すると共にその粘性が上昇し、結果としてその流量が低下するからである。この結果、実際にＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量は上記の最適な流量よりも少なくなってしまい、添加した還元剤をＮＯｘ吸蔵剤全体に行き渡らせることができず、ＮＯｘ吸蔵剤に比較的大きな温度差が生じてしまう恐れがある。ＮＯｘ吸蔵剤に温度差が生じると、ある部分については所定温度（すなわち、ＮＯｘ放出温度または硫黄分放出温度）に達するが別の部分ではその所定温度に達しないという状況が生じ、ＮＯｘ吸蔵剤全体として十分な浄化が行えないという問題が生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、流量制御手段によってＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を制御すると共にＮＯｘ吸蔵剤の上流側において還元剤の添加を行うことによってＮＯｘ吸蔵剤を浄化する排気ガス浄化装置であって、ＮＯｘ吸蔵剤全体について十分な浄化を行うことができる排気ガス浄化装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された排気ガス浄化装置を提供する。
１番目の発明は、流通する排気ガスの空燃比がリーンの時にＮＯｘを吸蔵し流通する排気ガスの空燃比が小さくなり、且つ還元剤が存在していれば吸蔵したＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ吸蔵剤が内燃機関から排出される排気ガスの通る排気ガス通路に配置されている排気ガス浄化装置において、ＮＯｘ吸蔵剤を浄化すべき時に浄化を行う対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を、排気ガスが上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を通って流れる第１の経路の流量と、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤をバイパスして流れる第２の経路の流量の割合を調整して制御する流量制御手段と、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の上流側において還元剤を添加する還元剤添加手段とを備えていて、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を浄化すべき時に上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の全体を予め定めた温度以上とするために上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を制御して還元剤の添加を行う際には、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量が内燃機関から排出される排気ガス量にかかわらず予め定めた目標流量となるように上記流量制御手段が上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の温度に応じて調整され、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の温度が上昇する時には、上記流量制御手段は、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の上流側と下流側との圧力差が上昇するように調整される、排気ガス浄化装置を提供する。
２番目の発明は、流通する排気ガスの空燃比がリーンの時にＮＯｘを吸蔵し流通する排気ガスの空燃比が小さくなり、且つ還元剤が存在していれば吸蔵したＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ吸蔵剤が内燃機関から排出される排気ガスの通る排気ガス通路に配置されている排気ガス浄化装置において、ＮＯｘ吸蔵剤を浄化すべき時に浄化を行う対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を、排気ガスが上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を通って流れる第１の経路の流量と、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤をバイパスして流れる第２の経路の流量の割合を調整して制御する流量制御手段と、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の上流側において還元剤を添加する還元剤添加手段とを備えていて、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を浄化すべき時に上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の全体を予め定めた温度以上とするために上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を制御して還元剤の添加を行う際には、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量が内燃機関から排出される排気ガス量にかかわらず予め定めた目標流量となるように上記流量制御手段が上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の温度に応じて調整される、排気ガス浄化装置であって、上記流量制御手段は、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の上流側と下流側との圧力差が上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の温度に応じて定められる目標圧力差となるように調整され、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の温度が上昇する時には、上記流量制御手段は、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の上流側と下流側との圧力差が上昇するように調整される、排気ガス浄化装置を提供する。
【００１１】
一般に、ＮＯｘ吸蔵剤を浄化するためにその温度を上昇させると、それにつれて流通する排気ガスの温度も上昇するため、排気ガスが熱膨張すると共にその粘性が上昇し、結果として排気ガス通路に配置されているＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量が低下する。
１番目及び２番目の発明によれば、ＮＯｘ吸蔵剤を浄化するために還元剤の添加を行ってＮＯｘ吸蔵剤を昇温させる際、浄化を行う対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量が内燃機関から排出される排気ガス量にかかわらず予め定めた目標流量（すなわち、添加された還元剤が対象ＮＯｘ吸蔵剤全体に行き渡る最適流量）になるように、流量制御手段が上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の温度を考慮しつつ調整される。この結果、対象ＮＯｘ吸蔵剤全体を比較的温度差無く予め定めた温度以上にすることができるので、対象ＮＯｘ吸蔵剤全体について十分な浄化を行うことができる。
【００１２】
また、１番目及び２番目の発明によれば、流量制御手段の比較的簡単な制御によって、浄化を行う対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を内燃機関から排出される排気ガス量にかかわらず、より正確に予め定めた目標流量とすることができる。
【００１３】
３番目の発明は、流通する排気ガスの空燃比がリーンの時にＮＯｘを吸蔵し流通する排気ガスの空燃比が小さくなり、且つ還元剤が存在していれば吸蔵したＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ吸蔵剤が内燃機関から排出される排気ガスの通る排気ガス通路に配置されている排気ガス浄化装置において、ＮＯｘ吸蔵剤を浄化すべき時に浄化を行う対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を、排気ガスが上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を通って流れる第１の経路の流量と、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤をバイパスして流れる第２の経路の流量の割合を調整して制御する流量制御手段と、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の上流側において還元剤を添加する還元剤添加手段とを備えていて、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を浄化すべき時に上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の全体を予め定めた温度以上とするために上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を制御して還元剤の添加を行う際には、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量が内燃機関から排出される排気ガス量にかかわらず予め定めた目標流量となるように上記流量制御手段が上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の温度に応じて調整され、上記流量制御手段は、上記第１の経路と上記第２の経路に分かれる直前の部分における排気ガスの圧力が上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の温度に応じて定められる目標圧力となるように調整される、排気ガス浄化装置を提供する。
４番目の発明は、３番目の発明において、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の温度が上昇する時には、上記流量制御手段は、上記第１の経路と上記第２の経路に分かれる直前の部分における排気ガスの圧力が上昇するように調整される。
５番目の発明は流通する排気ガスの空燃比がリーンの時にＮＯｘを吸蔵し流通する排気ガスの空燃比が小さくなり、且つ還元剤が存在していれば吸蔵したＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ吸蔵剤が内燃機関から排出される排気ガスの通る排気ガス通路に配置されている排気ガス浄化装置において、ＮＯｘ吸蔵剤を浄化すべき時に浄化を行う対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を、排気ガスが上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を通って流れる第１の経路の流量と、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤をバイパスして流れる第２の経路の流量の割合を調整して制御する流量制御手段と、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の上流側において還元剤を添加する還元剤添加手段とを備えていて、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を浄化すべき時に上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の全体を予め定めた温度以上とするために上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を制御して還元剤の添加を行う際には、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量が内燃機関から排出される排気ガス量にかかわらず予め定めた目標流量となるように上記流量制御手段が上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の温度に応じて調整され、上記対象ＮＯｘ吸蔵剤の温度が上昇する時には、上記流量制御手段は、上記第１の経路と上記第２の経路に分かれる直前の部分における排気ガスの圧力が上昇するように調整される、排気ガス浄化装置を提供する。
３、４及び５番目の発明によっても、流量制御手段の比較的簡単な制御によって、浄化を行う対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を内燃機関から排出される排気ガス量にかかわらず予め定めた目標流量とすることができ、１番目及び２番目の発明とほぼ同様の作用及び効果が得られる。
【００１４】
６番目の発明は、１番目から５番目の何れかの発明において、ＮＯｘ吸蔵剤が、排気ガス中の排気微粒子を除去する手段に担持されて上記排気ガス通路に配置されている。
これによって、ＮＯｘと同時に排気ガス中の排気微粒子をも除去することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明はＮＯｘ吸蔵剤であるＮＯｘ吸収剤とＮＯｘ吸着剤のどちらを用いても実施可能であるが、以下ではＮＯｘ吸収剤を用いた場合について説明する。
図１は本発明をディーゼルエンジンへ適用した場合を示している。図１において、２は機関（エンジン）本体、４は吸気通路、６は排気ガス通路をそれぞれ示す。排気ガス通路６には排気ガス浄化装置１０が設けられるが、この部分に設置される排気ガス浄化装置１０については後に三つの異なる構成の排気ガス浄化装置２０、３０、４０を挙げて詳細に説明する。
【００１７】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）８は、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、入出力ポートを双方向バスで接続した公知の形式のディジタルコンピュータからなり、機関本体２と信号をやり取りして燃料噴射量制御等の機関の基本制御を行う他、以下で述べるように本発明の各実施形態においては、排気ガス浄化装置の各構成要素とも信号のやり取りを行い、排気ガス浄化装置のＮＯｘ吸収剤（以下、単に「吸収剤」と言う）を浄化するための制御（例えば、硫黄被毒再生制御）についての制御も行う。
【００１８】
図２は、図１に示されている排気ガス浄化装置１０の部分に設置されて排気ガス通路６の一部を構成する、排気ガス浄化装置２０の構成を模式的に示した説明図であり、排気ガス浄化装置２０の内部の排気ガスの流れが示されている。
図２に示すように、排気ガス浄化装置２０は、排気ガス中の排気微粒子を除去する手段であるパティキュレートフィルタ（以下、単に「フィルタ」と言う）１４を備えた基幹通路１６と、フィルタ１４の上流側において基幹通路１６から分岐しフィルタ１４の下流側で基幹通路１６に合流するバイパス通路１８とを備えている。フィルタ１４には、後述するように吸収剤１２が担持されている。
【００１９】
基幹通路１６とバイパス通路１８とのフィルタ１４の下流側の合流部分には、基幹通路１６とバイパス通路１８のそれぞれを流れる排気ガスの流量の割合を調整するための調整部２２が設けられている。調整部２２は、調整弁２４と、それを駆動する駆動部２６とを備えている。調整弁２４は駆動部２６により、バイパス通路１８を流れる排気ガスの流量がゼロとなる第１の位置（図２中、実線で表示）と基幹通路１６を流れる排気ガスの流量がゼロとなる第２の位置（図２中、点線で表示）との間で駆動されて位置（開度）が調整され、基幹通路１６とバイパス通路１８のそれぞれを流れる排気ガスの流量の割合を調整するが、通常時は第１の位置に位置されて、排気ガスの全量が基幹通路１６を流れ、フィルタ１４を通過するようにされる。
【００２０】
また、基幹通路１６のフィルタ１４の上流側には、後述する吸収剤１２の硫黄被毒再生の際等に使用する還元剤を基幹通路１６内に添加するための還元剤添加部が設けられている。還元剤添加部は、還元剤噴射ノズル３２と還元剤供給ポンプ（図示無し）とを備えている。還元剤供給ポンプから供給された還元剤は、還元剤噴射ノズル３２によって基幹通路１６内に、ＥＣＵ８の制御によって制御段階（後述する昇温制御及びリッチ化制御）等に応じて適切なやり方で添加される。なお、排気ガス浄化装置２０を含め本明細書で説明する排気ガス浄化装置３０、４０においては、貯蔵、補給等の際の煩雑さを避けるためディーゼルエンジン２の燃料である軽油を還元剤として使用している。
【００２１】
調整部２２と還元剤添加部とは、ＥＣＵ８によって制御される。具体的には、ＥＣＵ８は、調整部２２の駆動部２６に接続されており、駆動部２６を制御することにより、調整弁２４の位置調整動作を制御する。また、ＥＣＵ８は、還元剤添加部の還元剤噴射ノズル３２に接続されており、還元剤噴射ノズル３２を制御することにより、還元剤噴射ノズル３２の還元剤添加動作を制御する。
また、本排気ガス浄化装置２０においては、吸収剤１２が担持されたフィルタ１４に吸収剤１２の温度を測定する温度センサ３４が設けられている。この温度センサ３４はＥＣＵ８に接続されていて、測定結果はＥＣＵ８に与えられる。
【００２２】
なお、本排気ガス浄化装置２０においては、温度センサ３４が、吸収剤１２が担持されたフィルタ１４に直接設けられたが、温度センサを吸収剤１２が担持されたフィルタ１４の下流に設置し、排気ガスの温度を測定することで吸収剤１２の温度を推定する等、その他の手段によって吸収剤１２の温度を求めるようにしてもよい。
更に、本排気ガス浄化装置２０においては、吸収剤１２が担持されたフィルタ１４の上流側と下流側との圧力差を検出する差圧センサ３３が設けられている。この差圧センサ３３もＥＣＵ８に接続されていて、測定結果はＥＣＵ８に与えられる。
【００２３】
図３にフィルタ１４の拡大断面図を示す。図３を参照すると、フィルタ１４は多孔質セラミックから成り、排気ガスは矢印で示されるように図中左から右に向かって流れる。フィルタ１４内には、上流側に栓３６が施された第１通路３８と下流側に栓４２が施された第２通路４４とが交互に配置されハニカム状をなしている。排気ガスが図中左から右に向かって流れると、排気ガスは第２通路４４から多孔質セラミックの隔壁を通過して第１通路３８に流入し、下流側に流れる。この時、排気ガス中の排気微粒子（パティキュレート）は多孔質セラミックによって捕集されて排気ガス中から除去され、排気微粒子の大気への放出が防止される。
【００２４】
第１通路３８及び第２通路４４の隔壁の表面及び内部の細孔内には吸収剤１２が担持されている。吸収剤１２は、例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とから成る。吸収剤１２は流通する排気ガス（以下「吸収剤流通排気ガス」と言う）の空燃比がリーンの時にはＮＯｘを吸収し、吸収剤流通排気ガスの空燃比が小さくなり、且つ還元剤が存在していれば吸収したＮＯｘを放出して還元浄化する作用（ＮＯｘの吸収放出及び還元浄化作用）を有する。
【００２５】
図１に示した構成ではディーゼルエンジンが使用されているため、通常時の排気ガス空燃比はリーンであり吸収剤１２は排気ガス中のＮＯｘの吸収を行う。また、還元剤添加部からフィルタ１４の上流側の排気ガス通路に還元剤が添加され、吸収剤１２が昇温されると共に吸収剤流通排気ガスの空燃比が小さくなり、且つ還元剤が存在する状態になると、吸収剤１２は吸収したＮＯｘを放出すると共に放出したＮＯｘを還元浄化する。
この吸収放出及び還元浄化作用の詳細なメカニズムについては明らかでない部分もあるが、この吸収放出及び還元浄化作用は図４に示すようなメカニズムで行われているものと考えられる。次にこのメカニズムについて白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
【００２６】
すなわち、吸収剤流通排気ガスの空燃比がかなりリーンになると吸収剤流通排気ガス中の酸素濃度が大幅に増大し、図４（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ₂がＯ₂ ^-またはＯ^2-の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、吸収剤流通排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ₂ ^-またはＯ^2-と反応し、ＮＯ₂となる（２ＮＯ＋Ｏ₂→２ＮＯ₂）。次いで生成されたＮＯ₂の一部は白金Ｐｔ上で更に酸化されつつ吸収剤１２内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図４（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮＯ₃ ^-の形で吸収剤１２内に拡散する。このようにしてＮＯｘが吸収剤１２内に吸収される。
【００２７】
吸収剤流通排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔの表面でＮＯ₂が生成され、吸収剤１２のＮＯｘ吸収能力が飽和しない限りＮＯ₂が吸収剤１２内に吸収されて硝酸イオンＮＯ₃ ^-が生成される。これに対して吸収剤流通排気ガス中の酸素濃度が低下してＮＯ₂の生成量が低下すると反応が逆方向（ＮＯ₃ ^-→ＮＯ₂）に進み、斯くして吸収剤１２内の硝酸イオンＮＯ₃ ^-がＮＯ₂の形で吸収剤から放出される。すなわち、吸収剤流通排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収剤１２からＮＯｘが放出されることになる。吸収剤流通排気ガスのリーンの度合いが低くなれば吸収剤流通排気ガス中の酸素濃度が低下し、したがって吸収剤流通排気ガスのリーンの度合いを低くすれば吸収剤１２からＮＯｘが放出されることになる。
【００２８】
一方、この時吸収剤流通排気ガスの空燃比を小さくすると、ＨＣ、ＣＯは白金Ｐｔ上の酸素Ｏ₂ ^-またはＯ^2-と反応して酸化せしめられる。また、吸収剤流通排気ガスの空燃比を小さくすると吸収剤流通排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤１２からＮＯ₂が放出され、このＮＯ₂は図４（Ｂ）に示されるように未燃ＨＣ、ＣＯと反応して還元浄化せしめられる。このようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ₂が存在しなくなると吸収剤１２から次から次へとＮＯ₂が放出される。したがって吸収剤流通排気ガスの空燃比を小さくし、且つ還元剤が存在する状態にすると短時間のうちに吸収剤１２からＮＯｘが放出されて還元浄化されることになる。
【００２９】
なお、ここでいう排気ガスの空燃比とは吸収剤１２上流側の排気ガス通路６と機関燃焼室または吸気通路に供給された空気と燃料との比率をいうものとする。したがって排気ガス通路６に空気や還元剤が供給されていない時には排気ガスの空燃比は機関の運転空燃比（機関燃焼室内の燃焼空燃比）に等しくなる。また、本発明に使用する還元剤としては、排気ガス中で炭化水素や一酸化炭素等の還元成分を発生するものであれば良く、水素、一酸化炭素等の気体、プロパン、プロピレン、ブタン等の液体または気体の炭化水素、ガソリン、軽油、灯油等の液体燃料等が使用できるが、上述のように排気ガス浄化装置２０を含め本明細書で説明する排気ガス浄化装置３０、４０においては、貯蔵、補給等の際の煩雑さを避けるためディーゼルエンジン２の燃料である軽油を還元剤として使用している。
【００３０】
次に吸収剤１２の硫黄被毒のメカニズムについて説明する。排気ガス中にＳＯｘ成分が含まれていると、吸収剤１２は上述のＮＯｘの吸収と同じメカニズムで排気ガス中のＳＯｘを吸収する。すなわち、排気ガスの空燃比がリーンの時、排気ガス中のＳＯｘ（例えばＳＯ₂）は白金Ｐｔ上で酸化されてＳＯ₃ ^-、ＳＯ₄ ^-となり、酸化バリウムＢａＯと結合してＢａＳＯ₄を形成する。ＢａＳＯ₄は比較的安定であり、また、結晶が粗大化しやすいため一旦生成されると分解放出されにくい。このため、吸収剤１２中のＢａＳＯ₄の生成量が増大するとＮＯｘの吸収に関与できるＢａＯの量が減少してしまいＮＯｘの吸収能力が低下してしまう。
【００３１】
この硫黄被毒を解消して吸収剤１２を硫黄被毒再生するためには、吸収剤１２中に生成されたＢａＳＯ₄を高温で分解するとともに、これにより生成されるＳＯ₃ ^-、ＳＯ₄ ^-等の硫酸イオンをリッチ雰囲気下で還元し、気体状のＳＯ₂に転換して吸収剤１２から放出させる必要がある。したがって硫黄被毒再生を行うためには、吸収剤１２を高温且つリッチ雰囲気の状態にすることが必要とされる。
そして、そのための方法としては還元剤添加部によりフィルタ１４の上流側の排気ガス通路に還元剤を添加し、還元剤の反応によって吸収剤１２を昇温すると共にリッチ雰囲気を作り出す方法がある。
【００３２】
吸収剤１２を担持したフィルタ１４の上流側の排気ガス通路に還元剤を添加するという上述したような方法によってＮＯｘの放出還元や硫黄被毒再生等、吸収剤１２の浄化を行う場合、本排気ガス浄化装置２０のように吸収剤１２を流通する排気ガスの流量を制御できる構成の排気ガス浄化装置においては、吸収剤１２を流通する排気ガスの流量を低減することが行われている。すなわち、本排気ガス浄化装置２０のような構成の場合では、上記のような還元剤の添加が行われる際に、調整弁２４の位置が所定位置に調整されて吸収剤１２を流通する排気ガスの流量が低減される。ここでの調整弁２４の所定位置への調整は、吸収剤流通排気ガス流量を低減することによって燃費及びエミッションの悪化を抑制すると共に、吸収剤流通排気ガス流量を、添加還元剤がＮＯｘ吸蔵剤全体に行き渡るようにする最適な流量に調整することによって吸収剤１２を比較的温度差無く昇温するために行われるものである。
【００３３】
しかしながら、実際には、上記のような場合においては、機関の運転状態が変化して排出される総排気ガス量が変化した場合は勿論、たとえ機関の運転状態に変化が無く排出される総排気ガス量が一定の場合であっても、吸収剤１２を流通する排気ガスの流量は変化してしまう。すなわち、吸収剤１２の昇温に伴ってそれを流通する排気ガスが昇温され、熱膨張及び粘性の上昇が生じるために調整弁２４が上記所定位置に固定されていても吸収剤流通排気ガス流量は上記の最適な流量よりも少なくなってしまうのである。この結果、添加された還元剤を吸収剤１２全体に行き渡らせることができず、吸収剤１２に比較的大きな温度差が生じ、吸収剤１２全体として十分な浄化が行えないという問題が生じる。
【００３４】
本発明は、上記のような問題を解決するためのものであり、次に、その具体的な方法に関し、排気ガス浄化装置２０を用いた場合について図５を参照しつつ説明する。なお、ここでは吸収剤１２を浄化する場合の一例として、浄化時に吸収剤１２を比較的高い温度である硫黄分放出温度ＴＳ以上にする必要があるために上記の問題が生じ易い、硫黄分の放出を行う場合、すなわち硫黄被毒再生を行う場合について説明する。
【００３５】
図５は吸収剤１２の硫黄被毒再生制御の制御ルーチンを示すフローチャートであって、この制御ルーチンは後述する排気ガス浄化装置４０の制御と共通であり、排気ガス浄化装置３０の制御とも共通する部分を有しているので、これらにおける硫黄被毒再生制御の説明にも用いるものである。図５に示された硫黄被毒再生制御には後述するように昇温制御とリッチ化制御とが含まれる。本ルーチンはＥＣＵ８により一定時間毎の割込みによって実施される。
【００３６】
図５を参照すると、まず、ステップ１００で吸収剤１２の硫黄被毒再生制御（以下、単に「再生制御」と言う）の実施条件が成立したか否かが判定される。再生制御実施条件は、例えば吸収剤１２に吸収されたＳＯｘ量、すなわち吸収ＳＯｘ量が一定量以上になること等であるが、この場合、吸収ＳＯｘ量を直接求めることは困難であるので機関から排出されるＳＯｘ量、すなわち車両走行距離に基づいて吸収ＳＯｘ量を推定する。つまり、前回再生制御を実施した時点からの走行距離が予め定められた設定値よりも大きくなった時に再生制御実施条件が成立したと判定する。
【００３７】
ステップ１００において再生制御実施条件が成立していないと判定された場合には本制御ルーチンは終了し、再生制御実施条件が成立していると判定された場合にはステップ１０２に進む。ステップ１０２では吸収剤１２の温度ＴＦが推定される。ここでの温度ＴＦは、温度センサ３４により測定された温度であり、この温度ＴＦを吸収剤１２の代表温度とする。
なお、本排気ガス浄化装置２０の構成においては吸収剤１２が担持されたフィルタ１４に温度センサ３４を設けて吸収剤１２の温度ＴＦを測定しているが、上述したように温度センサを吸収剤１２が担持されたフィルタ１４の下流に設置し、排気ガスの温度を測定することで吸収剤１２の温度を推定する等、その他の手段によって吸収剤１２の代表温度ＴＦを求めるようにしてもよい。
【００３８】
ステップ１０２において吸収剤１２の温度ＴＦが求められると、続くステップ１０４において、予め定めた温度である硫黄分放出温度ＴＳと比較される。
ステップ１０４における比較の結果、温度ＴＦが硫黄分放出温度ＴＳ以上であると判定された場合には、ステップ１１２へ進み、リッチ化制御に入る。一方、温度ＴＦが硫黄分放出温度ＴＳ未満であると判定された場合には、ステップ１０６へ進み、昇温制御に入る。
ステップ１０６からステップ１１０まで続く昇温制御においては、吸収剤１２全体を比較的温度差無く硫黄分放出温度ＴＳ以上にするために、吸収剤流通排気ガス流量の制御と還元剤の添加が行われる。
【００３９】
吸収剤１２を比較的温度差無く昇温するためには、添加される還元剤を吸収剤１２の上流側部分から下流側部分までの全体に行き渡らせる必要があるが、還元剤の添加方法が定まっている場合には、その添加方法に対して添加還元剤を吸収剤１２全体に行き渡らせる最適な吸収剤流通排気ガス流量（以下、「最適流量」と言う）Ｑｏが存在する。すなわち、その還元剤の添加方法に対して吸収剤流通排気ガス流量が少なすぎる場合には吸収剤１２のうちの上流側部分で添加された還元剤が消費されてしまい、逆に多すぎる場合には添加された還元剤の殆どが反応する前に吸収剤１２を通過してしまう恐れがある。したがって、この最適流量Ｑｏを実験等によって求め、吸収剤１２を流通する排気ガスの流量をこの最適流量Ｑｏに保持するようにして還元剤の添加を行うことが好ましいのであるが、上述したように、一度調整弁２４の位置を調整して吸収剤流通排気ガス流量を最適流量Ｑｏに制御しても、機関運転状態の変化並びに吸収剤１２の温度上昇に伴って実際の吸収剤流通排気ガス流量は変化してしまう。
【００４０】
ステップ１０６及びステップ１０８における制御は、このような問題を解消し、吸収剤流通排気ガス流量を最適流量Ｑｏに保持するためのものである。
この目的のためにステップ１０６において、まず、調整弁２４の目標位置（開度）パラメータが決定される。本排気ガス浄化装置２０において、目標位置パラメータは、吸収剤１２が担持されたフィルタ１４の上流側と下流側との圧力差Ｐｄで表される。この圧力差Ｐｄは吸収剤１２を流通する排気ガスの流量と吸収剤１２の温度ＴＦとの関数であり、概略的に言えば、吸収剤１２を流通する排気ガスの流量が多くなればなるほど、そして吸収剤１２の温度ＴＦが高くなればなるほど大きくなる。そこで、これらの関係を予め実験等によって求め、ＥＣＵ８のＲＯＭに記憶させておけば、吸収剤１２の温度ＴＦを求めることによって、その時に吸収剤１２を流通する排気ガスの流量を上記最適流量（すなわち、目標流量）Ｑｏとした場合の圧力差（すなわち、目標圧力差）Ｐｄｏを求めることができる。ステップ１０６においては、ステップ１０２において推定された吸収剤１２の温度ＴＦを用いて、吸収剤流通排気ガス流量が上記最適流量Ｑｏとなる場合の圧力差Ｐｄである目標圧力差Ｐｄｏが求められ、その値が調整弁２４の目標位置パラメータとされる。
【００４１】
続くステップ１０８においては、ＥＣＵ８によってステップ１０６で決定された目標位置パラメータを用いた調整弁２４の制御が行われる。すなわち、差圧センサ３３で検出される圧力差Ｐｄが上記目標位置パラメータである目標圧力差Ｐｄｏと一致するように調整弁２４の位置が調整される。これにより、吸収剤１２の温度ＴＦを考慮した調整弁２４の制御が行われることになり、吸収剤１２を流通する排気ガスの流量を上記最適流量Ｑｏに保持することができる。
【００４２】
次いでステップ１１０において、還元剤噴射ノズル３２によって上記最適流量Ｑｏに対応する所定の添加方法によって還元剤の添加が行われ、吸収剤１２全体について比較的温度差の無い昇温が図られる。
ステップ１１０までの制御が終了すると、ステップ１０２へ戻って再び吸収剤１２の温度ＴＦの推定が行われ、そこから制御が繰り返される。そしてステップ１０４において、再度温度ＴＦが硫黄分放出温度ＴＳ未満であると判定された場合には、再びステップ１０６へ進み、今回のステップ１０２で推定された吸収剤１２の温度ＴＦに応じた目標位置パラメータが決定される。この場合、通常、前回よりも温度ＴＦが上昇しているので、決定される目標位置パラメータである目標圧力差Ｐｄｏも前回より大きくなる。そしてその目標位置パラメータを用いたステップ１０８における調整弁２４の制御では、仮に吸収剤１２の温度ＴＦが前回と同じであれば流通排気ガス流量が増加するように調整弁２４の位置が調整される（すなわち、機関から排出される総排気ガス量が一定であったとすると、調整弁２４の位置がより第１の位置側に調整される。）
【００４３】
図６は、機関から排出される総排気ガス量が一定の場合において上記のような吸収剤１２の温度ＴＦが上昇する場合に吸収剤流通排気ガス流量を上記最適流量Ｑｏに保持するようにする制御を行った場合の吸収剤流通排気ガス流量、調整弁２４の位置及び吸収剤温度ＴＦの経時変化の一例を示したものである。図６中、調整弁２４の位置を表す（開側）及び（閉側）はそれぞれ第１の位置側及び第２の位置側を意味している。また、吸収剤流通排気ガス流量と調整弁位置を示している部分には、調整弁位置を変更しなかった場合についての経時変化が点線で示されている。この図に示されたように、調整弁２４の位置を固定している場合には吸収剤１２の温度ＴＦの上昇に伴って吸収剤流通排気ガス流量は低下してしまうが、上述したように吸収剤１２の温度ＴＦに応じて調整弁２４の位置を調整することによって吸収剤流通排気ガス流量を一定に、すなわち上記最適流量Ｑｏに保持することができる。
【００４４】
次に、ステップ１０４において吸収剤１２の温度ＴＦが硫黄分放出温度ＴＳ以上であると判定された場合について説明する。この場合にはステップ１１２へ進み、リッチ化制御に入る。このリッチ化制御については、吸収剤１２がリッチ雰囲気に置かれる状態さえ作り出せれば、特にその方法に制限はなく、例えば以下のような弁制御による排気ガス流量制御と還元剤添加とが行われる。
【００４５】
すなわち、リッチ化制御に入ると、まず調整弁２４の位置が調整され、還元剤添加方法との関係で、吸収剤１２を過昇温させることなく硫黄分放出温度ＴＳ以上に維持し且つ吸収剤流通排気ガスの空燃比をリッチにできるように、吸収剤流通排気ガスの流量が制御される。この場合、通常は調整弁２４が駆動部２６により第２の位置側へ作動されて吸収剤１２を流通する排気ガスの流量が低減される。これにより、吸収剤流通排気ガスの空燃比をリッチにするために添加される還元剤の量を低減し燃費悪化を抑制すると共に、エミッションの悪化を抑制することができる。あるいは、最後のステップ１０８における弁制御において調整された位置に調整弁２４を保持してもよい。
【００４６】
次いで、還元剤添加部の還元剤噴射ノズル３２によって吸収剤流通排気ガスの空燃比が小さくなるように、すなわち少なくとも還元剤の添加が行われた時には吸収剤流通排気ガスの空燃比がリッチになるように還元剤の添加が行われる。これにより、吸収剤流通排気ガスの空燃比が小さくなった時には、吸収剤１２からＳＯｘ（硫黄分）の放出がなされる。
【００４７】
このようなリッチ化制御が実施されると、ステップ１１４に進み再生制御の完了条件が成立したか否かが判定される。再生制御の完了条件は、種々の方法で設定可能であり、例えばリッチ化制御の実施継続時間を基準として判定するようにすることができる。すなわち、ステップ１１２のリッチ化制御を開始した時点からの経過時間が予め定められた設定値よりも大きくなった時に再生制御完了条件が成立したと判定する。その他、吸収剤１２の下流側において放出される硫黄分を測定し、その値が設定値以下となった場合に再生制御完了条件が成立したと判定するようにしてもよい。
【００４８】
ステップ１１４において、再生制御完了条件が成立していると判定された場合には本制御ルーチンは終了し、完了条件が成立していないと判定された場合には、ステップ１０２に進んで上述したような再生制御が継続される。この時、ステップ１０４において吸収剤１２の温度ＴＦが硫黄分放出温度ＴＳ未満であると判定された場合には、ステップ１０６からの制御が実施され、再度、吸収剤１２の昇温が図られる。
【００４９】
以上のように、この方法によれば、硫黄被毒再生を行うために還元剤の添加を行って吸収剤１２を昇温させる際、吸収剤１２を流通する排気ガスの流量を添加還元剤が吸収剤１２全体に行き渡る最適流量（すなわち、目標流量）Ｑｏに保持することが可能になる。そしてその結果、吸収剤１２全体を比較的温度差無く硫黄分放出温度ＴＳ以上にすることができるので、吸収剤１２の全体に渡って十分な硫黄被毒再生が実施可能となる。
【００５０】
なお、上述の説明においては、吸収剤１２の昇温の当初から吸収剤流通排気ガス流量を上記最適流量Ｑｏにして、すなわち吸収剤流通排気ガス流量を一定にして昇温制御を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、硫黄分放出温度ＴＳに近づくまでは他の流量及び他の還元剤添加方法によって迅速に昇温を行い、硫黄分放出温度ＴＳに近づいてから上述したような吸収剤流通排気ガス流量を上記最適流量Ｑｏとする昇温を行って吸収剤１２に生じている温度差を解消しつつその全体を硫黄分放出温度ＴＳ以上とするようにしてもよい。このことは後述する他の構成の排気ガス浄化装置３０、４０についても同様である。
【００５１】
また、上述の説明においては、ステップ１０６において決定される調整弁２４の目標位置パラメータとして吸収剤１２が担持されたフィルタ１４の上流側と下流側との圧力差Ｐｄで表される値Ｐｄｏを用いて吸収剤流通排気ガス流量を上記最適流量Ｑｏに保持したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、基幹通路１６とバイパス通路１８との分岐点の上流側における圧力Ｐｂで表される値Ｐｂｏを目標位置パラメータとして用いてもよい。この場合には、後述するように差圧センサ３３の代わりに圧力Ｐｂを検出する圧力センサ３５（図２に点線で図示）が必要となる。
【００５２】
上述の圧力差Ｐｄの場合と同様に、この圧力Ｐｂについても吸収剤１２を流通する排気ガスの流量と吸収剤１２の温度ＴＦとに関して一定の相関関係があるので、これらの関係を予め実験等によって求め、ＥＣＵ８のＲＯＭに記憶させておけば、吸収剤１２の温度ＴＦを求めることによって、その時に吸収剤１２を流通する排気ガスの流量を上記最適流量（すなわち、目標流量）Ｑｏとした場合の圧力（すなわち、目標圧力）Ｐｂｏを求めることができる。したがって、ステップ１０２において推定された吸収剤１２の温度ＴＦを用いることによって目標位置パラメータとなる目標圧力Ｐｂｏが求められる（ステップ１０６）。
【００５３】
そして、図２に点線で示したように基幹通路１６とバイパス通路１８の分岐点の上流側における圧力Ｐｂを求める圧力センサ３５を設けておき、圧力センサ３５で検出される圧力Ｐｂが上記目標位置パラメータである目標圧力Ｐｂｏと一致するように調整弁２４の位置を調整することによって、吸収剤１２を流通する排気ガスの流量を上記最適流量Ｑｏに保持することができる（ステップ１０８）。なお、この場合においても、一般に、吸収剤１２の温度上昇に伴って目標位置パラメータである目標圧力Ｐｂｏは増加する。そして仮に機関から排出される総排気ガス量が一定であったとすると調整弁２４の位置はより第１の位置側へ調整される。
【００５４】
更に、このように吸収剤流通排気ガス流量を上記最適流量Ｑｏに保持することは、差圧センサ３３や圧力センサ３５を用いずにも行うことができる。この場合、ステップ１０６で決定される目標位置パラメータは調整弁２４の位置そのものとなる。
この場合の目標位置パラメータの決定は、以下のようにして実施される。すなわち、機関から排出される総排気ガス流量は、機関負荷Ｑ／Ｎ（吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）が高くなればなるほど多くなり、機関回転数Ｎが高くなればなるほど多くなる。そこで、総排気ガス流量を機関負荷Ｑ／Ｎ及び機関回転数Ｎの関数として予め実験により求め、これをＥＣＵ８のＲＯＭに記憶させておけば、機関負荷Ｑ／Ｎ及び機関回転数Ｎで定まる各機関運転状態での総排気ガス流量は求めることができる。そして各機関運転状態における総排気ガス流量の場合に、吸収剤１２が各温度ＴＦである場合において調整弁２４が各位置の時に吸収剤１２を流通する排気ガス流量については実験または計算により求めることができる。
【００５５】
したがって、これら機関負荷Ｑ／Ｎ及び機関回転数Ｎの関数としての総排気ガス流量と、総排気ガス流量、吸収剤温度ＴＦ及び調整弁２４の位置の関数としての吸収剤流通排気ガス流量とが求められるので、これらの関係をＥＣＵ８のＲＯＭに記憶させておくことによって、各機関運転状態、各吸収剤温度ＴＦに応じて、吸収剤流通排気ガス流量を上記最適流量Ｑｏとする調整弁２４の位置を決定することができる。
【００５６】
すなわち、その時の機関負荷Ｑ／Ｎ並びに機関回転数Ｎと、ステップ１０２において推定された吸収剤１２の温度ＴＦとを用いることによって目標位置パラメータである調整弁２４の位置が決定される（ステップ１０６）。そしてこの位置に駆動部２６によって調整弁２４の位置を調整することによって、吸収剤１２を流通する排気ガスの流量を上記最適流量Ｑｏに保持することができる（ステップ１０８）。
【００５７】
次に別の構成の排気ガス浄化装置３０について説明する。図７は、排気ガス浄化装置３０の構成を模式的に示した説明図であり、内部の排気ガスの流れが示されている。
この排気ガス浄化装置３０は、上述の排気ガス浄化装置２０と同様に、図１に示された場合において排気ガス浄化装置１０の部分に設置されて排気ガス通路６の一部を構成する。図７に示すように、排気ガス浄化装置３０は、機関本体２へ通じる上流側の基幹通路４６と、分岐した後に合流する二つの分岐通路４８、５２と、下流側の基幹通路５４とを備えている。
【００５８】
第１及び第２の分岐通路４８、５２には、それぞれ、吸収剤１２が担持されたフィルタ、すなわち第１及び第２のフィルタ５６、５８が配置されている。これらの吸収剤１２が担持されたフィルタ５６、５８の構成は、上述の排気ガス浄化装置２０において用いられたフィルタ１４と同じである。なお、以下の説明においては、第１及び第２のフィルタ５６、５８の各々に担持されている吸収剤１２を区別するために、それぞれ第１及び第２の吸収剤１２ａ、１２ｂと称することとする。
【００５９】
各フィルタ５６、５８の下流側の二つの分岐通路４８、５２の合流部分には、両分岐通路４８、５２を流れる排気ガスの流量割合を制御するための調整部６２が設けられている。調整部６２は、調整弁６４と、それを駆動する駆動部６６とを備えている。調整弁６４は駆動部６６により、第１の分岐通路４８を流れる排気ガスの流量が微量（例えば、１／９の排気ガス流量）となる第１の位置と第２の分岐通路５２を流れる排気ガスの流量が同様に微量となる第２の位置との間で駆動され、各分岐通路４８、５２を流れる排気ガスの流量を調整するが、通常時は第１の位置と第２の位置との中間位置である図７に図示されたような第３の位置に位置され、第１の分岐通路４８を流れる排気ガスの流量と第２の分岐通路５２を流れる排気ガスの流量とがほぼ同じになるようにされている。
【００６０】
また、各分岐通路４８、５２の各フィルタ５６、５８の上流側には、後述する吸収剤の再生制御の際等に使用する還元剤を各分岐通路４８、５２内に添加するための還元剤添加部が設けられている。還元剤添加部は、二つの還元剤噴射ノズル６８、７２と一つの還元剤供給ポンプ（図示無し）とを備えている。還元剤供給ポンプから供給された還元剤は、第１の還元剤噴射ノズル６８によって第１の分岐通路４８内に、また、第２の還元剤噴射ノズル７２によって第２の分岐通路５２内に、それぞれＥＣＵ８の制御によって制御段階等に応じて適切なやり方で添加される。なお、還元剤としては上述したように、ディーゼルエンジン２の燃料である軽油を使用している。
【００６１】
調整部６２と還元剤添加部とは、ＥＣＵ８によって制御される。具体的には、ＥＣＵ８は、調整部６２の駆動部６６に接続されており、駆動部６６を制御することにより、調整弁６４の位置（開度）調整動作を制御する。また、ＥＣＵ８は、還元剤添加部の各還元剤噴射ノズル６８、７２に接続されており、各還元剤噴射ノズル６８、７２を制御することにより、各還元剤噴射ノズル６８、７２の還元剤添加動作を制御する。
また、本排気ガス浄化装置３０においては、各吸収剤１２ａ、１２ｂが担持された第１及び第２のフィルタ５６、５８に各フィルタ５６、５８上の吸収剤１２ａ、１２ｂの温度を測定する第１及び第２の温度センサ７４、７６が設けられている。これらの温度センサ７４、７６はＥＣＵ８に接続されていて、測定結果はＥＣＵ８に与えられる。
【００６２】
なお、本排気ガス浄化装置３０においても温度センサ７４、７６が、吸収剤１２ａ、１２ｂが担持された各フィルタ５６、５８に直接設けられたが、排気ガス浄化装置２０の場合と同様に、温度センサを吸収剤１２ａ、１２ｂが担持された各フィルタ５６、５８の下流に設置し、排気ガスの温度を測定することで各吸収剤１２ａ、１２ｂの温度を推定する等、その他の手段によって吸収剤１２ａ、１２ｂの温度を求めるようにしてもよい。
更に、本排気ガス浄化装置３０においては、吸収剤１２ａ、１２ｂが担持されたフィルタ５６、５８のそれぞれについて、その上流側と下流側との圧力差を検出するための第１及び第２の差圧センサ７３、７５が設けられている。これらの差圧センサ７３、７５もＥＣＵ８に接続されていて、測定結果はＥＣＵ８に与えられる。
【００６３】
次に本排気ガス浄化装置３０で実施される再生制御について説明する。本排気ガス浄化装置３０における吸収剤１２ａ、１２ｂの再生制御の実質的部分の制御ルーチンは、図５に示された排気ガス浄化装置２０の場合とほぼ同様である。しかしながら、本排気ガス浄化装置３０においては再生制御を必要とする吸収剤が２ヶ所にあるので、両方の吸収剤１２ａ、１２ｂの硫黄被毒再生を実施するためには図５に示された再生制御の制御ルーチンを２回行う必要がある。
【００６４】
すなわち、図５の制御ルーチンで示される硫黄被毒再生方法を実施する場合には、硫黄被毒再生を行う対象吸収剤を流通する排気ガスの流量を最適流量Ｑｏに保持する必要があるが、本排気ガス浄化装置３０の構成においては、流通する排気ガスの流量を所望する通りに制御できるのは一方の吸収剤１２ａまたは１２ｂについてのみである。したがって、この方法による硫黄被毒再生は一方の吸収剤１２ａまたは１２ｂずつを対象として行われることとなり、排気ガス浄化装置３０において両方の吸収剤１２ａ、１２ｂの硫黄被毒再生を完了するためには、図５に示された再生制御の制御ルーチンを２回行う必要がある。図８は、本排気ガス浄化装置３０における再生制御の全体を示す制御ルーチンであり、本ルーチンはＥＣＵ８により一定時間毎の割込みによって実施される。
【００６５】
図８は、第１及び第２の吸収剤１２ａ、１２ｂの再生制御実施条件を同一とし、その再生制御実施条件が成立した時には第１の吸収剤１２ａと第２の吸収剤１２ｂとについて連続して再生制御を実施する場合を示している。ステップ２００は、図５のステップ１００と同様であって、まずここで再生制御実施条件が成立したか否かが判定される。
【００６６】
続くステップ２０２及びステップ２０４において第１または第２の吸収剤１２ａ、１２ｂに対して実施される再生制御の実質的部分については、図５を参照して先に説明した排気ガス浄化装置２０の再生制御のステップ１０２からステップ１１４と基本的に同様であり、構成要素の対応関係（還元剤噴射ノズル３２と６８または７２、温度センサ３４と７４または７６、差圧センサ３３と７３または７５等）及び調整弁６４の動作等についても図２及び図７、並びに上述の説明から明らかであるので詳細な説明は省略する（概略的に言えば、硫黄被毒再生を行わない側の分岐通路４８または５２が排気ガス浄化装置２０におけるバイパス通路１８に対応する）。
【００６７】
なお、本排気ガス浄化装置３０においては、一方の吸収剤（対象吸収剤）に対して再生制御を実施している場合に、その対象吸収剤をバイパスした排気ガスは再生制御を実施していない他方の吸収剤を通過することになる。これにより、本排気ガス浄化装置３０では、排気ガス２０の場合とは異なり、再生制御実施中においても排気ガスが吸収剤を通過せずに大気へ放出されることが防止されるという利点がある。
【００６８】
本排気ガス浄化装置３０の構成によっても、その吸収剤１２ａ、１２ｂの再生制御において、図５を参照して説明した方法と同様な方法を実施することができるので、吸収剤１２ａ、１２ｂ全体を比較的温度差無く硫黄分放出温度ＴＳ以上にすることができ、その結果吸収剤１２ａ、１２ｂの全体に渡って十分な硫黄被毒再生を実施することが可能となる。更に本構成では、上述したように再生制御実施中において排気ガスが吸収剤を全く通過せずに大気へ放出されることが防止される。
【００６９】
なお、排気ガス浄化装置３０において、上述したような硫黄被毒再生方法は、排気ガス浄化装置２０の場合と同様に、目標位置パラメータとして第１の分岐通路４８と第２の分岐通路５２の分岐点の上流側における圧力Ｐｂで表される値Ｐｂｏを用いても実施することができる。排気ガス浄化装置２０の場合と基本的に同様であるので詳しい説明は省略するが、この場合、排気ガス浄化装置３０の構成において差圧センサ７３、７５の代わりに第１の分岐通路４８と第２の分岐通路５２の分岐点の上流側の圧力を検出する圧力センサ７７（図７に点線で図示）を設けることが必要であり、ステップ１０８においては、この圧力センサ７７で検出される圧力が硫黄被毒再生を行う対象吸収剤１２ａまたは１２ｂの温度に応じてステップ１０６において決定される目標位置パラメータである目標圧力Ｐｂｏに一致するように調整弁６４の位置が調整される。
【００７０】
更に、上述したような硫黄被毒再生方法は、排気ガス浄化装置２０の場合と同様、排気ガス浄化装置３０において差圧センサ及び圧力センサを用いずに、すなわちこれらのセンサを設けずに行うこともできる。この場合、排気ガス浄化装置２０の場合と同様なやり方により機関運転状態と吸収剤温度ＴＦとから目標位置パラメータとしての調整弁６４の位置を決定し、この位置に調整弁６４の位置が調整される。
【００７１】
次に更に別の構成の排気ガス浄化装置４０について説明する。図９は、排気ガス浄化装置４０の外観を模式的に示した説明図であり、図９（ａ）及び（ｂ）がそれぞれ上面図及び側面図を示している。また、図１０（ａ）及び（ｂ）には、それぞれ、上方及び側方から見た場合の断面図が示され、排気ガス浄化装置４０の内部の排気ガスの流れが示されている。
【００７２】
この排気ガス浄化装置４０は、上述の他の排気ガス浄化装置２０、３０と同様に、図１に示された場合において排気ガス浄化装置１０の部分に設置されて排気ガス通路６の一部を構成する。図９に示すように排気ガス浄化装置４０は、基幹通路７８と、基幹通路７８に接続された環状通路８２とを備えている。基幹通路７８と環状通路８２との接続部分には、経路変更部８４が設けられている。経路変更部８４は、排気ガスの経路を変更すると共に後述するフィルタ１４（吸収剤１２）を流通する排気ガスの流量を調整することができる経路切替調整弁８６と、経路切替調整弁８６を駆動するための駆動部８８とを備えている。経路変更部８４は、４つの通路が接続された二組の対向面を有している。一方の組の対向面には、基幹通路７８を構成する二つの部分基幹通路７８ａ、７８ｂが接続されており、他方の組の対向面には、環状通路８２を構成する二つの部分環状通路８２ａ、８２ｂが接続されている。
【００７３】
環状通路８２には上述した他の排気ガス浄化装置２０、３０において用いられたのと同様な吸収剤１２が担持されたフィルタ１４が配置されている。第１の部分環状通路８２ａは、フィルタ１４（吸収剤１２）の第１の面Ｓ１側に通じており、第２の部分環状通路８２ｂは、第２の面Ｓ２側に通じている。また、下流側の部分基幹通路７８ｂには別の吸収剤９２が配置されている。下流側の部分基幹通路７８ｂは、環状通路８２のフィルタ１４を内蔵している部分を囲むように形成されている。
【００７４】
更に、排気ガス浄化装置４０は、後述する吸収剤１２の再生制御の際等に使用する還元剤を環状通路８２内に添加するための還元剤添加部を備えており、本構成では第１の部分環状通路８２ａに取り付けられている。還元剤添加部は、還元剤噴射ノズル９４と還元剤供給ポンプ（図示無し）とを備えており、還元剤供給ポンプから供給された還元剤は、還元剤噴射ノズル９４によって第１の部分環状通路８２ａ内に、ＥＣＵ８の制御によって制御段階等に応じて適切なやり方で添加される。なお、還元剤としては、上述した他の排気ガス浄化装置２０、３０と同様に、ディーゼルエンジン２の燃料である軽油を使用している。
【００７５】
経路変更部８４と還元剤添加部とはＥＣＵ８によって制御される。具体的には、ＥＣＵ８は、経路変更部８４の駆動部８８に接続されており、駆動部８８を制御することにより、経路切替調整弁８６の位置（開度）調整動作を制御する。また、ＥＣＵ８は、還元剤添加部の還元剤噴射ノズル９４に接続されており、還元剤噴射ノズル９４を制御することにより、還元剤噴射ノズル９４の還元剤添加動作を制御する。
また、本排気ガス浄化装置４０においては、吸収剤１２が担持されたフィルタ１４に吸収剤１２の温度を測定する温度センサ９６が設けられている。この温度センサ９６はＥＣＵ８に接続されていて、測定結果はＥＣＵ８に与えられる。
【００７６】
なお、本排気ガス浄化装置４０においても、温度センサ９６が、吸収剤１２が担持されたフィルタ１４に直接設けられたが、上述の他の排気ガス浄化装置２０、３０の場合と同様に、温度センサを後述する再生制御の際に吸収剤１２が担持されたフィルタ１４の下流側になる部分、すなわち第２の部分環状通路８２ｂに設置し、排気ガスの温度を測定することで吸収剤１２の温度を推定する等、その他の手段によって吸収剤１２の温度を求めるようにしてもよい。
【００７７】
更に、本排気ガス浄化装置４０においては、吸収剤１２が担持されたフィルタ１４の上流側と下流側との圧力差を検出する差圧センサ９５が設けられている。この差圧センサ９５もＥＣＵ８に接続されていて、測定結果はＥＣＵ８に与えられる。
排気ガス浄化装置４０に流入した排気ガスは、以下で説明するように必ず基幹通路７８を通り、選択的に環状通路８２を通る。
【００７８】
図１０（ａ）、（ｂ）は、経路切替調整弁８６が第１の位置に位置された場合の排気ガスの流れを示している。この場合、排気ガス浄化装置４０に流入した排気ガスは、上流側の部分基幹通路７８ａを通って経路変更部８４に流入し、第１の部分環状通路８２ａと第２の部分環状通路８２ｂとをこの順序で通って、経路変更部８４に戻る。この時、排気ガスは、吸収剤１２を担持したフィルタ１４を第１の面Ｓ１から第２の面Ｓ２に向かって流れる。経路変更部８４に戻った排気ガスは、下流側の部分基幹通路７８ｂに流入し、別の吸収剤９２を通過した後に排気ガス浄化装置４０から排出される。なお、吸収剤９２を通過した排気ガスは、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、部分基幹通路７８ｂの環状通路８２のフィルタ１４を内蔵している部分を囲むように形成されている部分を通る。
【００７９】
図１１は、経路切替調整弁８６が第２の位置に位置された場合の排気ガスの流れを示している図１０（ａ）と同様の図である。この場合、排気ガスは、図１０（ａ）の場合とほぼ同様に流れるが、環状通路８２を流れる方向が反転している。すなわち、経路変更部８４に流入した排気ガスは、第２の部分環状通路８２ｂと第１の部分環状通路８２ａとをこの順序で通って、経路変更部８４に戻る。この時、排気ガスは吸収剤１２を担持したフィルタ１４を第２の面Ｓ２から第１の面Ｓ１に向かって流れる。このように、吸収剤１２を流通する排気ガスの流れを反転することができるので、通常使用時において排気ガスの流通方向によるＮＯｘ吸蔵量等の偏りを解消でき、吸収剤１２全体を効率良く使用することができる。
【００８０】
図１２は、経路切替調整弁８６が上記第１の位置と第２の位置との中間である第３の位置に位置された場合の排気ガスの流れを示している図１０（ａ）及び図１１と同様の図である。なお、経路切替調整弁８６を第１の位置と第２の位置とで切替える際には、経路切替調整弁８６は一時的に第３の位置となる。経路切替調整弁８６が第３の位置に位置している場合、経路変更部８４に流入した排気ガスは、殆どがそのまま下流側の部分基幹通路７８ｂに流入し、吸収剤９２を通過した後に、排気ガス浄化装置４０から排出される。
【００８１】
上記のように、経路切替調整弁８６が第１または第２の位置にある場合には、排気ガスは吸収剤１２を担持したフィルタ１４を通過し、更に吸収剤９２を通過する。一方、経路切替調整弁８６が第３の位置にある場合には、殆どの排気ガスは、吸収剤１２を担持したフィルタ１４を通過せずに吸収剤９２のみを通過して排気ガス浄化装置４０から排出される。したがって、通常の運転中は、排気ガスが吸収剤１２を担持したフィルタ１４と吸収剤９２とを通過して浄化されるように、経路切替調整弁８６は第１または第２の位置にある。そして必要に応じてその位置が駆動部８８により第１の位置と第２の位置の間で調整される。
【００８２】
次に本排気ガス浄化装置４０で実施される再生制御について説明するが、本排気ガス浄化装置４０における吸収剤１２の再生制御は基本的に排気ガス浄化装置２０の場合と同様であり、その制御ルーチンは図５のフローチャートで示され、また構成要素（噴射ノズル３２と９４、温度センサ３４と９６、差圧センサ３３と９５等）の対応関係等も図面及び上述の説明から明らかであるので詳細な説明については省略する。但し、本排気ガス浄化装置４０の経路切替調整弁８６は、排気ガスの経路を切り替えてフィルタ１４（吸収剤１２）を流通する排気ガスの流れを反転することができるという排気ガス浄化装置２０の調整弁２４とは異なる機能を有しているため、再生制御で実施される経路切替調整弁８６の位置（開度）調整には、排気ガス浄化装置２０の調整弁２４の場合とは異なる部分もある。そこで、これに関連する点について以下で説明する。
【００８３】
すなわち、本排気ガス浄化装置４０で図５に示された制御ルーチンによる再生制御を実施する場合においては、経路切替調整弁８６の位置は常に第１の位置と第３の位置の間にあるように調整される。つまり、フィルタ１４を流通する排気ガスは必ず第１の面Ｓ１から第２の面Ｓ２に向かって流れる（この方向を「順流」とする）ように調整される。これは、還元剤の添加位置、すなわち還元剤噴射ノズル９４がフィルタ１４を流通する排気ガスの流れ方向に関してフィルタ１４の上流側に位置するようにし、還元剤がフィルタ１４の上流側で添加されるようにするためである。
【００８４】
このため、図５に示された制御ルーチンのステップ１０６においてその時の吸収剤１２の温度ＴＦに応じた目標位置パラメータである目標圧力差Ｐｄｏが決定されると、ステップ１０８においては、差圧センサ９５で検出される圧力差Ｐｄがこの目標圧力差Ｐｄｏとなるように、経路切替調整弁８６の位置が第１の位置と第３の位置との間で調整される。
したがって、例えばステップ１００において再生制御実施条件が成立した時に経路切替調整弁８６が第２の位置にあった場合には、ステップ１０８での経路切替調整弁８６の位置の調整により吸収剤１２を担持したフィルタ１４を流通する排気ガスの方向は反転されることになる。
【００８５】
本排気ガス浄化装置４０の構成によっても、その吸収剤１２の再生制御において、排気ガス浄化装置２０に関連して図５を参照して説明した方法とほぼ同様な方法を実施することができるので、吸収剤１２全体を比較的温度差無く硫黄分放出温度以上にすることができ、その結果吸収剤１２の全体に渡って十分な硫黄被毒再生を実施することが可能となる。更に本排気ガス浄化装置４０は吸収剤９２を具備しているので、再生制御実施中において排気ガスが吸収剤を全く通過せずに大気へ放出されることが防止される。また、本構成によれば、吸収剤１２を流通する排気ガスの流れを反転することができるので、通常使用時において排気ガスの流れ方向によるＮＯｘ吸蔵量等の偏りを解消でき、吸収剤１２全体を効率良く使用することができる。
【００８６】
なお、排気ガス浄化装置４０においても、上述したような硫黄被毒再生方法は、排気ガス浄化装置２０及び３０の場合と同様に、目標位置パラメータとして経路変更部８４の上流側における圧力Ｐｂで表される値Ｐｂｏを用いても実施することができる。排気ガス浄化装置２０の場合と基本的に同様であるので詳しい説明は省略するが、この場合、排気ガス浄化装置４０の構成において差圧センサ９５の代わりに経路変更部８４の上流側の圧力を検出する圧力センサ９７（図９に点線で図示）を設けることが必要であり、ステップ１０８においては、この圧力センサ９７で検出される圧力がステップ１０６において吸収剤１２の温度ＴＦに応じて決定される目標位置パラメータである目標圧力Ｐｂｏに一致するように経路切替調整弁８６の位置が第１の位置と第３の位置の間で調整される。
【００８７】
更に、上述したような硫黄被毒再生方法は、排気ガス浄化装置２０及び３０の場合と同様、排気ガス浄化装置４０において差圧センサ及び圧力センサを用いずに、すなわちこれらのセンサを設けずに行うこともできる。この場合、ステップ１０６において排気ガス浄化装置２０の場合と同様なやり方により機関運転状態と吸収剤１２の温度ＴＦとから目標位置パラメータとしての経路切替調整弁８６の位置を決定し、ステップ１０８においてこの位置に経路切替調整弁８６の位置が調整される。ここで、ステップ１０６において決定される目標位置パラメータとしての経路切替調整弁８６の位置は第１の位置と第３の位置の間の位置である。
【００８８】
なお、上述の説明では、再生制御を昇温制御とリッチ化制御とに分け、リッチ化制御時にのみ硫黄分が放出されるかのように説明したが、当然のことながら、実際には、昇温制御中においても吸収剤１２、１２ａ、１２ｂのうちの硫黄分放出温度ＴＳ以上となった部分がその時の還元剤の添加等によってリッチ雰囲気となれば、その部分から硫黄分の放出が行われる。
【００８９】
また、上述の各排気ガス浄化装置２０、３０、４０を用いた説明においては、吸収剤１２、１２ａ、１２ｂの上流側において還元剤を添加する還元剤添加手段として、還元剤添加ノズル３２、７４、７６、９４を用いて吸収剤１２が担持されたフィルタ１４、５６、５８の上流側で排気ガス通路に還元剤を供給する手段を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば上述の各排気ガス浄化装置２０、３０、４０において、還元剤添加ノズル３２、７４、７６、９４からの還元剤の添加の代わりに、ポスト噴射による還元剤の添加が行われるようにしてもよい。
この場合、ポスト噴射でのみ還元剤の添加を行うのであれば、還元剤添加ノズル３２、７４、７６、９４を設ける必要がなくなるという利点がある。
【００９０】
なお、ポスト噴射による還元剤の添加が行われる場合には、燃料噴射弁によりシリンダ内に還元剤の添加が行われるため、排気ガス浄化装置内に複数の排気ガスの経路が存在する場合に排気ガス経路毎に個別に還元剤の添加を行うことができない点に留意する必要がある。例えば、図７に示された排気ガス浄化装置３０においてポスト噴射による還元剤の添加が行われる場合には、各吸収剤１２ａ、１２ｂに対する個別的な還元剤の添加を行うことはできず、また、図２に示された排気ガス浄化装置２０においてポスト噴射による還元剤の添加が行われる場合には、還元剤の添加された排気ガスが吸収剤１２の存在しない排気ガス経路にも流れるので、還元剤の無駄が生じると共に大気中に放出される還元剤が増加する可能性がある。
【００９１】
なお、図９等に示された排気ガス浄化装置４０においてポスト噴射による還元剤の添加が行われる場合には、上述した再生制御の際にフィルタ１４（吸収剤１２）を流通する排気ガスの方向を順流に限定する必要が無くなり、フィルタ１４を流通する排気ガスの方向を逆向きにして再生制御を行うこともできる。したがってこの場合には、図５に示された制御ルーチンのステップ１０８において経路切替調整弁８６の位置が第２の位置と第３の位置の間の位置に調整されてもよい。
【００９２】
また、上述の各排気ガス浄化装置２０、３０、４０を用いた説明においては、昇温制御からリッチ化制御に移行する条件を吸収剤の温度ＴＦが硫黄分放出温度ＴＳ以上となることとしているが、この条件を吸収剤の温度ＴＦが硫黄分放出温度ＴＳとは異なる所定温度以上となることとしてもよい。例えば、リッチ化制御への移行後の温度低下を考慮して、上記条件となる温度（すなわち昇温制御における目標温度）を硫黄分放出温度ＴＳよりも高く設定してもよい。
【００９３】
なお、上述の各排気ガス浄化装置２０、３０、４０の構成においては、吸収剤１２、１２ａ、１２ｂをフィルタ１４、５６、５８内の排気ガス通路壁面に担持させているが、吸収剤とフィルタとは別個に独立させてもよい。
また、上述の説明は本発明をディーゼルエンジンに適用した場合についてのものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の内燃機関についても適用可能である。
【００９４】
更に、以上の説明では、流量制御手段によってＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量を制御すると共にＮＯｘ吸蔵剤の上流側において還元剤の添加を行うことによってＮＯｘ吸蔵剤を浄化する場合の一例として、ＮＯｘ吸収剤から硫黄分の放出を行う場合、すなわち硫黄被毒再生を行う場合について説明したが、本発明は、例えばＮＯｘ吸蔵剤からのＮＯｘの放出還元等、同様な方法で行うことのできる他の浄化制御を行う場合についても同様に適用することができる。
【００９５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によればＮＯｘ吸蔵剤を浄化するために還元剤の添加を行ってＮＯｘ吸蔵剤を昇温させる際、浄化を行う対象ＮＯｘ吸蔵剤を流通する排気ガスの流量が内燃機関から排出される排気ガス量にかかわらず予め定めた目標流量（すなわち、添加された還元剤が対象ＮＯｘ吸蔵剤全体に行き渡る最適流量）になるようにされるので、対象ＮＯｘ吸蔵剤全体を比較的温度差無く予め定めた温度以上にすることができ、その結果、対象ＮＯｘ吸蔵剤全体について十分な浄化を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の排気ガス浄化装置をディーゼルエンジンに適用した場合を示す図である。
【図２】図２は、本発明の排気ガス浄化装置を示した説明図である。
【図３】図３は、ＮＯｘ吸収剤が担持されたパティキュレートフィルタの拡大断面図である。
【図４】図４は、ＮＯｘの吸収放出及び還元浄化作用を説明するための図である。
【図５】図５は、図２に示した排気ガス浄化装置及び図９から図１２に示した排気ガス浄化装置におけるＮＯｘ吸収剤の硫黄被毒再生制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図６は、図５に示した制御ルーチンにしたがってＮＯｘ吸収剤の温度が上昇する場合にＮＯｘ吸収剤を流通する排気ガスの流量を最適流量に保持する制御を行った場合のＮＯｘ吸収剤流通排気ガス流量、調整弁位置及びＮＯｘ吸収剤温度の経時変化の一例を示したものである。
【図７】図７は、本発明の別の排気ガス浄化装置を示した説明図である。
【図８】図８は、図７に示した排気ガス浄化装置におけるＮＯｘ吸収剤の硫黄被毒再生制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の更に別の排気ガス浄化装置の外観を模式的に示した説明図であり、図９（ａ）及び図９（ｂ）がそれぞれ上面図及び側面図を示している。
【図１０】図１０は、図９に示した排気ガス浄化装置の断面を示した説明図であって、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）がそれぞれ上方及び側方から見た場合の断面図を示しており、経路切替調整弁が第１の位置に位置された場合の排気ガスの流れを示している。
【図１１】図１１は、経路切替調整弁が第２の位置に位置された場合の排気ガスの流れを示している図１０（ａ）と同様の図である。
【図１２】図１２は、経路切替調整弁が第３の位置に位置された場合の排気ガスの流れを示している図１０（ａ）と同様の図である。
【符号の説明】
２…機関（エンジン）本体
６…排気ガス通路
８…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１０、２０、３０、４０…排気ガス浄化装置
１２、１２ａ、１２ｂ…ＮＯｘ吸収剤
１４、５６、５８…パティキュレートフィルタ
２４、６４…調整弁
３２、６８、７２、９４…還元剤噴射ノズル
３３、７３、７５…差圧センサ
３４、７４、７６、９６…温度センサ
３５、７７、９７…圧力センサ
８６…経路切替調整弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a technology for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, and particularly has means for removing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas.The present invention relates to an exhaust gas purification device.
[0002]
[Prior art]
Generally, in-cylinder injection type internal combustion engines mounted on automobiles, for example, diesel engines, are required to remove exhaust particulates such as soot contained in exhaust gas and nitrogen oxides (NOx). In response to such demands, an apparatus and a method have been proposed in which a particulate filter carrying a NOx storage agent is disposed in an exhaust gas passage of an internal combustion engine.
[0003]
The NOx storage agent used in this way stores NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, the air-fuel ratio in the exhaust gas becomes small, and reducing agents such as HC and CO are present in the exhaust gas. Then, it has the action of reducing and purifying the stored NOx (NOx absorption / release and reduction action or NOx adsorption and reduction action). Using this action, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, NOx in the exhaust gas is stored in the NOx storage agent, and the NOx storage agent is stored for a certain period of time before or after the NOx storage efficiency decreases. By adding a reducing agent (fuel) upstream of the storage agent, NOx stored in the NOx storage agent is released and reduced and purified. Here, the NOx release from the NOx storage agent as described above is normally performed when the temperature of the NOx storage agent is equal to or higher than a predetermined temperature (for example, about 250 ° C.). There is also an object of raising the temperature of the storage agent.
[0004]
In this specification, the term “occlusion” is used to include both “absorption” and “adsorption”. Therefore, the “NOx storage agent” includes both the “NOx absorbent” and the “NOx adsorbent”. The former accumulates NOx in the form of nitrate and the like, and the latter is NO.₂Adsorb in the form of etc. Further, the term “release” from the NOx storage agent relating to the sulfur content and the like is also used to include the meaning of “desorption” corresponding to “adsorption” in addition to “release” corresponding to “absorption”.
By the way, the fuel of the internal combustion engine may contain a sulfur (S) component, and in this case, the exhaust gas contains sulfur oxide (SOx). When SOx is present in the exhaust gas, the NOx occlusion agent occludes SOx in the exhaust gas by exactly the same mechanism as the NOx occlusion action.
[0005]
However, SOx occluded in the NOx occlusion agent is relatively stable and generally tends to accumulate in the NOx occlusion agent. When the amount of SOx stored in the NOx storage agent increases, the NOx storage capacity of the NOx storage agent decreases and the NOx in the exhaust gas cannot be sufficiently removed, so that the NOx purification efficiency decreases, so-called sulfur poisoning The problem of (S poisoning) occurs. In particular, the problem of sulfur poisoning is likely to occur in diesel engines that use light oil containing a relatively large amount of sulfur as a fuel.
[0006]
On the other hand, it is known that SOx stored in the NOx storage agent can be released by the same mechanism as NOx. However, since SOx is stored in the NOx storage agent in a relatively stable form, it is difficult to release the SOx stored in the NOx storage agent at a temperature at which normal NOx release is performed (for example, about 250 ° C. or more). It is. For this reason, in order to eliminate sulfur poisoning, the NOx occlusion agent is heated to a temperature higher than that during normal NOx release and reduction purification, that is, the sulfur content release temperature (for example, 600 ° C. or higher) and the exhaust gas that circulates. Therefore, it is necessary to periodically perform sulfur poisoning regeneration control in which the air-fuel ratio is substantially stoichiometric or rich (hereinafter simply referred to as “rich”) to release the sulfur content. As a method for controlling sulfur poisoning regeneration, a reducing agent is added upstream of the NOx storage agent, the temperature of the NOx storage agent is increased, and the stoichiometric air-fuel ratio or rich atmosphere (hereinafter simply referred to as “ A method for creating a “rich atmosphere” is known.
[0007]
As described above, in the exhaust gas purification apparatus and method using the NOx storage agent as described above, in order to purify the NOx storage agent (NOx release reduction, sulfur poisoning regeneration, etc.), the upstream of the NOx storage agent. Addition of a reducing agent may occur on the side. When such a reducing agent is added, NOx is controlled by controlling a valve, which is a flow rate control means provided in the exhaust gas passage, that is, by adjusting the position (opening) of the valve. In some cases, the flow rate of the exhaust gas flowing through the storage agent is reduced. This is because the amount of reducing agent added for purification (for example, to make the air-fuel ratio of the exhaust gas rich, etc.) is reduced by reducing the flow rate of the exhaust gas flowing through the NOx storage agent. At this time, the valve position is the optimum flow rate that distributes the reducing agent added by the flow rate of the exhaust gas flowing through the NOx storage agent to the entire NOx storage agent. The NOx occlusion agent is heated up with a relatively low temperature difference.
[0008]
However, in actuality, in the above case, the total exhaust gas discharged without any change in the operating state of the engine as well as the total exhaust gas amount discharged due to a change in the operating state of the engine changes. Even when the amount of gas is constant, the flow rate of the exhaust gas flowing through the NOx storage agent changes, and it is difficult to maintain the optimal flow rate. This is because as the temperature of the NOx storage agent rises, the temperature of the exhaust gas flowing through it also rises, so that the exhaust gas thermally expands and its viscosity rises, resulting in a decrease in its flow rate. As a result, the flow rate of the exhaust gas that actually flows through the NOx storage agent becomes smaller than the optimum flow rate described above, and the added reducing agent cannot be spread over the entire NOx storage agent, which is compared with the NOx storage agent. A large temperature difference may occur. When a temperature difference occurs in the NOx storage agent, a situation occurs in which a predetermined temperature (that is, NOx release temperature or sulfur content release temperature) is reached in one part but the predetermined temperature is not reached in another part. As a result, there arises a problem that sufficient purification cannot be performed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
  The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to control the flow rate of exhaust gas flowing through the NOx storage agent by the flow rate control means and to add the reducing agent upstream of the NOx storage agent. Purifies NOx storage byAn exhaust gas purification device,Sufficient purification can be performed for the entire NOx storage agentProvide exhaust gas purification deviceThat is.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention is described in each claim as a means for solving the above-mentioned problems.An exhaust gas purification device is provided.
  The first aspect of the invention is that NOx is occluded when NOx is occluded when the air-fuel ratio of the flowing exhaust gas is lean, and the air-fuel ratio of the exhaust gas that circulates decreases, and if there is a reducing agent, the NOx occlusion that reduces and purifies the occluded NOx In the exhaust gas purification device disposed in the exhaust gas passage through which the exhaust gas discharged from the internal combustion engine passes, the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent that performs purification when the NOx storage agent should be purified, A flow rate control means for adjusting and controlling a ratio of a flow rate of the first path through which the exhaust gas flows through the target NOx storage agent and a flow rate of the second path that bypasses the target NOx storage agent; A reducing agent addition means for adding a reducing agent on the upstream side of the target NOx storage agent, and when the target NOx storage agent is to be purified, the entire target NOx storage agent has a predetermined temperature. In order to add the reducing agent by controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent in order to increase the flow rate, the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent is discharged from the internal combustion engine. The flow rate control means is adjusted in accordance with the temperature of the target NOx storage agent so that a predetermined target flow rate is obtained regardless of the amount of exhaust gas.When the temperature of the target NOx storage agent rises, the flow rate control means is arranged so that the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the target NOx storage agent increases.Provided is an exhaust gas purification device that is adjusted.
  The second aspect of the invention is that NOx is occluded when the air-fuel ratio of the exhaust gas being circulated is lean and the air-fuel ratio of the exhaust gas being circulated is reduced, and if the reducing agent is present, the NOx occlusion is reduced and purified. In the exhaust gas purification device disposed in the exhaust gas passage through which the exhaust gas discharged from the internal combustion engine passes, the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent that performs purification when the NOx storage agent should be purified, A flow rate control means for adjusting and controlling a ratio of a flow rate of the first path through which the exhaust gas flows through the target NOx storage agent and a flow rate of the second path that bypasses the target NOx storage agent; A reducing agent addition means for adding a reducing agent on the upstream side of the target NOx storage agent, and when the target NOx storage agent is to be purified, the entire target NOx storage agent has a predetermined temperature. In order to add the reducing agent by controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent in order to increase the flow rate, the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent is discharged from the internal combustion engine. An exhaust gas purifying apparatus in which the flow rate control means is adjusted according to the temperature of the target NOx storage agent so as to achieve a predetermined target flow rate regardless of the amount of exhaust gas, wherein the flow rate control means includes the target flow rate When the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the NOx storage agent is adjusted to a target pressure difference determined according to the temperature of the target NOx storage agent, and the temperature of the target NOx storage agent rises, the flow rate The control means provides an exhaust gas purification device that is adjusted so that the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the target NOx storage agent increases..
[0011]
  In general, when the temperature is raised to purify the NOx storage agent, the temperature of the exhaust gas that circulates also rises accordingly. As a result, the exhaust gas thermally expands and its viscosity rises. As a result, the exhaust gas is disposed in the exhaust gas passage. The flow rate of the exhaust gas flowing through the NOx storage agent is reduced.
  FirstAnd secondAccording to the invention, when adding a reducing agent to purify the NOx storage agent and raising the temperature of the NOx storage agent, the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent to be purified is discharged from the internal combustion engine. Regardless of the exhaust gas amount, the flow rate control means considers the temperature of the target NOx storage agent so that the predetermined target flow rate (that is, the optimal flow rate at which the added reducing agent reaches the entire target NOx storage agent) is achieved. Adjusted. As a result, the entire target NOx storage agent can be heated to a predetermined temperature or higher without a relatively temperature difference, and thus the entire target NOx storage agent can be sufficiently purified.
[0012]
  The first andAccording to the second aspect of the invention, the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent to be purified can be more accurately controlled by relatively simple control of the flow rate control means regardless of the amount of exhaust gas discharged from the internal combustion engine. A predetermined target flow rate andcan do.
[0013]
  The third invention isWhen the air-fuel ratio of the flowing exhaust gas is lean, the NOx occlusion agent that occludes NOx and reduces the air-fuel ratio of the flowing exhaust gas decreases and if the reducing agent is present, the NOx occlusion agent that reduces and purifies the stored NOx is discharged from the internal combustion engine. In the exhaust gas purifying device disposed in the exhaust gas passage through which the exhaust gas is passed, the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent to be purified when the NOx storage agent should be purified is determined by the exhaust gas being the target NOx. A flow rate control means for adjusting and controlling a flow rate of the first path flowing through the storage agent and a flow rate of the second path flowing bypassing the target NOx storage agent, and upstream of the target NOx storage agent And a reducing agent addition means for adding a reducing agent on the side, so that when the target NOx storage agent is to be purified, the entire target NOx storage agent is set to a predetermined temperature or higher. When adding the reducing agent by controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent, the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent depends on the amount of exhaust gas discharged from the internal combustion engine. First, the flow rate control means is adjusted according to the temperature of the target NOx storage agent so as to obtain a predetermined target flow rate, and the flow rate control means is a portion immediately before being divided into the first path and the second path. The exhaust gas purification device is adjusted so that the pressure of the exhaust gas in the gas reaches a target pressure determined according to the temperature of the target NOx storage agent.
  The fourth invention is3In the second invention,When the temperature of the target NOx storage agent rises, the flow rate control means is adjusted so that the pressure of the exhaust gas in the portion immediately before dividing into the first path and the second path increases.
  The fifth aspect of the invention is a NOx occlusion agent for reducing and purifying stored NOx if the air-fuel ratio of the exhaust gas that occludes NOx decreases when the air-fuel ratio of the exhaust gas that circulates is lean, and the reducing agent is present. In the exhaust gas purification device disposed in the exhaust gas passage through which the exhaust gas discharged from the internal combustion engine passes, the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent to be purified when the NOx storage agent is to be purified is A flow rate control means for adjusting and controlling a ratio of a flow rate of the first path through which the gas flows through the target NOx storage agent and a flow rate of the second path that bypasses the target NOx storage agent, and the target Reducing agent addition means for adding a reducing agent upstream of the NOx storage agent, and when the target NOx storage agent is to be purified, the entire target NOx storage agent has a temperature lower than a predetermined temperature. Therefore, when adding the reducing agent by controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent, the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent is exhausted from the internal combustion engine. When the flow rate control means is adjusted according to the temperature of the target NOx storage agent so as to be a predetermined target flow rate regardless of the gas amount, and the temperature of the target NOx storage agent rises, the flow rate control means: Provided is an exhaust gas purifying apparatus that is adjusted so that the pressure of exhaust gas in a portion immediately before dividing into the first path and the second path is increased.
  3,4And 5According to the second invention, the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent to be purified can be set to a predetermined target flow rate regardless of the amount of exhaust gas discharged from the internal combustion engine by relatively simple control of the flow rate control means. Can be the firstAnd secondThe operations and effects similar to those of the present invention can be obtained.
[0014]
  The sixth invention isIn any one of the first to fifth inventions, the NOx occluding agent is carried by the means for removing exhaust particulates in the exhaust gas and is disposed in the exhaust gas passage.
  Thereby, exhaust particulates in the exhaust gas can be removed simultaneously with NOx.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, although this invention can be implemented even if it uses any of NOx absorbent and NOx adsorbent which are NOx occlusion agents, the case where NOx absorbent is used is demonstrated below.
FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a diesel engine. In FIG. 1, 2 is an engine (engine) body, 4 is an intake passage, and 6 is an exhaust gas passage. An exhaust gas purification device 10 is provided in the exhaust gas passage 6, and the exhaust gas purification device 10 installed in this portion will be described in detail later with three exhaust gas purification devices 20, 30, 40 having different configurations. To do.
[0017]
The electronic control unit (ECU) 8 is composed of a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), and a known type digital computer in which input / output ports are connected by a bidirectional bus. In addition to performing basic control of the engine such as fuel injection amount control by exchanging signals with the main body 2, as described below, in each embodiment of the present invention, signals are also exchanged with each component of the exhaust gas purification device. The control for purifying the NOx absorbent (hereinafter simply referred to as “absorbent”) of the exhaust gas purification apparatus is also performed (for example, sulfur poisoning regeneration control).
[0018]
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the exhaust gas purification device 20 that is installed in the portion of the exhaust gas purification device 10 shown in FIG. 1 and constitutes a part of the exhaust gas passage 6. The flow of the exhaust gas inside the exhaust gas purification device 20 is shown.
As shown in FIG. 2, the exhaust gas purification device 20 includes a basic passage 16 including a particulate filter (hereinafter simply referred to as “filter”) 14 that is a means for removing exhaust particulates in the exhaust gas, and the filter 14. And a bypass passage 18 that branches off from the main passage 16 on the upstream side and joins the main passage 16 on the downstream side of the filter 14. The filter 14 carries an absorbent 12 as will be described later.
[0019]
An adjusting portion 22 for adjusting the ratio of the flow rate of the exhaust gas flowing through each of the basic passage 16 and the bypass passage 18 is provided at the downstream portion of the filter 14 between the basic passage 16 and the bypass passage 18. . The adjustment unit 22 includes an adjustment valve 24 and a drive unit 26 that drives the adjustment valve 24. The adjustment valve 24 is driven by the drive unit 26 at a first position (indicated by a solid line in FIG. 2) at which the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass passage 18 becomes zero and 2 (indicated by a dotted line in FIG. 2), the position (opening) is adjusted and the ratio of the flow rate of the exhaust gas flowing through each of the main passage 16 and the bypass passage 18 is adjusted. Normally, it is positioned at the first position, and the entire amount of exhaust gas flows through the main passage 16 and passes through the filter 14.
[0020]
Further, a reducing agent addition section for adding a reducing agent used in the sulfur poisoning regeneration of the absorbent 12 to be described later to the backbone passage 16 is provided on the upstream side of the filter 14 in the trunk passage 16. Yes. The reducing agent adding section includes a reducing agent injection nozzle 32 and a reducing agent supply pump (not shown). The reducing agent supplied from the reducing agent supply pump is added to the main passage 16 by the reducing agent injection nozzle 32 in an appropriate manner according to the control stage (temperature increase control and enrichment control described later) by the control of the ECU 8. Is done. In addition, in the exhaust gas purification devices 30 and 40 described in this specification including the exhaust gas purification device 20, light oil, which is the fuel of the diesel engine 2, is used as a reducing agent in order to avoid complications during storage and replenishment. is doing.
[0021]
The adjustment unit 22 and the reducing agent addition unit are controlled by the ECU 8. Specifically, the ECU 8 is connected to the drive unit 26 of the adjustment unit 22, and controls the position adjustment operation of the adjustment valve 24 by controlling the drive unit 26. The ECU 8 is connected to the reducing agent injection nozzle 32 of the reducing agent addition unit, and controls the reducing agent addition operation of the reducing agent injection nozzle 32 by controlling the reducing agent injection nozzle 32.
Further, in the present exhaust gas purification device 20, a temperature sensor 34 that measures the temperature of the absorbent 12 is provided on the filter 14 carrying the absorbent 12. The temperature sensor 34 is connected to the ECU 8, and the measurement result is given to the ECU 8.
[0022]
In the exhaust gas purification apparatus 20, the temperature sensor 34 is directly provided on the filter 14 carrying the absorbent 12, but the temperature sensor is installed downstream of the filter 14 carrying the absorbent 12, The temperature of the absorbent 12 may be obtained by other means such as estimating the temperature of the absorbent 12 by measuring the temperature of the exhaust gas.
Further, the exhaust gas purification device 20 is provided with a differential pressure sensor 33 that detects a pressure difference between the upstream side and the downstream side of the filter 14 carrying the absorbent 12. This differential pressure sensor 33 is also connected to the ECU 8, and the measurement result is given to the ECU 8.
[0023]
FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the filter 14. Referring to FIG. 3, the filter 14 is made of a porous ceramic, and the exhaust gas flows from the left to the right in the figure as indicated by arrows. In the filter 14, a first passage 38 having a plug 36 on the upstream side and a second passage 44 having a plug 42 on the downstream side are alternately arranged to form a honeycomb shape. When the exhaust gas flows from the left to the right in the figure, the exhaust gas passes through the porous ceramic partition wall from the second passage 44, flows into the first passage 38, and flows downstream. At this time, exhaust particulates (particulates) in the exhaust gas are collected by the porous ceramic and removed from the exhaust gas, thereby preventing the exhaust particulates from being released into the atmosphere.
[0024]
The absorbent 12 is carried on the surface of the partition walls of the first passage 38 and the second passage 44 and in the internal pores. The absorbent 12 is, for example, at least one selected from an alkali metal such as potassium K, sodium Na, lithium Li, and cesium Cs, an alkaline earth such as barium Ba and calcium Ca, and a rare earth such as lanthanum La and yttrium Y. And a noble metal such as platinum Pt. The absorbent 12 absorbs NOx when the air-fuel ratio of the flowing exhaust gas (hereinafter referred to as “absorbent circulating exhaust gas”) is lean, the air-fuel ratio of the absorbent circulating exhaust gas becomes small, and there is a reducing agent. If so, it has the effect of reducing and purifying by absorbing the absorbed NOx (absorbing and releasing NOx and reducing and purifying action).
[0025]
Since the diesel engine is used in the configuration shown in FIG. 1, the exhaust gas air-fuel ratio at normal times is lean, and the absorbent 12 absorbs NOx in the exhaust gas. Further, the reducing agent is added from the reducing agent addition portion to the exhaust gas passage on the upstream side of the filter 14, the temperature of the absorbent 12 is raised, the air-fuel ratio of the absorbent circulating exhaust gas is reduced, and the reducing agent is present. When the state is reached, the absorbent 12 releases the absorbed NOx and reduces and purifies the released NOx.
Although the detailed mechanism of the absorption / release and reduction / purification action is not clear, it is considered that the absorption / release / reduction / purification action is performed by the mechanism shown in FIG. Next, this mechanism will be described by taking platinum Pt and barium Ba as an example, but the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths, and rare earths.
[0026]
That is, when the air-fuel ratio of the absorbent circulation exhaust gas becomes considerably lean, the oxygen concentration in the absorbent circulation exhaust gas increases greatly, and as shown in FIG.₂Is O₂ ^-Or O^2-It adheres to the surface of platinum Pt. On the other hand, NO in the absorbent circulation exhaust gas is O on the surface of platinum Pt.₂ ^-Or O^2-Reacts with NO₂(2NO + O₂→ 2NO₂). Then the generated NO₂A part of the catalyst is further oxidized on platinum Pt while being absorbed in the absorbent 12 and combined with the barium oxide BaO. As shown in FIG._Three ^-In the absorbent 12 in the form of In this way, NOx is absorbed into the absorbent 12.
[0027]
NO on the surface of platinum Pt as long as the oxygen concentration in the absorbent circulation exhaust gas is high₂As long as NO is absorbed and the NOx absorption capacity of the absorbent 12 is saturated.₂Is absorbed in the absorbent 12 and nitrate ion NO._Three ^-Is generated. On the other hand, the oxygen concentration in the absorbent circulation exhaust gas decreases and NO₂When the production amount of NO decreases, the reaction proceeds in the reverse direction (NO_Three ^-→ NO₂), And thus nitrate ion NO in the absorbent 12_Three ^-Is NO₂Is released from the absorbent in the form of That is, when the oxygen concentration in the absorbent circulation exhaust gas decreases, NOx is released from the absorbent 12. If the lean degree of the absorbent circulation exhaust gas is lowered, the oxygen concentration in the absorbent circulation exhaust gas is lowered. Therefore, if the lean degree of the absorbent circulation exhaust gas is lowered, NOx is released from the absorbent 12. become.
[0028]
On the other hand, at this time, if the air-fuel ratio of the absorbent circulation exhaust gas is reduced, HC and CO are oxygen O on platinum Pt.₂ ^-Or O^2-It reacts with and is oxidized. Further, if the air-fuel ratio of the absorbent circulation exhaust gas is reduced, the oxygen concentration in the absorbent circulation exhaust gas extremely decreases, so that NO from the absorbent 12₂Is released and this NO₂As shown in FIG. 4B, it is reduced and purified by reacting with unburned HC and CO. In this way, NO on the surface of platinum Pt.₂NO from the absorbent 12 to the next₂Is released. Therefore, when the air-fuel ratio of the absorbent circulating exhaust gas is reduced and the reducing agent is present, NOx is released from the absorbent 12 and reduced and purified in a short time.
[0029]
The air-fuel ratio of the exhaust gas here refers to the ratio of the air and fuel supplied to the exhaust gas passage 6 upstream of the absorbent 12 and the engine combustion chamber or intake passage. Therefore, when air or a reducing agent is not supplied to the exhaust gas passage 6, the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes equal to the engine operating air-fuel ratio (combustion air-fuel ratio in the engine combustion chamber). Further, the reducing agent used in the present invention is not limited as long as it generates a reducing component such as hydrocarbon or carbon monoxide in the exhaust gas, such as hydrogen, carbon monoxide, gas, propane, propylene, butane, etc. However, in the exhaust gas purification devices 30 and 40 described in this specification including the exhaust gas purification device 20 as described above, the liquid or gaseous hydrocarbons, gasoline, light oil, kerosene and the like can be used. In order to avoid complications during storage, replenishment, etc., diesel oil that is the fuel of the diesel engine 2 is used as a reducing agent.
[0030]
Next, the mechanism of sulfur poisoning of the absorbent 12 will be described. When the SOx component is contained in the exhaust gas, the absorbent 12 absorbs SOx in the exhaust gas by the same mechanism as the above-described absorption of NOx. That is, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, SOx in the exhaust gas (for example, SO₂) Is oxidized on platinum Pt to form SO_Three ^-, SO_Four ^-And combined with barium oxide BaO_FourForm. BaSO_FourIs relatively stable, and since crystals tend to be coarse, once they are produced, they are hardly decomposed and released. For this reason, BaSO in the absorbent 12_FourWhen the production amount of NO increases, the amount of BaO that can participate in NOx absorption decreases, and the NOx absorption capacity decreases.
[0031]
In order to eliminate this sulfur poisoning and regenerate the sulfur poisoning of the absorbent 12, the BaSO produced in the absorbent 12 is regenerated._FourIs decomposed at high temperature, and the SO produced thereby_Three ^-, SO_Four ^-Such as sulfate ions in a rich atmosphere.₂To be released from the absorbent 12. Therefore, in order to perform sulfur poisoning regeneration, it is necessary to make the absorbent 12 in a high temperature and rich atmosphere state.
As a method therefor, there is a method in which a reducing agent is added to the exhaust gas passage on the upstream side of the filter 14 by a reducing agent addition unit, and the temperature of the absorbent 12 is raised by the reaction of the reducing agent and a rich atmosphere is created.
[0032]
When purifying the absorbent 12, such as NOx release reduction or sulfur poisoning regeneration, by the above-described method of adding a reducing agent to the exhaust gas passage upstream of the filter 14 carrying the absorbent 12, this exhaust In the exhaust gas purification device configured to control the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 as in the gas purification device 20, the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 is reduced. That is, in the case of the configuration of the present exhaust gas purification device 20, when the reducing agent is added as described above, the position of the regulating valve 24 is adjusted to a predetermined position and the exhaust gas flowing through the absorbent 12 The flow rate is reduced. The adjustment valve 24 is adjusted to a predetermined position by suppressing the deterioration of fuel consumption and emission by reducing the flow rate of the absorbent circulation exhaust gas, and reducing the flow rate of the absorbent circulation exhaust gas by adding the reducing agent to the NOx storage agent. This is performed in order to raise the temperature of the absorbent 12 relatively without any temperature difference by adjusting the flow rate so as to reach the whole.
[0033]
However, in actuality, in the above case, the total exhaust gas discharged without any change in the operating state of the engine as well as the total exhaust gas amount discharged due to a change in the operating state of the engine changes. Even if the gas amount is constant, the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 changes. That is, as the temperature of the absorbent 12 rises, the temperature of the exhaust gas flowing through it rises, and thermal expansion and viscosity increase occur. Even if the regulating valve 24 is fixed at the predetermined position, the absorbent flowing exhaust gas The flow rate is less than the optimum flow rate described above. As a result, the added reducing agent cannot be spread over the entire absorbent 12, causing a relatively large temperature difference in the absorbent 12, and there arises a problem that the absorbent 12 as a whole cannot be sufficiently purified.
[0034]
The present invention is for solving the above problems. Next, a specific method will be described with reference to FIG. 5 in the case of using the exhaust gas purification device 20. Here, as an example of the case of purifying the absorbent 12, it is necessary to make the absorbent 12 higher than the sulfur release temperature TS, which is a relatively high temperature at the time of purification. A case where release is performed, that is, a case where sulfur poisoning regeneration is performed will be described.
[0035]
FIG. 5 is a flowchart showing a control routine of the sulfur poisoning regeneration control of the absorbent 12. This control routine is common to the control of the exhaust gas purification device 40 described later, and is also common to the control of the exhaust gas purification device 30. Since it has a portion, it is also used for explanation of sulfur poisoning regeneration control in these. The sulfur poisoning regeneration control shown in FIG. 5 includes temperature increase control and enrichment control as will be described later. This routine is executed by the ECU 8 by interruption every predetermined time.
[0036]
Referring to FIG. 5, first, at step 100, it is determined whether or not an execution condition for sulfur poisoning regeneration control of the absorbent 12 (hereinafter simply referred to as “regeneration control”) is satisfied. The regeneration control execution condition is, for example, the amount of SOx absorbed by the absorbent 12, that is, the amount of absorbed SOx becomes a certain amount or more. In this case, since it is difficult to directly determine the amount of absorbed SOx, the engine The absorbed SOx amount is estimated based on the discharged SOx amount, that is, the vehicle travel distance. That is, it is determined that the regeneration control execution condition is satisfied when the travel distance from the time when the previous regeneration control is performed becomes larger than a predetermined set value.
[0037]
If it is determined in step 100 that the regeneration control execution condition is not satisfied, the present control routine ends. If it is determined that the regeneration control execution condition is satisfied, the process proceeds to step 102. In step 102, the temperature TF of the absorbent 12 is estimated. The temperature TF here is a temperature measured by the temperature sensor 34, and this temperature TF is set as a representative temperature of the absorbent 12.
In the configuration of the exhaust gas purification apparatus 20, the temperature sensor 34 is provided on the filter 14 carrying the absorbent 12, and the temperature TF of the absorbent 12 is measured. As described above, the temperature sensor is used as the absorbent. The temperature TF of the absorbent 12 may be obtained by other means, such as estimating the temperature of the absorbent 12 by measuring the temperature of the exhaust gas. .
[0038]
When the temperature TF of the absorbent 12 is obtained in step 102, it is compared with a sulfur release temperature TS which is a predetermined temperature in the following step 104.
As a result of the comparison in step 104, when it is determined that the temperature TF is equal to or higher than the sulfur content release temperature TS, the routine proceeds to step 112, where the enrichment control is entered. On the other hand, if it is determined that the temperature TF is lower than the sulfur content release temperature TS, the routine proceeds to step 106, where temperature increase control is entered.
In the temperature rise control that continues from step 106 to step 110, control of the absorbent circulation exhaust gas flow rate and addition of a reducing agent are performed in order to make the entire absorbent 12 have a sulfur content release temperature TS or higher without a relatively temperature difference. .
[0039]
In order to raise the temperature of the absorbent 12 without a relatively temperature difference, it is necessary to distribute the reducing agent to be added from the upstream portion to the downstream portion of the absorbent 12. If it is fixed, there is an optimum absorbent circulation exhaust gas flow rate (hereinafter referred to as “optimal flow rate”) Qo that spreads the added reducing agent throughout the absorbent 12 for the addition method. That is, when the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent is too small for the method of adding the reducing agent, the reducing agent added in the upstream portion of the absorbent 12 is consumed, and conversely, when the amount is too large. May pass through the absorbent 12 before most of the added reducing agent reacts. Therefore, it is preferable to obtain the optimum flow rate Qo by experiment or the like, and to add the reducing agent so as to keep the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 at the optimum flow rate Qo. Even if the position of the regulating valve 24 is adjusted once and the flow rate of the absorbent circulating exhaust gas is controlled to the optimum flow rate Qo, the actual flow rate of the circulating fluid exhaust gas according to the change in the engine operating state and the temperature rise of the absorbent 12. Will change.
[0040]
The control in step 106 and step 108 is for eliminating such problems and maintaining the absorbent circulation exhaust gas flow rate at the optimum flow rate Qo.
For this purpose, in step 106, first the target position (opening) parameter of the regulating valve 24 is determined. In the exhaust gas purification apparatus 20, the target position parameter is represented by a pressure difference Pd between the upstream side and the downstream side of the filter 14 on which the absorbent 12 is carried. This pressure difference Pd is a function of the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 and the temperature TF of the absorbent 12. Generally speaking, as the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 increases, And it becomes so large that temperature TF of the absorber 12 becomes high. Therefore, if these relationships are obtained in advance by experiments or the like and stored in the ROM of the ECU 8, the temperature TF of the absorbent 12 is obtained, whereby the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 at that time is determined as the optimum flow rate ( That is, the pressure difference (that is, the target pressure difference) Pdo when the target flow rate is Qo can be obtained. In step 106, using the temperature TF of the absorbent 12 estimated in step 102, a target pressure difference Pdo, which is a pressure difference Pd when the absorbent circulation exhaust gas flow rate becomes the optimum flow rate Qo, is obtained. The value is set as a target position parameter of the regulating valve 24.
[0041]
In the subsequent step 108, the control of the regulating valve 24 using the target position parameter determined in step 106 by the ECU 8 is performed. That is, the position of the adjustment valve 24 is adjusted so that the pressure difference Pd detected by the differential pressure sensor 33 matches the target pressure difference Pdo that is the target position parameter. Thereby, the control of the adjustment valve 24 in consideration of the temperature TF of the absorbent 12 is performed, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 can be maintained at the optimum flow rate Qo.
[0042]
Next, in step 110, the reducing agent is added by the reducing agent injection nozzle 32 by a predetermined addition method corresponding to the optimum flow rate Qo, so that the temperature of the absorbent 12 as a whole is increased with relatively little temperature difference.
When the control up to step 110 is completed, the process returns to step 102 and the temperature TF of the absorbent 12 is estimated again, and the control is repeated from there. In Step 104, when it is determined again that the temperature TF is lower than the sulfur content release temperature TS, the process proceeds to Step 106 again, and the target position corresponding to the temperature TF of the absorbent 12 estimated in Step 102 of this time. Parameters are determined. In this case, since the temperature TF is normally higher than the previous time, the target pressure difference Pdo, which is the determined target position parameter, also becomes larger than the previous time. Then, in the control of the adjustment valve 24 in step 108 using the target position parameter, if the temperature TF of the absorbent 12 is the same as the previous time, the position of the adjustment valve 24 is adjusted so that the flow rate of the flow exhaust gas increases. (That is, assuming that the total amount of exhaust gas discharged from the engine is constant, the position of the adjustment valve 24 is adjusted to the first position side.)
[0043]
FIG. 6 shows that when the temperature TF of the absorbent 12 increases as described above when the total exhaust gas amount discharged from the engine is constant, the absorbent circulating exhaust gas flow rate is maintained at the optimum flow rate Qo. An example of the time-dependent change of the absorbent circulation exhaust gas flow rate, the position of the regulating valve 24, and the absorbent temperature TF when the control is performed is shown. In FIG. 6, (open side) and (closed side) representing the position of the regulating valve 24 mean the first position side and the second position side, respectively. Further, in the portion showing the absorbent circulation exhaust gas flow rate and the adjustment valve position, a change with time when the adjustment valve position is not changed is indicated by a dotted line. As shown in this figure, when the position of the regulating valve 24 is fixed, the absorbent circulation exhaust gas flow rate decreases as the temperature TF of the absorbent 12 increases. By adjusting the position of the regulating valve 24 according to the temperature TF of the absorbent 12, the absorbent circulating exhaust gas flow rate can be kept constant, that is, the optimum flow rate Qo.
[0044]
Next, the case where it is determined in step 104 that the temperature TF of the absorbent 12 is equal to or higher than the sulfur content release temperature TS will be described. In this case, the process proceeds to step 112 and the enrichment control is entered. The enrichment control is not particularly limited as long as the absorbent 12 can be created in a rich atmosphere. For example, the following exhaust gas flow rate control and reducing agent addition are performed by valve control. .
[0045]
That is, when the enrichment control is started, first, the position of the regulating valve 24 is adjusted, and in relation to the reducing agent addition method, the absorbent 12 is maintained at a temperature equal to or higher than the sulfur release temperature TS without overheating and the absorbent. The flow rate of the absorbent circulating exhaust gas is controlled so that the air-fuel ratio of the circulating exhaust gas can be made rich. In this case, normally, the regulating valve 24 is actuated to the second position side by the drive unit 26 to reduce the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12. Thereby, while reducing the quantity of the reducing agent added in order to make the air fuel ratio of absorbent distribution exhaust gas rich, the deterioration of fuel consumption can be suppressed, and the deterioration of emission can be suppressed. Alternatively, the adjusting valve 24 may be held at the position adjusted in the valve control in the final step 108.
[0046]
Next, the air-fuel ratio of the absorbent circulating exhaust gas becomes rich so that the air-fuel ratio of the absorbent circulating exhaust gas is reduced by the reducing agent injection nozzle 32 of the reducing agent adding portion, that is, at least when the reducing agent is added. Thus, a reducing agent is added. Thereby, when the air-fuel ratio of the absorbent circulation exhaust gas becomes small, SOx (sulfur content) is released from the absorbent 12.
[0047]
When such enrichment control is performed, the routine proceeds to step 114, where it is determined whether or not a condition for completion of regeneration control is satisfied. The completion condition of the regeneration control can be set by various methods. For example, it can be determined based on the execution duration of the enrichment control. That is, it is determined that the regeneration control completion condition is satisfied when the elapsed time from the start of the enrichment control in step 112 becomes larger than a predetermined set value. In addition, the sulfur content released on the downstream side of the absorbent 12 may be measured, and it may be determined that the regeneration control completion condition has been satisfied when the value becomes equal to or less than the set value.
[0048]
If it is determined in step 114 that the regeneration control completion condition is satisfied, the present control routine is terminated. If it is determined that the completion condition is not satisfied, the process proceeds to step 102 and is as described above. Playback control is continued. At this time, if it is determined in step 104 that the temperature TF of the absorbent 12 is lower than the sulfur content release temperature TS, the control from step 106 is performed, and the temperature of the absorbent 12 is increased again.
[0049]
As described above, according to this method, when the reducing agent is added to perform sulfur poisoning regeneration and the temperature of the absorbent 12 is increased, the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 is reduced by the added reducing agent. It is possible to maintain the optimum flow rate (that is, the target flow rate) Qo that reaches the entire absorbent 12. As a result, the entire absorbent 12 can be set to the sulfur content release temperature TS or higher without a relatively temperature difference, so that sufficient sulfur poisoning regeneration can be performed over the entire absorbent 12.
[0050]
In the above description, the temperature rise control is performed with the absorbent circulation exhaust gas flow rate set to the optimum flow rate Qo from the beginning of the temperature rise of the absorbent 12, that is, the absorbent circulation exhaust gas flow rate is constant. The present invention is not limited to this, and the temperature is rapidly raised by another flow rate and another reducing agent addition method until the sulfur content release temperature TS is approached. The temperature of the absorbent circulation exhaust gas flow rate may be raised to the optimum flow rate Qo so as to eliminate the temperature difference generated in the absorbent 12 and to make the entire temperature equal to or higher than the sulfur release temperature TS. The same applies to the exhaust gas purifying apparatuses 30 and 40 having other configurations described later.
[0051]
In the above description, the value Pdo represented by the pressure difference Pd between the upstream side and the downstream side of the filter 14 carrying the absorbent 12 is used as the target position parameter of the regulating valve 24 determined in step 106. Thus, the absorbent circulation exhaust gas flow rate is maintained at the optimum flow rate Qo, but the present invention is not limited to this. For example, the flow rate is expressed by the pressure Pb upstream of the branch point between the main passage 16 and the bypass passage 18. The value Pbo to be used may be used as the target position parameter. In this case, as will be described later, a pressure sensor 35 (shown by a dotted line in FIG. 2) for detecting the pressure Pb is required instead of the differential pressure sensor 33.
[0052]
As in the case of the pressure difference Pd, the pressure Pb also has a certain correlation with respect to the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 and the temperature TF of the absorbent 12. If the temperature TF of the absorbent 12 is obtained and the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 at that time is set to the optimum flow rate (that is, the target flow rate) Qo Pressure (ie, target pressure) Pbo. Therefore, by using the temperature TF of the absorbent 12 estimated in step 102, the target pressure Pbo serving as the target position parameter is obtained (step 106).
[0053]
As shown by the dotted line in FIG. 2, a pressure sensor 35 is provided for determining the pressure Pb on the upstream side of the branch point of the main passage 16 and the bypass passage 18, and the pressure Pb detected by the pressure sensor 35 is the target position. By adjusting the position of the regulating valve 24 so as to coincide with the target pressure Pbo which is a parameter, the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 can be maintained at the optimum flow rate Qo (step 108). In this case as well, the target pressure Pbo, which is a target position parameter, generally increases as the temperature of the absorbent 12 increases. If the total amount of exhaust gas discharged from the engine is constant, the position of the adjustment valve 24 is adjusted to the first position side.
[0054]
Furthermore, maintaining the absorbent circulation exhaust gas flow rate at the optimum flow rate Qo in this way can be performed without using the differential pressure sensor 33 or the pressure sensor 35. In this case, the target position parameter determined in step 106 is the position of the adjusting valve 24 itself.
The determination of the target position parameter in this case is performed as follows. That is, the total exhaust gas flow rate discharged from the engine increases as the engine load Q / N (intake air amount Q / engine speed N) increases, and increases as the engine speed N increases. Therefore, if the total exhaust gas flow rate is obtained in advance by experiments as a function of the engine load Q / N and the engine speed N and stored in the ROM of the ECU 8, each of the exhaust gas flow rates determined by the engine load Q / N and the engine speed N is determined. The total exhaust gas flow rate in the engine operating state can be obtained. In the case of the total exhaust gas flow rate in each engine operating state, when the absorbent 12 is at each temperature TF, the exhaust gas flow rate that flows through the absorbent 12 when the regulating valve 24 is in each position is obtained by experiment or calculation. Can do.
[0055]
Therefore, the total exhaust gas flow rate as a function of the engine load Q / N and the engine speed N, and the absorbent circulation exhaust gas flow rate as a function of the total exhaust gas flow rate, the absorbent temperature TF, and the position of the regulating valve 24. Since these relationships are stored in the ROM of the ECU 8, the adjustment valve 24 sets the absorbent circulating exhaust gas flow rate to the optimum flow rate Qo according to each engine operating state and each absorbent temperature TF. The position can be determined.
[0056]
That is, by using the engine load Q / N and the engine speed N at that time and the temperature TF of the absorbent 12 estimated in step 102, the position of the adjustment valve 24, which is the target position parameter, is determined (step 106). ). By adjusting the position of the regulating valve 24 by the drive unit 26 at this position, the flow rate of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 can be maintained at the optimum flow rate Qo (step 108).
[0057]
Next, another configuration of the exhaust gas purification device 30 will be described. FIG. 7 is an explanatory view schematically showing the configuration of the exhaust gas purifying device 30, and shows the flow of the internal exhaust gas.
This exhaust gas purification device 30 is installed in the portion of the exhaust gas purification device 10 and constitutes a part of the exhaust gas passage 6 in the case shown in FIG. 1, similarly to the exhaust gas purification device 20 described above. As shown in FIG. 7, the exhaust gas purification device 30 includes an upstream trunk passage 46 that leads to the engine body 2, two branch passages 48 and 52 that merge after branching, and a downstream trunk passage 54. ing.
[0058]
Filters carrying the absorbent 12, that is, first and second filters 56 and 58 are disposed in the first and second branch passages 48 and 52, respectively. The configurations of the filters 56 and 58 carrying these absorbents 12 are the same as those of the filter 14 used in the exhaust gas purification device 20 described above. In the following description, in order to distinguish the absorbent 12 carried on each of the first and second filters 56 and 58, they are referred to as first and second absorbents 12a and 12b, respectively. To do.
[0059]
An adjusting portion 62 for controlling the flow rate ratio of the exhaust gas flowing through both the branch passages 48 and 52 is provided at the joining portion of the two branch passages 48 and 52 on the downstream side of the filters 56 and 58. The adjustment unit 62 includes an adjustment valve 64 and a drive unit 66 that drives the adjustment valve 64. The regulating valve 64 is driven by the drive unit 66 so that the exhaust gas flowing through the second branch passage 52 and the first position where the flow rate of the exhaust gas flowing through the first branch passage 48 becomes a minute amount (for example, 1/9 exhaust gas flow rate). Similarly, it is driven between the second position where the gas flow rate becomes a very small amount, and the flow rate of the exhaust gas flowing through each branch passage 48, 52 is adjusted. Normally, the first position and the second position 7, which is an intermediate position between them, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the first branch passage 48 and the flow rate of the exhaust gas flowing through the second branch passage 52 are substantially the same. To be.
[0060]
Further, a reducing agent for adding a reducing agent to be used in the control of regeneration of the absorbent, which will be described later, into each branch passage 48, 52 on the upstream side of each filter 56, 58 of each branch passage 48, 52. An addition section is provided. The reducing agent adding section includes two reducing agent injection nozzles 68 and 72 and one reducing agent supply pump (not shown). The reducing agent supplied from the reducing agent supply pump is introduced into the first branch passage 48 by the first reducing agent injection nozzle 68 and into the second branch passage 52 by the second reducing agent injection nozzle 72. Each is added in an appropriate manner according to the control stage and the like under the control of the ECU 8. Note that, as described above, light oil that is the fuel of the diesel engine 2 is used as the reducing agent.
[0061]
The adjusting unit 62 and the reducing agent adding unit are controlled by the ECU 8. Specifically, the ECU 8 is connected to the drive unit 66 of the adjustment unit 62, and controls the position (opening) adjustment operation of the adjustment valve 64 by controlling the drive unit 66. The ECU 8 is connected to the reducing agent injection nozzles 68 and 72 of the reducing agent addition unit, and controls the reducing agent injection nozzles 68 and 72 so that the reducing agent addition of the reducing agent injection nozzles 68 and 72 is performed. Control the behavior.
In the exhaust gas purifying apparatus 30, the first and second filters 56 and 58 carrying the absorbents 12 a and 12 b measure the temperature of the absorbents 12 a and 12 b on the filters 56 and 58. First and second temperature sensors 74 and 76 are provided. These temperature sensors 74 and 76 are connected to the ECU 8, and the measurement result is given to the ECU 8.
[0062]
In the exhaust gas purification device 30 as well, the temperature sensors 74 and 76 are directly provided on the filters 56 and 58 carrying the absorbents 12a and 12b. Install the sensor downstream of the filters 56 and 58 carrying the absorbents 12a and 12b, and measure the temperature of the exhaust gas to estimate the temperature of the absorbents 12a and 12b. You may make it obtain | require the temperature of 12a, 12b.
Further, in the exhaust gas purifying apparatus 30, the first and second differences for detecting the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the filters 56 and 58 carrying the absorbents 12a and 12b, respectively. Pressure sensors 73 and 75 are provided. These differential pressure sensors 73 and 75 are also connected to the ECU 8, and the measurement result is given to the ECU 8.
[0063]
Next, the regeneration control performed by the exhaust gas purification device 30 will be described. The control routine of the substantial part of the regeneration control of the absorbents 12a and 12b in the exhaust gas purification device 30 is substantially the same as that of the exhaust gas purification device 20 shown in FIG. However, since the exhaust gas purifying apparatus 30 has two absorbents that require regeneration control, the regeneration shown in FIG. 5 is necessary to perform sulfur poisoning regeneration of both absorbents 12a and 12b. The control routine of control needs to be performed twice.
[0064]
That is, when the sulfur poisoning regeneration method shown in the control routine of FIG. 5 is carried out, it is necessary to maintain the flow rate of the exhaust gas flowing through the target absorbent that performs sulfur poisoning regeneration at the optimum flow rate Qo. In the configuration of the exhaust gas purifying apparatus 30, only one of the absorbents 12a or 12b can control the flow rate of the flowing exhaust gas as desired. Therefore, sulfur poisoning regeneration by this method is performed for one of the absorbents 12a or 12b, and in order to complete the sulfur poisoning regeneration of both the absorbents 12a and 12b in the exhaust gas purification device 30. The reproduction control routine shown in FIG. 5 needs to be performed twice. FIG. 8 is a control routine showing the entire regeneration control in the exhaust gas purifying apparatus 30. This routine is executed by the ECU 8 by interruption every predetermined time.
[0065]
In FIG. 8, the regeneration control execution conditions of the first and second absorbents 12a and 12b are the same, and when the regeneration control execution conditions are satisfied, the first absorbent 12a and the second absorbent 12b are continuous. This shows a case where playback control is performed. Step 200 is the same as step 100 in FIG. 5. First, it is determined whether or not the regeneration control execution condition is satisfied.
[0066]
Regarding the substantial part of the regeneration control performed on the first or second absorbent 12a, 12b in the subsequent steps 202 and 204, the regeneration of the exhaust gas purification device 20 described above with reference to FIG. It is basically the same as the control step 102 to step 114, and the correspondence between the components (reducing agent injection nozzles 32 and 68 or 72, temperature sensors 34 and 74 or 76, differential pressure sensors 33 and 73 or 75, etc.) and Since the operation of the regulating valve 64 is also apparent from FIGS. 2 and 7 and the above description, a detailed description thereof will be omitted (generally speaking, the branch passage 48 or 52 on the side where sulfur poisoning regeneration is not performed). Corresponds to the bypass passage 18 in the exhaust gas purification device 20).
[0067]
In this exhaust gas purification device 30, when regeneration control is performed on one absorbent (target absorbent), the exhaust gas bypassing the target absorbent is not subjected to regeneration control. It will pass through the other absorbent. Thus, unlike the case of the exhaust gas 20, the exhaust gas purification device 30 has an advantage that the exhaust gas is prevented from being released into the atmosphere without passing through the absorbent even during the regeneration control. .
[0068]
Even in the configuration of the exhaust gas purification device 30, the same method as the method described with reference to FIG. 5 can be performed in the regeneration control of the absorbents 12a and 12b. The sulfur content release temperature TS can be made higher than a relative temperature difference, and as a result, sufficient sulfur poisoning regeneration can be carried out over the entire absorbent 12a, 12b. Further, in this configuration, as described above, the exhaust gas is prevented from being released into the atmosphere without passing through the absorbent during the regeneration control.
[0069]
In the exhaust gas purification device 30, the sulfur poisoning regeneration method as described above is branched as a target position parameter between the first branch passage 48 and the second branch passage 52 as in the case of the exhaust gas purification device 20. It can also be implemented using a value Pbo represented by the pressure Pb upstream of the point. Since the exhaust gas purification device 20 is basically the same as the exhaust gas purification device 20, a detailed description thereof will be omitted. In this case, in the configuration of the exhaust gas purification device 30, the first branch passage 48 and the first flow passage are used instead of the differential pressure sensors 73 and 75. It is necessary to provide a pressure sensor 77 (indicated by a dotted line in FIG. 7) for detecting the pressure upstream of the branch point of the second branch passage 52. In step 108, the pressure detected by the pressure sensor 77 is The position of the regulating valve 64 is adjusted so as to coincide with the target pressure Pbo which is the target position parameter determined in step 106 in accordance with the temperature of the target absorbent 12a or 12b that performs sulfur poisoning regeneration.
[0070]
Further, the sulfur poisoning regeneration method as described above is performed without using the differential pressure sensor and the pressure sensor in the exhaust gas purification device 30 as in the case of the exhaust gas purification device 20, that is, without providing these sensors. You can also. In this case, the position of the adjustment valve 64 as a target position parameter is determined from the engine operating state and the absorbent temperature TF in the same manner as in the exhaust gas purification device 20, and the position of the adjustment valve 64 is adjusted to this position. The
[0071]
Next, another configuration of the exhaust gas purification apparatus 40 will be described. FIG. 9 is an explanatory view schematically showing the external appearance of the exhaust gas purification device 40, and FIGS. 9A and 9B show a top view and a side view, respectively. FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views when viewed from above and from the side, respectively, and show the flow of exhaust gas inside the exhaust gas purification device 40. FIG.
[0072]
Like the other exhaust gas purification devices 20 and 30 described above, this exhaust gas purification device 40 is installed in the portion of the exhaust gas purification device 10 in the case shown in FIG. Constitute. As shown in FIG. 9, the exhaust gas purification device 40 includes a main passage 78 and an annular passage 82 connected to the main passage 78. A route changing portion 84 is provided at a connection portion between the main passage 78 and the annular passage 82. The path changing unit 84 drives the path switching adjustment valve 86 and the path switching adjustment valve 86 that can change the exhaust gas path and adjust the flow rate of exhaust gas flowing through the filter 14 (absorbent 12), which will be described later. And a drive unit 88 for the purpose. The route changing unit 84 has two sets of facing surfaces to which four passages are connected. Two partial basic passages 78 a and 78 b constituting the basic passage 78 are connected to one set of opposing surfaces, and two partial annular passages 82 a constituting the annular passage 82 are connected to the other set of opposing surfaces. , 82b are connected.
[0073]
In the annular passage 82, the filter 14 carrying the absorbent 12 similar to that used in the other exhaust gas purification devices 20 and 30 described above is disposed. The first partial annular passage 82a communicates with the first surface S1 side of the filter 14 (absorbent 12), and the second partial annular passage 82b communicates with the second surface S2 side. Further, another absorbent 92 is disposed in the partial trunk passage 78b on the downstream side. The downstream partial trunk passage 78b is formed so as to surround a portion of the annular passage 82 in which the filter 14 is built.
[0074]
Further, the exhaust gas purification device 40 includes a reducing agent addition unit for adding a reducing agent to be used in the regeneration control of the absorbent 12 to be described later into the annular passage 82. It is attached to the partial annular passage 82a. The reducing agent addition unit includes a reducing agent injection nozzle 94 and a reducing agent supply pump (not shown), and the reducing agent supplied from the reducing agent supply pump is supplied to the first partial annular passage by the reducing agent injection nozzle 94. It is added to 82a in an appropriate manner according to the control stage or the like under the control of the ECU 8. As the reducing agent, light oil that is a fuel for the diesel engine 2 is used as in the other exhaust gas purification devices 20 and 30 described above.
[0075]
The route changing unit 84 and the reducing agent adding unit are controlled by the ECU 8. Specifically, the ECU 8 is connected to the drive unit 88 of the path changing unit 84, and controls the position (opening) adjustment operation of the path switching adjustment valve 86 by controlling the drive unit 88. The ECU 8 is connected to the reducing agent injection nozzle 94 of the reducing agent addition unit, and controls the reducing agent addition operation of the reducing agent injection nozzle 94 by controlling the reducing agent injection nozzle 94.
In the exhaust gas purification apparatus 40, a temperature sensor 96 that measures the temperature of the absorbent 12 is provided on the filter 14 on which the absorbent 12 is carried. The temperature sensor 96 is connected to the ECU 8, and the measurement result is given to the ECU 8.
[0076]
In the present exhaust gas purification device 40, the temperature sensor 96 is directly provided on the filter 14 carrying the absorbent 12, but as with the other exhaust gas purification devices 20 and 30, the temperature sensor 96 The sensor is installed in the downstream portion of the filter 14 carrying the absorbent 12 during regeneration control, that is, the second partial annular passage 82b, and the temperature of the exhaust gas 12 is measured by measuring the temperature of the exhaust gas. The temperature of the absorbent 12 may be obtained by other means such as estimating the temperature.
[0077]
Further, the exhaust gas purification device 40 is provided with a differential pressure sensor 95 that detects a pressure difference between the upstream side and the downstream side of the filter 14 carrying the absorbent 12. This differential pressure sensor 95 is also connected to the ECU 8, and the measurement result is given to the ECU 8.
The exhaust gas flowing into the exhaust gas purifying device 40 always passes through the main passage 78 and selectively passes through the annular passage 82 as described below.
[0078]
FIGS. 10A and 10B show the flow of exhaust gas when the path switching adjustment valve 86 is located at the first position. In this case, the exhaust gas that has flowed into the exhaust gas purification device 40 flows into the path changing portion 84 through the upstream partial backbone passage 78a, and passes through the first partial annular passage 82a and the second partial annular passage 82b. Going in this order returns to the route changing unit 84. At this time, the exhaust gas flows through the filter 14 carrying the absorbent 12 from the first surface S1 toward the second surface S2. The exhaust gas that has returned to the path changing unit 84 flows into the partial trunk passage 78b on the downstream side, passes through another absorbent 92, and is discharged from the exhaust gas purification device 40. The exhaust gas that has passed through the absorbent 92 is formed so as to surround a portion of the annular passage 82 in which the filter 14 is built in the partial basic passage 78b, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). It passes through the part.
[0079]
FIG. 11 is a view similar to FIG. 10A showing the flow of exhaust gas when the path switching adjustment valve 86 is located at the second position. In this case, the exhaust gas flows in substantially the same manner as in FIG. 10A, but the direction of flow through the annular passage 82 is reversed. That is, the exhaust gas that has flowed into the route changing unit 84 passes through the second partial annular passage 82b and the first partial annular passage 82a in this order, and returns to the route changing unit 84. At this time, the exhaust gas flows through the filter 14 carrying the absorbent 12 from the second surface S2 toward the first surface S1. Thus, since the flow of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 can be reversed, the bias of the NOx occlusion amount due to the flow direction of the exhaust gas during normal use can be eliminated, and the entire absorbent 12 can be used efficiently. can do.
[0080]
FIG. 12 shows the flow of exhaust gas when the path switching adjustment valve 86 is located at a third position that is intermediate between the first position and the second position. 11 is a diagram similar to FIG. Note that when the path switching adjustment valve 86 is switched between the first position and the second position, the path switching adjustment valve 86 temporarily becomes the third position. When the path switching adjustment valve 86 is located at the third position, most of the exhaust gas that has flowed into the path changing unit 84 flows directly into the partial trunk passage 78b on the downstream side and passes through the absorbent 92. It is discharged from the exhaust gas purification device 40.
[0081]
As described above, when the path switching adjustment valve 86 is in the first or second position, the exhaust gas passes through the filter 14 carrying the absorbent 12 and further passes through the absorbent 92. On the other hand, when the path switching adjustment valve 86 is in the third position, most of the exhaust gas passes only through the absorbent 92 without passing through the filter 14 carrying the absorbent 12, and the exhaust gas purification device 40. Discharged from. Therefore, during normal operation, the path switching adjustment valve 86 is in the first or second position so that the exhaust gas passes through the filter 14 carrying the absorbent 12 and the absorbent 92 and is purified. If necessary, the position is adjusted between the first position and the second position by the drive unit 88.
[0082]
Next, regeneration control performed by the exhaust gas purification apparatus 40 will be described. The regeneration control of the absorbent 12 in the exhaust gas purification apparatus 40 is basically the same as that of the exhaust gas purification apparatus 20, and the control The routine is shown in the flowchart of FIG. 5, and the correspondence between the constituent elements (injection nozzles 32 and 94, temperature sensors 34 and 96, differential pressure sensors 33 and 95, etc.) is also clear from the drawings and the above description. The detailed description is omitted. However, the path switching adjustment valve 86 of the exhaust gas purification apparatus 40 can switch the exhaust gas path and reverse the flow of the exhaust gas flowing through the filter 14 (the absorbent 12). Since it has a function different from that of the regulating valve 24, the position (opening) adjustment of the path switching regulating valve 86 carried out by regeneration control is different from that of the regulating valve 24 of the exhaust gas purification device 20. There is also. Therefore, the points related to this will be described below.
[0083]
That is, when the exhaust gas purifying device 40 performs the regeneration control by the control routine shown in FIG. 5, the position of the path switching adjustment valve 86 is always between the first position and the third position. Adjusted to That is, the exhaust gas flowing through the filter 14 is adjusted so as to always flow from the first surface S1 toward the second surface S2 (this direction is referred to as “forward flow”). This is because the reducing agent addition position, that is, the reducing agent injection nozzle 94 is positioned upstream of the filter 14 with respect to the flow direction of the exhaust gas flowing through the filter 14, and the reducing agent is added upstream of the filter 14. It is for doing so.
[0084]
For this reason, when the target pressure difference Pdo, which is a target position parameter corresponding to the temperature TF of the absorbent 12 at that time, is determined in step 106 of the control routine shown in FIG. 5, in step 108, the differential pressure sensor 95 is determined. The position of the path switching adjustment valve 86 is adjusted between the first position and the third position so that the pressure difference Pd detected in step S1 becomes the target pressure difference Pdo.
Therefore, for example, if the path switching adjustment valve 86 is in the second position when the regeneration control execution condition is established in step 100, the absorbent 12 is carried by adjusting the position of the path switching adjustment valve 86 in step 108. The direction of the exhaust gas flowing through the filter 14 is reversed.
[0085]
Even in the configuration of the exhaust gas purification device 40, in the regeneration control of the absorbent 12, a method substantially similar to the method described with reference to FIG. 5 in relation to the exhaust gas purification device 20 can be performed. The entire absorbent 12 can be brought to the sulfur content release temperature or higher without a relatively temperature difference, and as a result, sufficient sulfur poisoning regeneration can be performed over the entire absorbent 12. Further, since the exhaust gas purifying device 40 includes the absorbent 92, the exhaust gas is prevented from being released into the atmosphere without passing through the absorbent during the regeneration control. Further, according to this configuration, since the flow of the exhaust gas flowing through the absorbent 12 can be reversed, the bias of the NOx occlusion amount due to the flow direction of the exhaust gas during normal use can be eliminated, and the entire absorbent 12 Can be used efficiently.
[0086]
Also in the exhaust gas purification device 40, the sulfur poisoning regeneration method as described above is represented by the pressure Pb on the upstream side of the path changing unit 84 as a target position parameter, as in the case of the exhaust gas purification devices 20 and 30. It can also be implemented using the value Pbo. Since the exhaust gas purification device 20 is basically the same as the exhaust gas purification device 20 and will not be described in detail, in this case, in the configuration of the exhaust gas purification device 40, the pressure on the upstream side of the path changing unit 84 is used instead of the differential pressure sensor 95. It is necessary to provide a pressure sensor 97 (indicated by a dotted line in FIG. 9) to detect, and in step 108, the pressure detected by this pressure sensor 97 is determined in step 106 according to the temperature TF of the absorbent 12. The position of the path switching adjustment valve 86 is adjusted between the first position and the third position so as to coincide with the target pressure Pbo, which is a target position parameter.
[0087]
Further, the sulfur poisoning regeneration method as described above does not use the differential pressure sensor and the pressure sensor in the exhaust gas purification device 40 as in the case of the exhaust gas purification devices 20 and 30, that is, without providing these sensors. It can also be done. In this case, the position of the path switching adjustment valve 86 as a target position parameter is determined from the engine operating state and the temperature TF of the absorbent 12 in the same manner as in the case of the exhaust gas purification device 20 in step 106, The position of the path switching adjustment valve 86 is adjusted to the position. Here, the position of the path switching adjustment valve 86 as the target position parameter determined in step 106 is a position between the first position and the third position.
[0088]
In the above description, the regeneration control is divided into the temperature increase control and the enrichment control, and it is described as if the sulfur content is released only at the time of the enrichment control. Even during the temperature control, if the portion of the absorbent 12, 12a, 12b that is higher than the sulfur content release temperature TS becomes rich due to the addition of the reducing agent at that time, the sulfur content is released from that portion. .
[0089]
Further, in the description using the exhaust gas purification devices 20, 30, 40 described above, reducing agent addition nozzles 32, 74 are used as reducing agent addition means for adding a reducing agent upstream of the absorbents 12, 12a, 12b. , 76 and 94, the means for supplying the reducing agent to the exhaust gas passage on the upstream side of the filters 14, 56 and 58 carrying the absorbent 12 is shown, but the present invention is not limited to this. For example, in each of the exhaust gas purification devices 20, 30, and 40 described above, instead of adding the reducing agent from the reducing agent adding nozzles 32, 74, 76, and 94, the reducing agent is added by post injection. Also good.
In this case, if the reducing agent is added only by the post injection, there is an advantage that it is not necessary to provide the reducing agent addition nozzles 32, 74, 76, and 94.
[0090]
In addition, when the reducing agent is added by post injection, the reducing agent is added into the cylinder by the fuel injection valve. Therefore, when there are a plurality of exhaust gas paths in the exhaust gas purification device, the exhaust gas is exhausted. It should be noted that the reducing agent cannot be added individually for each gas path. For example, when the reducing agent is added by post injection in the exhaust gas purification device 30 shown in FIG. 7, it is not possible to add individual reducing agents to the absorbents 12a and 12b. 2, when the reducing agent is added by post injection in the exhaust gas purification device 20 shown in FIG. 2, the exhaust gas to which the reducing agent is added also flows into the exhaust gas path where the absorbent 12 does not exist. As the reducing agent is wasted, the reducing agent released into the atmosphere may increase.
[0091]
When the reducing agent is added by post injection in the exhaust gas purification device 40 shown in FIG. 9 and the like, the direction of the exhaust gas flowing through the filter 14 (absorbent 12) during the regeneration control described above. Therefore, the regeneration control can be performed with the direction of the exhaust gas flowing through the filter 14 in the reverse direction. Therefore, in this case, the position of the path switching adjustment valve 86 may be adjusted to a position between the second position and the third position in step 108 of the control routine shown in FIG.
[0092]
In the description using the exhaust gas purification devices 20, 30, and 40 described above, the condition for shifting from the temperature increase control to the enrichment control is that the absorbent temperature TF is equal to or higher than the sulfur release temperature TS. However, this condition may be that the temperature TF of the absorbent becomes equal to or higher than a predetermined temperature different from the sulfur content release temperature TS. For example, considering the temperature drop after the shift to the enrichment control, the temperature that satisfies the above condition (that is, the target temperature in the temperature rise control) may be set higher than the sulfur content release temperature TS.
[0093]
In the configuration of each of the exhaust gas purification devices 20, 30, 40 described above, the absorbents 12, 12a, 12b are carried on the exhaust gas passage wall surfaces in the filters 14, 56, 58. And may be independent of each other.
Moreover, although the above description is about the case where this invention is applied to a diesel engine, this invention is not limited to this, It is applicable also to another internal combustion engine.
[0094]
Further, in the above description, as an example of purifying the NOx storage agent by controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the NOx storage agent by the flow rate control means and adding the reducing agent on the upstream side of the NOx storage agent. In the above description, the case where the sulfur content is released from the NOx absorbent, that is, the case where the sulfur poisoning regeneration is performed has been described. However, the present invention can be performed by a similar method such as NOx release reduction from the NOx storage agent The same applies to the case where other purification control is performed.
[0095]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when adding a reducing agent to purify the NOx storage agent and raising the temperature of the NOx storage agent, the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent to be purified is the internal combustion engine. Regardless of the amount of exhaust gas discharged from the engine, the target NOx storage agent is compared because the target flow rate is determined in advance (that is, the optimal flow rate where the added reducing agent reaches the entire target NOx storage agent). It is possible to make the temperature higher than a predetermined temperature without any difference in target temperature, and as a result, it is possible to sufficiently purify the entire target NOx storage agent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a case where an exhaust gas purifying apparatus of the present invention is applied to a diesel engine.
FIG. 2 is an explanatory view showing an exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a particulate filter carrying a NOx absorbent.
FIG. 4 is a view for explaining NOx absorption / release and reduction and purification action;
FIG. 5 is a flowchart showing a control routine of sulfur poisoning regeneration control of the NOx absorbent in the exhaust gas purification device shown in FIG. 2 and the exhaust gas purification devices shown in FIGS. 9 to 12;
6 is a graph showing NOx when control is performed to maintain the flow rate of exhaust gas flowing through the NOx absorbent at an optimum flow rate when the temperature of the NOx absorbent rises according to the control routine shown in FIG. 5; An example of the time-dependent change of an absorbent distribution exhaust gas flow rate, a regulating valve position, and an NOx absorbent temperature is shown.
FIG. 7 is an explanatory view showing another exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a control routine of sulfur poisoning regeneration control of the NOx absorbent in the exhaust gas purifying apparatus shown in FIG. 7;
FIG. 9 is an explanatory view schematically showing the appearance of still another exhaust gas purifying apparatus of the present invention. FIGS. 9 (a) and 9 (b) are a top view and a side view, respectively. Show.
FIG. 10 is an explanatory view showing a cross section of the exhaust gas purifying apparatus shown in FIG. 9 when FIGS. 10 (a) and 10 (b) are viewed from above and from the side, respectively. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the flow of exhaust gas when the path switching adjustment valve is located at the first position.
FIG. 11 is a view similar to FIG. 10 (a) showing the flow of exhaust gas when the path switching adjustment valve is positioned at the second position.
FIG. 12 is a view similar to FIG. 10 (a) showing the flow of exhaust gas when the path switching adjustment valve is positioned at the third position.
[Explanation of symbols]
2 ... Engine body
6 ... Exhaust gas passage
8 ... Electronic control unit (ECU)
10, 20, 30, 40 ... exhaust gas purification device
12, 12a, 12b ... NOx absorbent
14, 56, 58 ... Particulate filter
24, 64 ... Adjusting valve
32, 68, 72, 94 ... reducing agent injection nozzle
33, 73, 75 ... differential pressure sensor
34, 74, 76, 96 ... temperature sensor
35, 77, 97 ... pressure sensor
86 ... Route switching adjustment valve

Claims

When the air-fuel ratio of the flowing exhaust gas is lean, NOx is occluded and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing becomes small, and if a reducing agent is present, the NOx storage agent that reduces and purifies the stored NOx is discharged from the internal combustion engine. In the exhaust gas purification device disposed in the exhaust gas passage through which the exhaust gas is passed,
The flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent to be purified when the NOx storage agent should be purified, the flow rate of the first path through which the exhaust gas flows through the target NOx storage agent, and the target NOx storage agent Flow rate control means for adjusting and controlling the rate of the flow rate of the second path that flows by bypass;
A reducing agent addition means for adding a reducing agent on the upstream side of the target NOx storage agent,
When adding the reducing agent by controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent so that the entire target NOx storage agent has a predetermined temperature or higher when the target NOx storage agent is to be purified. The flow rate control means controls the temperature of the target NOx storage agent so that the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent becomes a predetermined target flow rate regardless of the amount of exhaust gas discharged from the internal combustion engine. Adjusted accordingly ,
When the temperature of the target NOx storage agent rises, the flow rate control means is adjusted so that the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the target NOx storage agent increases.

When the air-fuel ratio of the flowing exhaust gas is lean, NOx is occluded and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing becomes small, and if a reducing agent is present, the NOx storage agent that reduces and purifies the stored NOx is discharged from the internal combustion engine. In the exhaust gas purification device disposed in the exhaust gas passage through which the exhaust gas is passed,
The flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent to be purified when the NOx storage agent should be purified, the flow rate of the first path through which the exhaust gas flows through the target NOx storage agent, and the target NOx storage agent Flow rate control means for adjusting and controlling the rate of the flow rate of the second path that flows by bypass;
A reducing agent addition means for adding a reducing agent on the upstream side of the target NOx storage agent,
When adding the reducing agent by controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent so that the entire target NOx storage agent has a predetermined temperature or higher when the target NOx storage agent is to be purified. The flow rate control means controls the temperature of the target NOx storage agent so that the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent becomes a predetermined target flow rate regardless of the amount of exhaust gas discharged from the internal combustion engine. An exhaust gas purifying device adjusted according to
The flow rate control means is adjusted so that the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the target NOx storage agent becomes a target pressure difference determined according to the temperature of the target NOx storage agent ,
When the temperature of the target NOx storage agent rises, the flow rate control means is adjusted so that the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the target NOx storage agent increases .

When the air-fuel ratio of the flowing exhaust gas is lean, the NOx occlusion agent that stores and reduces NOx is reduced and if the reducing agent is present, the NOx storage agent that reduces and purifies the stored NOx is discharged from the internal combustion engine. In the exhaust gas purification device disposed in the exhaust gas passage through which the exhaust gas is passed,
  The flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent to be purified when the NOx storage agent should be purified, the flow rate of the first path through which the exhaust gas flows through the target NOx storage agent, and the target NOx storage agent Flow rate control means for adjusting and controlling the flow rate ratio of the second path that flows by bypass;
  A reducing agent addition means for adding a reducing agent on the upstream side of the target NOx storage agent,
  When adding the reducing agent by controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent so that the entire target NOx storage agent has a predetermined temperature or higher when the target NOx storage agent is to be purified. The exhaust gas flow through the target NOx storage agent is discharged from the internal combustion engine. The flow rate control means is adjusted according to the temperature of the target NOx storage agent so as to be a predetermined target flow rate regardless of the amount of exhaust gas to be produced,
  The flow rate control means is adjusted so that the pressure of the exhaust gas in the portion immediately before dividing into the first path and the second path becomes a target pressure determined according to the temperature of the target NOx storage agent. Exhaust gas purification device.

When the temperature of the target NOx storage agent rises, the flow rate control means is adjusted so that the pressure of the exhaust gas in the portion immediately before dividing into the first path and the second path increases. 3. An exhaust gas purifying device according to 3.

When the air-fuel ratio of the flowing exhaust gas is lean, NOx is occluded and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing becomes small, and if a reducing agent is present, the NOx storage agent that reduces and purifies the stored NOx is discharged from the internal combustion engine. In the exhaust gas purification device disposed in the exhaust gas passage through which the exhaust gas is passed,
The flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent to be purified when the NOx storage agent should be purified, the flow rate of the first path through which the exhaust gas flows through the target NOx storage agent, and the target NOx storage agent Flow rate control means for adjusting and controlling the rate of the flow rate of the second path that flows by bypass;
A reducing agent addition means for adding a reducing agent on the upstream side of the target NOx storage agent,
When adding the reducing agent by controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent so that the entire target NOx storage agent has a predetermined temperature or higher when the target NOx storage agent is to be purified. The flow rate control means controls the temperature of the target NOx storage agent so that the flow rate of the exhaust gas flowing through the target NOx storage agent becomes a predetermined target flow rate regardless of the amount of exhaust gas discharged from the internal combustion engine. Adjusted accordingly,
When the temperature of the target NOx storage agent rises, the flow rate control means adjusts the exhaust gas pressure so that the pressure of the exhaust gas in the portion immediately before dividing into the first path and the second path increases. Purification equipment.

The exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 5, wherein the NOx occlusion agent is supported on a means for removing exhaust particulates in the exhaust gas and disposed in the exhaust gas passage.