(57)【要約】【課題】触媒を再生させるために必要な液体の量と、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を所定温度以上に維持するために必要な液体の量を低減する。【解決手段】エンジン１１の排気管１６の途中に設けられた第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２と、それらの触媒に向けて炭化水素系液体３２を噴射可能な第１及び第２液体噴射ノズル２４，２６と、それらのノズルに第１液体調整弁３４及び第２液体調整弁３５を介して液体３２を供給する炭化水素系液体供給手段３６と、排ガスを第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒にそれぞれ流す流量を調整する排ガス調整弁４１と、第１液体調整弁３４及び第２液体調整弁３５及び排ガス調整弁４１をそれぞれ制御するコントローラ４４とを備える。第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２は、仕切板２３により仕切られた状態で単一のケーシング２７に収容されることが好ましい。【選択図】  図１
2005226560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン(11)の排気管(16)の途中に設けられた第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒(21)と、
前記第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒(21)と並列に前記排気管(16)の途中に設けられた第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒(22)と、
前記第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒(21)より排ガス上流側の前記排気管(16)に設けられ前記第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒(21)に向けて炭化水素系液体(32)を噴射可能な第１液体噴射ノズル(24)と、
前記第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒(22)より排ガス上流側の前記排気管(16)に設けられ前記第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒(22)に向けて炭化水素系液体(32)を噴射可能な第２液体噴射ノズル(26)と、
前記第１液体噴射ノズル(24)及び第２液体噴射ノズル(26)にそれぞれ第１液体調整弁(34)及び第２液体調整弁(35)を介して前記液体(32)を供給する炭化水素系液体供給手段(36)と、
前記エンジン(11)から排出された排ガスを前記第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒(21)及び前記第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒(22)にそれぞれ流す流量を調整する排ガス調整弁(41)と、
前記第１液体調整弁(34)及び前記第２液体調整弁(35)及び前記排ガス調整弁(41)をそれぞれ制御するコントローラ(44)と
を備えたエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項２】
排気管(16)の直径より大径に形成された単一のケーシング(27)に第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒(21)及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒(22)の双方が仕切板(23)により仕切られた状態で収容され、前記仕切板(23)の排ガス上流側端部に排ガス調整弁(41)が設けられた請求項１記載のエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項３】
第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒(21)より排ガス下流側の排気管(16)に前記第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒(21)を通過した排ガスのＮＯｘ濃度を検出する第１ＮＯｘセンサ(46a)が設けられ、第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒(22)より排ガス下流側の前記排気管(16)に前記第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒(22)を通過した排ガスのＮＯｘ濃度を検出する第２ＮＯｘセンサ(46b)が設けられ、前記第１ＮＯｘセンサ(46a)及び第２ＮＯｘセンサ(46b)の検出出力に基づいてコントローラ(44)が第１液体調整弁(34)及び第２液体調整弁(35)及び排ガス調整弁(41)をそれぞれ制御するように構成された請求項１又は２記載のエンジンの排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排ガスに含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を低減する排ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの排気管にＮＯｘ吸蔵還元触媒を設け、そのＮＯｘ吸蔵還元触媒より排ガス上流側の排気管にＮＯｘ吸蔵還元触媒に向けて炭化水素系液体を噴射可能な液体噴射ノズルを設けた排ガス浄化装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この液体噴射ノズルには液体調整弁を介して液体を供給する炭化水素系液体供給手段が接続され、液体調整弁を制御するコントローラが備えられる。
【０００３】
このように構成されたエンジンの排ガス浄化装置では、排ガス中のＮＯｘをＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵させて排ガスを浄化させることができる。そしてＮＯｘの吸蔵量が増大すると、その段階で液体調整弁を所定時間だけオンして液体噴射ノズルから液体を噴射させる。すると、触媒入口の排ガス中の炭化水素濃度が増加し、触媒入口の排ガスの空気過剰率が低下するとともに、ＨＣ，ＣＯ又はＨ2が還元剤として増加する。これにより、触媒に吸蔵されたＮＯｘが上記ＨＣ等と反応しＮ2，ＣＯ2，Ｈ2Ｏとなって触媒から放出され、触媒が再生できるようになっている。
【０００４】
また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒は所定温度以上でなければＮＯｘを吸蔵することができないので、エンジンが低負荷時又はアイドル時にあっては排ガス温度が低下して、排ガス中のＮＯｘをＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵させることが困難になる。しかし、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に向けて炭化水素系液体を噴射可能な液体噴射ノズルを設けていれば、排ガスの温度が低下した場合に、液体調整弁を所定時間だけオンして液体噴射ノズルから液体である軽油を噴射して燃焼させることによりＮＯｘ吸蔵還元触媒を所定温度以上に維持することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−３４９２３６号公報（特許請求の範囲、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の排ガス浄化装置では、液体噴射ノズルから噴射させる液体の量が比較的多く必要である不具合がある。即ち、触媒を再生させるために噴射された液体は触媒に吸蔵されたＮＯｘと反応する他に、排ガス中に含まれる酸素とも反応する。このため、比較的多くの排ガスが流通する場合にあって、触媒を再生させるために噴射ノズルから噴射する液体の量は、触媒を再生させるに必要な量と排ガス中の酸素と反応する液体の量の和になり、触媒を再生させるために本来的に必要な液体の量を大幅に越えた比較的多くの液体を必要とする不具合がある。
【０００６】
また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を所定温度以上に維持するために、エンジンが低負荷時又はアイドル時に液体噴射ノズルから噴射する液体の量は、その液体が燃焼することによりＮＯｘ吸蔵還元触媒の全体を所定温度以上に維持することができるに十分な量でなければならない。してみると、ＮＯｘ吸蔵還元触媒自体が比較的大きなことからＮＯｘ吸蔵還元触媒を所定温度以上に維持するために必要な液体の量も比較的多く必要とする不具合がある。
本発明の目的は、触媒を再生させるために必要な液体の量を低減し得るエンジンの排ガス浄化装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を所定温度以上に維持するために必要な液体の量を低減し得るエンジンの排ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、エンジン１１の排気管１６の途中に設けられた第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１と、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１と並列に排気管１６の途中に設けられた第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２と、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１より排ガス上流側の排気管１６に設けられ第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１に向けて炭化水素系液体３２を噴射可能な第１液体噴射ノズル２４と、第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２より排ガス上流側の排気管１６に設けられ第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に向けて炭化水素系液体３２を噴射可能な第２液体噴射ノズル２６と、第１液体噴射ノズル２４及び第２液体噴射ノズル２６にそれぞれ第１液体調整弁３４及び第２液体調整弁３５を介して液体３２を供給する炭化水素系液体供給手段３６と、エンジン１１から排出された排ガスを第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２にそれぞれ流す流量を調整する排ガス調整弁４１と、第１液体調整弁３４及び第２液体調整弁３５及び排ガス調整弁４１をそれぞれ制御するコントローラ４４とを備えたエンジンの排ガス浄化装置である。
【０００８】
この請求項１に記載されたエンジンの排ガス浄化装置では、触媒２１，２２を再生させる際に、コントローラ４４は排ガス調整弁４１を再生させる触媒側に傾斜させ、その再生させるＮＯｘ吸蔵還元触媒２１又は２２に流れる排ガスの比率を減少させる。そして炭化水素系液体供給手段３６を作動させるとともに第１又は第２液体調整弁３４，３５をオンして第１又は第２液体噴射ノズル２４，２６から液体３２を排ガスの比率を減少させた側の第１又は第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１又は２２に向けて噴射してそのＮＯｘ吸蔵還元触媒２１又は２２を再生させる。
この第１又は第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１又は２２を再生させるために噴射された液体は触媒に吸蔵されたＮＯｘと反応する他に、排ガス中に含まれる酸素とも反応するけれども、排ガス調整弁４１が傾斜して再生させるＮＯｘ吸蔵還元触媒２１又は２２に流れる排ガスの比率は減少しているので、排ガス中の酸素と反応する液体の量は従来より減少し、触媒２１又は２２を再生させるために噴射ノズル２４又は２６から噴射する液体の必要量は従来よりも減少する。
【０００９】
また、エンジン１１が低負荷時又はアイドル時に排ガス温度が低下した場合に、第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２が所定温度未満になることを防止するために液体噴射ノズル２４，２６から液体３２を噴射して燃焼させる。この場合、排ガス調整弁４１を第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１側か或いは第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２側に傾斜させて、第１又は第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１又は２２に流れる排ガスの比率を減少させ、排ガスの比率が減少した側の触媒２１又は２２に向けて液体３２を噴射する。これにより第１又は第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１又は２２のいずれか一方のＮＯｘ吸蔵還元触媒を所定温度以上に維持する。従って、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１又は２２を所定温度以上に維持するために必要な液体の量は、第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１及び２２の双方を所定温度以上に維持するために必要な液体の量に比較して低減させることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、排気管１６の直径より大径に形成された単一のケーシング２７に第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の双方が仕切板２３により仕切られた状態で収容され、仕切板２３の排ガス上流側端部に排ガス調整弁４１が設けられたエンジンの排ガス浄化装置である。
この請求項２に記載されたエンジンの排ガス浄化装置では、単一のケーシング２７に第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の双方を収容するので、その構造が比較的単純にすることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１より排ガス下流側の排気管１６にその第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１を通過した排ガスのＮＯｘ濃度を検出する第１ＮＯｘセンサ４６ａが設けられ、第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２より排ガス下流側の排気管１６にその第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２を通過した排ガスのＮＯｘ濃度を検出する第２ＮＯｘセンサ４６ｂが設けられ、第１ＮＯｘセンサ４６ａ及び第２ＮＯｘセンサ４６ｂの検出出力に基づいてコントローラ４４が第１液体調整弁３４及び第２液体調整弁３５及び排ガス調整弁４１をそれぞれ制御するように構成されたエンジンの排ガス浄化装置である。
一般的に炭化水素系液体を噴射可能な液体噴射ノズルを有する排ガス浄化装置においては、ＮＯｘセンサを用いて吸蔵還元触媒の再生時期を検出するけれども、この請求項３に記載されたエンジンの排ガス浄化装置では、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１を通過した排ガスのＮＯｘ濃度を検出する第１ＮＯｘセンサ４６ａと、第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２を通過した排ガスのＮＯｘ濃度を検出する第２ＮＯｘセンサ４６ｂを別々に設けたので、これらの検出出力に基づいてコントローラ４４が第１液体調整弁３４及び第２液体調整弁３５及び排ガス調整弁４１をそれぞれ制御することにより、それぞれの触媒２１，２２における再生時期を別々に検出して最適な時期にそれらを再生させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の排ガス浄化装置は、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒と、その第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒と並列に設けられた第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒と、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒に向けて炭化水素系液体を噴射可能な第１液体噴射ノズルと、第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒に向けて炭化水素系液体を噴射可能な第２液体噴射ノズルと、第１液体噴射ノズル及び第２液体噴射ノズルに液体を供給する炭化水素系液体供給手段と、エンジンから排出された排ガスを第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒にそれぞれ流す流量を調整する排ガス調整弁と、これらを制御するコントローラとを備える。そして、触媒を再生させる際に、排ガス調整弁を再生させる触媒側に傾斜させて排ガスの比率を減少させ、その状態で液体を噴射してそのＮＯｘ吸蔵還元触媒を再生させる。噴射された液体は触媒に吸蔵されたＮＯｘと反応する他に排ガス中に含まれる酸素とも反応するけれども、排ガス調整弁が傾斜して再生させるＮＯｘ吸蔵還元触媒に流れる排ガスの比率は減少しているので、排ガス中の酸素と反応する液体の量は従来より減少し、噴射ノズルから噴射する液体の必要量を従来よりも減少させることができる。
【００１３】
また、エンジンが低負荷時又はアイドル時に液体噴射ノズルから液体を噴射して燃焼させるけれども、排ガス調整弁を第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒側か或いは第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒側に傾斜させて流れる排ガスの比率を減少させ、排ガスの比率が減少した側の触媒に向けて液体を噴射し、いずれか一方のＮＯｘ吸蔵還元触媒を所定温度以上に維持する。従って、第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒の双方を所定温度以上に維持するために必要な液体の量に比較してその必要な液体の量を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ディーゼルエンジン１１の吸気ポートには吸気マニホルド１２を介して吸気管１３が接続され、排気ポートには排気マニホルド１４を介して排気管１６が接続される。吸気管１３には、ターボ過給機１７のコンプレッサ１７ａと、ターボ過給機１７により圧縮された吸気を冷却するインタクーラ１８とがそれぞれ設けられ、排気管１６にはターボ過給機１７のタービン１７ｂが設けられる。図示しないがコンプレッサ１７ａの回転翼とタービン１７ｂの回転翼とはシャフトにより連結される。エンジン１１から排出される排ガスのエネルギによりタービン１７ｂ及びシャフトを介してコンプレッサ１７ａが回転し、このコンプレッサ１７ａの回転により吸気管１３内の吸入空気が圧縮されるように構成される。排気管１６の途中には第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１と第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が設けられる。この実施の形態では、排気管１６の途中にその排気管１６の直径より大径の単一のケーシング２７が形成され、その単一のケーシング２７に第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の双方が仕切板２３により仕切られた状態で収容される。
【００１５】
第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２は、排気管１６に流入する排ガス中のＮＯｘを吸蔵し、かつ排ガス中のＨＣ，ＣＯ又はＨ2が増加して酸素が減少したときに上記吸蔵したＮＯｘを放出して再生処理される触媒である。これらの触媒２１，２２は図示しないが排ガスの流れる方向に格子状（ハニカム状）の通路が形成されたモノリス担体（材質：コージェライト）と、このモノリス担体上に形成されかつ貴金属及びＮＯｘ吸蔵剤が担持されたコート層とを有する。貴金属としてはＰｔが挙げられ、ＮＯｘ吸蔵剤としてはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓ等のアルカリ金属や、Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ等のアルカリ土類金属や、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ（Ｙ以外はランタノイド系金属）等の希土類金属が挙げられる。上記ＮＯｘ吸蔵剤はそれぞれの触媒２１，２２の総重量に対して２〜２０重量％、好ましくは５〜１０重量％担持される。またコート層としてはアルミナが挙げられる。
【００１６】
第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１の排ガス上流側の排気管１６、即ち触媒２１の入口には、第１液体噴射ノズル２４がその触媒２１に向けて設けられる。第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の排ガス上流側の排気管１６、即ち触媒２２の入口には、第２液体噴射ノズル２６がその触媒２２に向けて設けられる。第１液体噴射ノズル２４には第１液体供給管３１ａの一端が接続され、第２液体噴射ノズル２６には第２液体供給管３１ｂの一端が接続される。第１液体供給管３１ａ及び第２液体供給管３１ｂのそれぞれの他端は液体供給本管３１の一端に接続され、液体供給本管３１の他端は軽油やガソリン等の炭化水素系液体３２が貯留された液体タンク３３に接続される。なお、図示しないが、液体供給本管３１の他端はエンジンの燃料噴射ポンプへ燃料を供給するフィードポンプに接続しても良い。
【００１７】
第１液体供給管３１ａには第１液体噴射ノズル２４への液体３２の供給量を調整する第１液体調整弁３４が設けられ、第２液体供給管３１ｂには第２液体噴射ノズル２６への液体３２の供給量を調整する第２液体調整弁３５が設けられる。液体供給本管３１には液体タンク３３内の液体３２を第１及び第２液体噴射ノズル２４，２６に供給可能なポンプ３６が設けられる。第１及び第２液体調整弁３４，３５は同一品であり、第１液体調整弁３４を代表して説明すると、この第１液体調整弁３４は第１〜第３ポート３４ａ〜３４ｃを有する三方弁であり、第１ポート３４ａはポンプ３６の吐出口に接続され、第２ポート３４ｂは液体噴射ノズル２４に接続され、更に第３ポート３４ｃは戻り管３７を介して液体タンク３３に接続される。上記炭化水素系液体３２は軽油であり、第１液体調整弁３４がオンすると第１及び第２ポート３４ａ，３４ｂが連通し、オフすると第１及び第３ポート３４ａ，３４ｃが連通するように構成される。
【００１８】
第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２より上流側の排気管１６には、エンジン１１から排出された排ガスを第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２にそれぞれ流す流量を調整する排ガス調整弁４１が設けられる。この実施の形態では、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１と第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２とを仕切る仕切板２３の排ガス上流側端部に排ガス調整弁４１が設けられる。この排ガス調整弁４１は図２に示すように排気管１６を２分して中立位置で第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１と第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に均等の量の排ガスを流すとともに、図３に示すように中立位置からいずれか一方に傾くことにより第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１と第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に流す排ガスの比率を変更可能に構成される。
【００１９】
図１に戻って、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１と第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２のそれぞれの入口には排気管１６内の排ガス温度を検出する温度センサ４３が設けられる。またエンジン１１のクランク軸近傍にはこのクランク軸の回転速度を検出する回転センサ５１が設けられ、アクセルペダル近傍又は燃料噴射ポンプのコントロールレバー近傍にはエンジンの負荷を検出する負荷センサ５２が設けられる。また、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１より排ガス下流側の排気管１６にはその第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１を通過した排ガスのＮＯｘ濃度を検出する第１ＮＯｘセンサ４６ａが設けられ、第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２より排ガス下流側の排気管１６にはその第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２を通過した排ガスのＮＯｘ濃度を検出する第２ＮＯｘセンサ４６ｂが設けられる。上記温度センサ４３、回転センサ５１、負荷センサ５２、第１ＮＯｘセンサ４６ａ及び第２ＮＯｘセンサ４６ｂの各検出出力はマイクロコンピュータからなるコントローラ４４の制御入力に接続され、コントローラ４４の制御出力は第１及び第２液体調整弁３４，３５、ポンプ３６、及び排ガス調整弁４１にそれぞれ接続される。
【００２０】
コントローラ４４はメモリ４７を備える。メモリ４７には、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１と第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２入口の排ガス温度、エンジン１１の回転速度及び負荷、触媒２１，２２出口のＮＯｘ濃度に応じた第１及び第２液体調整弁３４，３５のオン時間及びその間隔や、排ガス調整弁４１の開度や、ポンプ３６の作動の有無が予め記憶される。具体的には、第１及び第２ＮＯｘセンサ４６ａ，４６ｂの各検出出力により第１及び第２液体調整弁３４，３５をオンする間隔（触媒２１，２２によるＮＯｘ吸蔵時間）が決定され、回転センサ５１及び負荷センサ５２の各検出出力により第１及び第２液体調整弁３４，３５をオンしている時間が決定され、更に第１及び第２ＮＯｘセンサ４６ａ，４６ｂ、回転センサ５１及び負荷センサ５２の各検出出力により排ガス調整弁４１の切換時期及び切換時間が決定される。
【００２１】
このように構成されたエンジンの排ガス浄化装置の動作を説明する。
エンジン１１を始動すると、排ガス調整弁４１は中立位置となりエンジン１１から排出された排ガスは排気管１６を通って第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２を均等の割合で通過する。第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２の温度が所定の温度、この実施の形態では１５０℃以上なると排ガスに含まれるＮＯｘは上記触媒２１，２２に吸蔵される。触媒２１，２２のコート層に担持されるＮＯｘ吸蔵剤として例えばＢａを用いれば、エンジン１１から排出されたＮＯｘは上記触媒２１，２２において排ガス中のＯ2と反応し、更に触媒２１，２２中のＢａＯ，ＢａＣＯ3と反応して［Ｂａ（ＮＯ3）2］が生成され、この状態で触媒２１，２２に吸蔵される。また排ガスに含まれるＨＣは触媒２１，２２のコート層に担持された貴金属（Ｐｔ）の酸化作用により酸化される。
【００２２】
温度センサ４３が２００℃以上の排ガス温度を検出した状態で、第１及び第２ＮＯｘセンサ４６ａ，４６ｂが５０ｐｐｍ以上のＮＯｘ濃度を検出する、即ち触媒２１，２２においてＮＯｘの吸蔵量が飽和状態に近付くと、コントローラ４４は温度センサ４３、回転センサ５１、負荷センサ５２、第１及び第２ＮＯｘセンサ４６ａ，４６ｂの各検出出力に基づいて、第１及び第２液体調整弁３４，３５をオンして第１及び第２液体噴射ノズル２４，２６から液体３２を噴射し、触媒２１，２２をそれぞれ再生させる。特にこの実施の形態では、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１を通過した排ガスのＮＯｘ濃度を検出する第１ＮＯｘセンサ４６ａと、第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２を通過した排ガスのＮＯｘ濃度を検出する第２ＮＯｘセンサ４６ｂを別々に設けたので、これらの検出出力に基づいてコントローラ４４が第１及び第２液体調整弁３４，３５等をそれぞれ制御することにより、それぞれの触媒２１，２２を最適な時期に再生させることが可能になる。
【００２３】
この触媒２１，２２の再生はいずれか一方を先に行いその後他方を行うものであり、コントローラ４４は先ず中立位置の排ガス調整弁４１を再生させる触媒側に傾斜させる。例えば、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１を再生させる際には図３に示すように排ガス調整弁４１を中立位置から第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１側に傾斜させて、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１に流れる排ガスの比率を減少させる。この実施の形態では、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１側に５〜１０％の排ガスが流れ、第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２側に９５〜９０％の排ガスが流れるように排ガス調整弁４１を傾斜させる。そして回転センサ５１及び負荷センサ５２の各検出出力に基づいて定められた時間に従い、ポンプ３６を作動させるとともに第１液体調整弁３４をオンして第１液体噴射ノズル２４から従来よりも少量の液体３２を第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１に向けて噴射する。
【００２４】
例えば、第１液体噴射ノズル２４から第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１に向けて噴射する液体３２の量は、引用文献１における装置の触媒を再生させる際に噴射する液体の量の５〜１０％である。即ち、この第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１を再生させるために噴射された液体は触媒に吸蔵されたＮＯｘと反応する他に、排ガス中に含まれる酸素とも反応する。しかし、第１液体噴射ノズル２４から軽油３２を噴射する際には、排ガス調整弁４１が中立位置から第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１側に傾斜し、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１に流れる排ガスの比率が減少しているので、排ガス中の酸素と反応する液体の量は従来より減少し、この触媒２１を再生させるために噴射ノズル２４から噴射する液体の必要量は従来よりも減少させることができる。
【００２５】
第１液体噴射ノズル２４から例えば液体である軽油３２が噴射されると、軽油３２の一部が酸素と反応して触媒２１入口の排ガス中の酸素濃度が低下する。これとともに、ＨＣ，ＣＯ又はＨ2が還元剤として増加するので、触媒２１に吸蔵されたＮＯｘがその触媒２１から次のように放出される。即ち、触媒２１に吸蔵された［Ｂａ（ＮＯ3）2］が排ガス中の上記還元剤と反応してＮＯ2或いはＮ2まで還元され、次に触媒２１が選択性の良い還元触媒として機能し、上記ＮＯ2が排ガス中のＣＯ，ＨＣと反応して無害なＮ2，ＣＯ2，Ｈ2Ｏが生成されて大気に排出される。この結果、第１液体噴射ノズル２４から噴射された軽油３２により第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１が再生される。
【００２６】
第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１が再生された後、次に他方の触媒である第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２を再生させる。この場合排ガス調整弁４１を第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２側に傾斜させて、第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に流れる排ガスの比率を減少させ、回転センサ５１及び負荷センサ５２の各検出出力に基づいて定められた時間に従い、ポンプ３６を作動させるとともに第２液体調整弁３５をオンして第２液体噴射ノズル２６から液体３２を第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に向けて噴射する。これにより第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２は再生されるけれども、第２液体噴射ノズル２６から液体３２を噴射する際には、排ガス調整弁４１が第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２側に傾斜し、第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に流れる排ガスの比率が減少しているので、排ガス中の酸素と反応する液体の量は従来より減少し、この触媒２２を再生させるために噴射ノズル２６から噴射する液体の必要量は従来よりも減少させることができる。
【００２７】
また、これら第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２は所定温度以上でなければＮＯｘを吸蔵することができない。このため、エンジン１１が低負荷時又はアイドル時に排ガス温度が低下した場合に、第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２が所定温度未満になることを防止するために液体噴射ノズル２４，２６から液体である軽油３２を噴射して燃焼させる。この場合、排ガス調整弁４１を第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１側か或いは第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２側に傾斜させて、第１又は第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１又は２２に流れる排ガスの比率を減少させ、排ガスの比率が減少した側の触媒２１又は２２に向けて液体３２を噴射する。これにより第１又は第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１又は２２のいずれか一方のＮＯｘ吸蔵還元触媒を所定温度以上に維持する。
【００２８】
そして、エンジン１１の負荷が増した時点で排ガス調整弁４１を反対側に傾斜させ、排ガスの大部分を所定温度以上に維持された第１又は第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１又は２２のいずれかによりＮＯｘを吸蔵させる。そして、排ガスの温度が所定温度以上に上昇した時点で排ガス調整弁４１を中立位置に戻し、所定温度以上の第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２の双方によりＮＯｘを吸蔵させる。従って、第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２の双方が所定温度未満になることを防止するために第１又は第２液体噴射ノズル２４又は２６から液体の噴射は、排ガスの量を減少させた状態で行われる。このため、そのＮＯｘ吸蔵還元触媒２１又は２２を所定温度以上に維持するために必要な液体の量は、第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１及び２２の双方を所定温度以上に維持するために必要な液体の量に比較して低減させることができる。
【実施例】
【００２９】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
図１に示すように、８０００ｃｃのターボ過給機付ディーゼルエンジン１１の排気管１６の途中に第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２を並列に設け、それらの触媒に向けて炭化水素系液体３２を噴射可能な第１及び第２液体噴射ノズル２４，２６を設け、エンジン１１からの排ガスを第１及び第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１，２２にそれぞれ流す流量を調整する排ガス調整弁４１を設けた。そして、触媒２１，２２上流側の排気管に温度センサ４３を設け、第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１下流側の排気管にＮＯｘセンサ４６を設けた。なお、上記触媒２１，２２は、コート層がアルミナであり、貴金属が白金であり、更にＮＯｘ吸蔵剤がＢａである。
【００３０】
＜実施例１＞
上述した装置の排ガス調整弁４１を第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１側に傾斜させ、エンジンを１８００ｒｐｍに維持して排出される排ガスの３０％が第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１を通過するようにした。そして、温度センサ４３が２００℃以上の排ガス温度を検出しかつ第１ＮＯｘセンサ４６ａが５０ｐｐｍのＮＯｘ濃度を検出した段階で、第１液体噴射ノズル２４から液体である軽油３２を噴射し、第１ＮＯｘセンサ４６ａが１０ｐｐｍを検出するまで、即ち、触媒２１が再生されるまでに噴射した液体３２の量を測定した。その液体の量は０．８ミリリットルであった。
【００３１】
＜実施例２＞
上述した装置の排ガス調整弁４１を第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１側に傾斜させ、エンジンを１８００ｒｐｍに維持して排出される排ガスの１０％が第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１を通過するようにした。そして、温度センサ４３が２００℃以上の排ガス温度を検出しかつ第１ＮＯｘセンサ４６ａが５０ｐｐｍのＮＯｘ濃度を検出した段階で、第１液体噴射ノズル２４から液体である軽油３２を噴射し、第１ＮＯｘセンサ４６ａが１０ｐｐｍを検出するまで、即ち、触媒２１が再生されるまでに噴射した液体３２の量を測定した。その液体の量は０．３ミリリットルであった。
【００３２】
＜比較例１＞
上述した装置の排ガス調整弁４１を中立位置にしてエンジンを１８００ｒｐｍに維持して排出される排ガスの５０％が第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１を通過するようにした。そして、温度センサ４３が２００℃以上の排ガス温度を検出しかつ第１ＮＯｘセンサ４６ａが５０ｐｐｍのＮＯｘ濃度を検出した段階で、第１液体噴射ノズル２４から液体である軽油３２を噴射し、第１ＮＯｘセンサ４６ａが１０ｐｐｍを検出するまで、即ち、触媒２１が再生されるまでに噴射した液体３２の量を測定した。その液体の量は２．６ミリリットルであった。
【００３３】
＜評価＞
実施例１，実施例２及び比較例１における測定結果を図４に示す。この図４から明らかなように、実施例１及び２において触媒２１が再生されるまでに噴射した液体３２の量は、比較例１において噴射した液体３２の量より少ないことが判る。これは、触媒２１を再生させる際に排ガス調整弁４１を傾斜させて第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒２１に流れる排ガスの比率を減少させた結果と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明実施形態のエンジンの排ガス浄化装置を示す構成図。
【図２】その触媒を内蔵しかつ中立位置の調整弁を有するケーシングの拡大断面図。
【図３】その調整弁が第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒側に傾斜した状態を示す図２に対応するケーシングの拡大断面図。
【図４】その実施例における噴射した液体の量の比較を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１１  エンジン
１６  排気管
２１  第１ＮＯｘ吸蔵還元触媒
２２  第２ＮＯｘ吸蔵還元触媒
２３  仕切板
２４  第１液体噴射ノズル
２６  第２液体噴射ノズル
２７  ケーシング
３２  炭化水素系液体
３４  第１液体調整弁
３５  第２液体調整弁
３６  ポンプ（炭化水素系液体供給手段）
４１  排ガス調整弁
４４  コントローラ
４６ａ  第１ＮＯｘセンサ
４６ｂ  第２ＮＯｘセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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