JP2000220445A - 排気浄化装置 - Google Patents
排気浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気ガス温度をＮＯｘ還元触媒の活性温度域
となるよう積極的に制御してＮＯｘ低減効果の向上を図
る。 【解決手段】 排気ガス８が流通する排気管１０の途中
にＮＯｘ還元触媒１２を装備し、該ＮＯｘ還元触媒１２
より上流側で排気ガス８に対し必要量の還元剤１４を添
加し得るよう構成した内燃機関の排気浄化装置であっ
て、ターボチャージャとしてバリアブルジオメトリータ
ーボチャージャ２を採用し、該ターボチャージャ２のタ
ービン２ｂのノズルベーンを傾動するアクチュエータ２
２に対し開度増減指令２２ａを出力して排気ガス８の温
度がＮＯｘ還元触媒１２の活性温度域となるように吸入
空気量を制御する制御装置２０を備える。
となるよう積極的に制御してＮＯｘ低減効果の向上を図
る。 【解決手段】 排気ガス８が流通する排気管１０の途中
にＮＯｘ還元触媒１２を装備し、該ＮＯｘ還元触媒１２
より上流側で排気ガス８に対し必要量の還元剤１４を添
加し得るよう構成した内燃機関の排気浄化装置であっ
て、ターボチャージャとしてバリアブルジオメトリータ
ーボチャージャ２を採用し、該ターボチャージャ２のタ
ービン２ｂのノズルベーンを傾動するアクチュエータ２
２に対し開度増減指令２２ａを出力して排気ガス８の温
度がＮＯｘ還元触媒１２の活性温度域となるように吸入
空気量を制御する制御装置２０を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばディーゼル
エンジン等の内燃機関に適用される排気浄化装置に関す
るものである。
エンジン等の内燃機関に適用される排気浄化装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりディーゼルエンジン等の内燃機
関においては、排気ガスが流通する排気管の途中にＮＯ
ｘ還元触媒を装備し、該ＮＯｘ還元触媒より上流側で排
気ガスに対し必要量の還元剤を添加し得るように構成し
たものがある。
関においては、排気ガスが流通する排気管の途中にＮＯ
ｘ還元触媒を装備し、該ＮＯｘ還元触媒より上流側で排
気ガスに対し必要量の還元剤を添加し得るように構成し
たものがある。
【０００３】通常、この種のＮＯｘ還元触媒としては、
例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の担体上に白金（Ｐ
ｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、銀（Ａ
ｇ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）等か
ら選ばれた少なくとも一つを担持させてなるものが用い
られ、還元剤としては、軽油等が用いられており、排気
ガス中のＮＯｘと還元剤とをＮＯｘ還元触媒を介し還元
反応させることでＮＯｘの排出濃度を低減するようにし
ている。
例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の担体上に白金（Ｐ
ｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、銀（Ａ
ｇ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）等か
ら選ばれた少なくとも一つを担持させてなるものが用い
られ、還元剤としては、軽油等が用いられており、排気
ガス中のＮＯｘと還元剤とをＮＯｘ還元触媒を介し還元
反応させることでＮＯｘの排出濃度を低減するようにし
ている。
【０００４】そして、内燃機関の回転数と負荷とを検出
して排気ガスのＮＯｘ排出量を推定し、その推定された
排気ガスのＮＯｘ排出量に応じ還元剤の添加量を算出す
ると共に、ＮＯｘ還元触媒上流側に設置した温度センサ
により排気ガス温度を検出し、その検出温度がＮＯｘ還
元触媒の活性温度域となった時に、前記算出した必要量
の還元剤を添加するように作動されている。
して排気ガスのＮＯｘ排出量を推定し、その推定された
排気ガスのＮＯｘ排出量に応じ還元剤の添加量を算出す
ると共に、ＮＯｘ還元触媒上流側に設置した温度センサ
により排気ガス温度を検出し、その検出温度がＮＯｘ還
元触媒の活性温度域となった時に、前記算出した必要量
の還元剤を添加するように作動されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上に
述べた如き従来の排気浄化装置にあっては、ＮＯｘ還元
触媒に入る排気ガスの温度が内燃機関の回転数や負荷等
により上下し、変化する排気ガス温度に従って制御する
ようにしていた為、限られた運転状態でしかＮＯx低減
効果が得られないという問題があった。
述べた如き従来の排気浄化装置にあっては、ＮＯｘ還元
触媒に入る排気ガスの温度が内燃機関の回転数や負荷等
により上下し、変化する排気ガス温度に従って制御する
ようにしていた為、限られた運転状態でしかＮＯx低減
効果が得られないという問題があった。
【０００６】本発明は、上述の実情に鑑みてなされたも
のであり、排気ガス温度をＮＯｘ還元触媒の活性温度域
となるよう積極的に制御してＮＯｘ低減効果の向上を図
ることを目的としている。
のであり、排気ガス温度をＮＯｘ還元触媒の活性温度域
となるよう積極的に制御してＮＯｘ低減効果の向上を図
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、排気ガスが流
通する排気管の途中にＮＯｘ還元触媒を装備し、該ＮＯ
ｘ還元触媒より上流側で排気ガスに対し必要量の還元剤
を添加し得るよう構成した内燃機関の排気浄化装置であ
って、ターボチャージャとしてバリアブルジオメトリー
ターボチャージャを採用し、該バリアブルジオメトリー
ターボチャージャのタービン側ノズルベーンを傾動する
アクチュエータに対し開度増減指令を出力して排気ガス
温度がＮＯｘ還元触媒の活性温度域となるように吸入空
気量を制御する制御装置を備えたことを特徴とするもの
である。
通する排気管の途中にＮＯｘ還元触媒を装備し、該ＮＯ
ｘ還元触媒より上流側で排気ガスに対し必要量の還元剤
を添加し得るよう構成した内燃機関の排気浄化装置であ
って、ターボチャージャとしてバリアブルジオメトリー
ターボチャージャを採用し、該バリアブルジオメトリー
ターボチャージャのタービン側ノズルベーンを傾動する
アクチュエータに対し開度増減指令を出力して排気ガス
温度がＮＯｘ還元触媒の活性温度域となるように吸入空
気量を制御する制御装置を備えたことを特徴とするもの
である。
【０００８】このようにターボチャージャとしてバリア
ブルジオメトリーターボチャージャを採用すると、ター
ビン側ノズルベーンの開度を大きく開くことによりター
ビンにおける排気ガスの旋速を下げ、これによりタービ
ンの回転数を下げてコンプレッサ側における吸入空気量
を減少したり、或いは、これとは反対に、ノズルベーン
の開度を小さく絞ることによりタービンにおける排気ガ
スの旋速を上げ、これによりタービンの回転数を上げて
コンプレッサ側における吸入空気量を増加したりするこ
とが可能となる。
ブルジオメトリーターボチャージャを採用すると、ター
ビン側ノズルベーンの開度を大きく開くことによりター
ビンにおける排気ガスの旋速を下げ、これによりタービ
ンの回転数を下げてコンプレッサ側における吸入空気量
を減少したり、或いは、これとは反対に、ノズルベーン
の開度を小さく絞ることによりタービンにおける排気ガ
スの旋速を上げ、これによりタービンの回転数を上げて
コンプレッサ側における吸入空気量を増加したりするこ
とが可能となる。
【０００９】そして、排気ガスの温度がＮＯｘ還元触媒
の活性温度域を下まわっているような場合に、タービン
側ノズルベーンを傾動するアクチュエータに対し開度増
減指令を出力し、ノズルベーンの開度を大きく開けて吸
入空気量を減少すれば、インタークーラで冷却された吸
気の内燃機関への導入量が減らされて排気ガスの温度が
結果的に上がり、逆に排気ガスの温度がＮＯｘ還元触媒
の活性温度域を上まわっているような場合に、ノズルベ
ーンの開度を絞って吸入空気量を増加すれば、インター
クーラで冷却された多量の吸気により排気ガスの温度が
結果的に下がるので、該排気ガスの温度をＮＯｘ還元触
媒の活性温度域に入るように調整することが可能とな
る。
の活性温度域を下まわっているような場合に、タービン
側ノズルベーンを傾動するアクチュエータに対し開度増
減指令を出力し、ノズルベーンの開度を大きく開けて吸
入空気量を減少すれば、インタークーラで冷却された吸
気の内燃機関への導入量が減らされて排気ガスの温度が
結果的に上がり、逆に排気ガスの温度がＮＯｘ還元触媒
の活性温度域を上まわっているような場合に、ノズルベ
ーンの開度を絞って吸入空気量を増加すれば、インター
クーラで冷却された多量の吸気により排気ガスの温度が
結果的に下がるので、該排気ガスの温度をＮＯｘ還元触
媒の活性温度域に入るように調整することが可能とな
る。
【００１０】また、本発明においては、ＮＯｘ還元触媒
の入口付近における排気ガス温度を検出する温度センサ
と、内燃機関の回転数を検出する回転センサと、内燃機
関の負荷を検出する負荷センサとを備え、これら温度セ
ンサと回転センサと負荷センサとからの検出信号に基づ
き内燃機関の運転状態と現在の排気ガス温度とを照らし
合わせて開度増減指令を出力し得るように制御装置を構
成することが好ましい。
の入口付近における排気ガス温度を検出する温度センサ
と、内燃機関の回転数を検出する回転センサと、内燃機
関の負荷を検出する負荷センサとを備え、これら温度セ
ンサと回転センサと負荷センサとからの検出信号に基づ
き内燃機関の運転状態と現在の排気ガス温度とを照らし
合わせて開度増減指令を出力し得るように制御装置を構
成することが好ましい。
【００１１】更に、本発明においては、排気ガス温度が
ＮＯｘ還元触媒の耐久限界温度に達した際に直ちにアク
チュエータに向けノズルベーンの開度を絞る一定角度減
指令を出力し得るように制御装置を構成すると良い。
ＮＯｘ還元触媒の耐久限界温度に達した際に直ちにアク
チュエータに向けノズルベーンの開度を絞る一定角度減
指令を出力し得るように制御装置を構成すると良い。
【００１２】このようにすれば、排気ガス温度がＮＯｘ
還元触媒の耐久限界温度に達した時点で、直ちにノズル
ベーンの開度が一定角度分だけ絞られて吸入空気量が増
加され、これにより排気ガス温度が急激に下げられるの
で、ＮＯｘ還元触媒への過剰な熱負担が緊急回避される
ことになる。
還元触媒の耐久限界温度に達した時点で、直ちにノズル
ベーンの開度が一定角度分だけ絞られて吸入空気量が増
加され、これにより排気ガス温度が急激に下げられるの
で、ＮＯｘ還元触媒への過剰な熱負担が緊急回避される
ことになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
から図４に示す図面を参照しながら詳細に説明すると、
図１は本発明に係る排気浄化装置を実施する形態の一例
を示し、図中１はディーゼル機関であるエンジン本体を
示し、該エンジン本体１は、ターボチャージャとしてバ
リアブルジオメトリーターボチャージャ２（以下ではＶ
ＧＴと略称する）を備えており、エアクリーナ３から導
いた吸気４を吸気管５を介し前記ＶＧＴ２のコンプレッ
サ２ａへ送り、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４
を更にインタークーラ６へ送って冷却し、該インターク
ーラ６から図示しないインテークマニホールドへと吸気
を導いてエンジン本体１の各気筒に導入するようにして
ある。
から図４に示す図面を参照しながら詳細に説明すると、
図１は本発明に係る排気浄化装置を実施する形態の一例
を示し、図中１はディーゼル機関であるエンジン本体を
示し、該エンジン本体１は、ターボチャージャとしてバ
リアブルジオメトリーターボチャージャ２（以下ではＶ
ＧＴと略称する）を備えており、エアクリーナ３から導
いた吸気４を吸気管５を介し前記ＶＧＴ２のコンプレッ
サ２ａへ送り、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４
を更にインタークーラ６へ送って冷却し、該インターク
ーラ６から図示しないインテークマニホールドへと吸気
を導いてエンジン本体１の各気筒に導入するようにして
ある。
【００１４】また、このエンジン本体１の各気筒には、
燃料ポンプ７により図示しない燃料タンクからの液体燃
料（軽油）を供給して燃焼させるようにしてあり、エン
ジン本体１の各気筒から排出された排気ガス８をエキゾ
ーストマニホールド９を介し前記ＶＧＴ２のタービン２
ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動した排気ガス８を排気
管１０を介し車外へ排出するようにしてある。
燃料ポンプ７により図示しない燃料タンクからの液体燃
料（軽油）を供給して燃焼させるようにしてあり、エン
ジン本体１の各気筒から排出された排気ガス８をエキゾ
ーストマニホールド９を介し前記ＶＧＴ２のタービン２
ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動した排気ガス８を排気
管１０を介し車外へ排出するようにしてある。
【００１５】前記排気管１０におけるマフラ１１より上
流側の中途部には、ＮＯｘ還元触媒１２が抱持されてい
ると共に、該ＮＯｘ還元触媒１２の上流側には、還元剤
タンク１３から還元剤１４（軽油）を導く還元剤供給管
１５が接続されており、この還元剤供給管１５は、その
途中に具備した供給ポンプ１６の駆動により逆止弁１７
を介し還元剤１４を導いて前記ＮＯｘ還元触媒１２の上
流側で排気ガス８に還元剤１４を添加し得るように構成
されている。
流側の中途部には、ＮＯｘ還元触媒１２が抱持されてい
ると共に、該ＮＯｘ還元触媒１２の上流側には、還元剤
タンク１３から還元剤１４（軽油）を導く還元剤供給管
１５が接続されており、この還元剤供給管１５は、その
途中に具備した供給ポンプ１６の駆動により逆止弁１７
を介し還元剤１４を導いて前記ＮＯｘ還元触媒１２の上
流側で排気ガス８に還元剤１４を添加し得るように構成
されている。
【００１６】前記エンジン本体１には、その機関回転数
を検出する回転センサ１８が装備されており、該回転セ
ンサ１８からの回転数信号１８ａと、燃料ポンプ７に付
設された負荷センサ１９（燃料の噴射量を検出するセン
サ）からの負荷信号１９ａとが制御装置２０に入力され
て排気ガス８のＮＯｘ排出量が推定されるようになって
いる。
を検出する回転センサ１８が装備されており、該回転セ
ンサ１８からの回転数信号１８ａと、燃料ポンプ７に付
設された負荷センサ１９（燃料の噴射量を検出するセン
サ）からの負荷信号１９ａとが制御装置２０に入力され
て排気ガス８のＮＯｘ排出量が推定されるようになって
いる。
【００１７】一方、制御装置２０においては、推定され
た排気ガス８のＮＯｘ排出量に応じた還元剤１４の添加
量が算出されて、その添加量に見合う還元剤１４の供給
を指令する還元剤噴射指令１６ａが還元剤供給管１５の
供給ポンプ１６に向け出力されるようになっている。
た排気ガス８のＮＯｘ排出量に応じた還元剤１４の添加
量が算出されて、その添加量に見合う還元剤１４の供給
を指令する還元剤噴射指令１６ａが還元剤供給管１５の
供給ポンプ１６に向け出力されるようになっている。
【００１８】そして、前記排気管１０におけるＮＯｘ還
元触媒１２の入口付近には、該ＮＯｘ還元触媒１２に入
る排気ガス８の温度を検出する温度センサ２１が装備さ
れており、該温度センサ２１からの温度信号２１ａが前
記制御装置２０に入力され、この温度信号２１ａから判
る触媒入口温度と、前述した回転数信号１８ａ及び負荷
信号１９ａから判断されるＮＯｘ排出量とを照らし合わ
せて、触媒入口温度をＮＯｘ還元触媒１２の活性温度域
に調整し得るようなＶＧＴ２のタービン２ｂにおけるノ
ズルベーンの開度ｘ1が算出され、該ノズルベーンを傾
動するアクチュエータ２２に向けて開度増減指令２２ａ
が出力されるようになっている。
元触媒１２の入口付近には、該ＮＯｘ還元触媒１２に入
る排気ガス８の温度を検出する温度センサ２１が装備さ
れており、該温度センサ２１からの温度信号２１ａが前
記制御装置２０に入力され、この温度信号２１ａから判
る触媒入口温度と、前述した回転数信号１８ａ及び負荷
信号１９ａから判断されるＮＯｘ排出量とを照らし合わ
せて、触媒入口温度をＮＯｘ還元触媒１２の活性温度域
に調整し得るようなＶＧＴ２のタービン２ｂにおけるノ
ズルベーンの開度ｘ1が算出され、該ノズルベーンを傾
動するアクチュエータ２２に向けて開度増減指令２２ａ
が出力されるようになっている。
【００１９】即ち、ＶＧＴ２は、従来周知であるよう
に、タービン２ｂのノズルベーンをアクチュエータ２２
により傾動することで前記ノズルベーンの開度を調整で
きるようになっており、例えばノズルベーンの開度を大
きく開くと、ＶＧＴ２のタービン２ｂにおける排気ガス
８の旋速が下がり、これによりタービン２ｂの回転数が
下がってコンプレッサ２ａ側における吸入空気量が減少
し、反対にノズルベーンの開度を絞ると、ＶＧＴ２のタ
ービン２ｂにおける排気ガス８の旋速が上がり、これに
よりタービン２ｂの回転数が上がってコンプレッサ２ａ
側における吸入空気量が増加するようになっている。
に、タービン２ｂのノズルベーンをアクチュエータ２２
により傾動することで前記ノズルベーンの開度を調整で
きるようになっており、例えばノズルベーンの開度を大
きく開くと、ＶＧＴ２のタービン２ｂにおける排気ガス
８の旋速が下がり、これによりタービン２ｂの回転数が
下がってコンプレッサ２ａ側における吸入空気量が減少
し、反対にノズルベーンの開度を絞ると、ＶＧＴ２のタ
ービン２ｂにおける排気ガス８の旋速が上がり、これに
よりタービン２ｂの回転数が上がってコンプレッサ２ａ
側における吸入空気量が増加するようになっている。
【００２０】そこで、温度センサ２１により検出される
排気ガス８の温度がＮＯｘ還元触媒１２の活性温度域
（約３５０℃〜４５０℃の範囲）を下まわっているよう
な場合に、ノズルベーンの開度を開けて吸入空気量を減
少すれば、インタークーラ６で冷却された吸気４のエン
ジン本体１への導入量が減らされて該エンジン本体１の
各気筒から排出される排気ガス８の温度が結果的に上が
り、逆に排気ガス８の温度がＮＯｘ還元触媒１２の活性
温度域を上まわっているような場合に、ノズルベーンの
開度を絞って吸入空気量を増加すれば、インタークーラ
６で冷却された多量の吸気４によりエンジン本体１の各
気筒から排出される排気ガス８の温度が結果的に下がる
ので、該排気ガス８の温度をＮＯｘ還元触媒１２の活性
温度域に入るように調整することが可能となる。
排気ガス８の温度がＮＯｘ還元触媒１２の活性温度域
（約３５０℃〜４５０℃の範囲）を下まわっているよう
な場合に、ノズルベーンの開度を開けて吸入空気量を減
少すれば、インタークーラ６で冷却された吸気４のエン
ジン本体１への導入量が減らされて該エンジン本体１の
各気筒から排出される排気ガス８の温度が結果的に上が
り、逆に排気ガス８の温度がＮＯｘ還元触媒１２の活性
温度域を上まわっているような場合に、ノズルベーンの
開度を絞って吸入空気量を増加すれば、インタークーラ
６で冷却された多量の吸気４によりエンジン本体１の各
気筒から排出される排気ガス８の温度が結果的に下がる
ので、該排気ガス８の温度をＮＯｘ還元触媒１２の活性
温度域に入るように調整することが可能となる。
【００２１】制御装置２０における具体的な制御フロー
は、図２にステップＳ１〜Ｓ１０に示す通りであり、先
ずステップＳ１で温度センサ２１により排気ガス８の温
度が検出されると、その温度がＮＯｘ還元触媒１２の活
性温度域内であるか否かがステップＳ２で判定され、そ
の判定がＹＥＳである場合に、ステップＳ３へと進んで
回転センサ１８及び負荷センサ１９により検出されたエ
ンジン本体１の回転数と負荷とが取り込まれ、これらを
もとに推定される排気ガス８のＮＯｘ排出量に応じた還
元剤１４の添加量がステップＳ４にて算出され、次い
で、ステップＳ５にて還元剤噴射指令１６ａが還元剤供
給管１５の供給ポンプ１６に向け出力され、必要量の還
元剤１４がＮＯｘ還元触媒１２の上流側で排気ガス８に
添加されるようになっている。
は、図２にステップＳ１〜Ｓ１０に示す通りであり、先
ずステップＳ１で温度センサ２１により排気ガス８の温
度が検出されると、その温度がＮＯｘ還元触媒１２の活
性温度域内であるか否かがステップＳ２で判定され、そ
の判定がＹＥＳである場合に、ステップＳ３へと進んで
回転センサ１８及び負荷センサ１９により検出されたエ
ンジン本体１の回転数と負荷とが取り込まれ、これらを
もとに推定される排気ガス８のＮＯｘ排出量に応じた還
元剤１４の添加量がステップＳ４にて算出され、次い
で、ステップＳ５にて還元剤噴射指令１６ａが還元剤供
給管１５の供給ポンプ１６に向け出力され、必要量の還
元剤１４がＮＯｘ還元触媒１２の上流側で排気ガス８に
添加されるようになっている。
【００２２】一方、ステップＳ２における判定がＮＯで
あった場合には、ステップＳ６に進んで排気ガス８の温
度が耐久限界温度の５００℃より低いか否かが判定さ
れ、その判定がＹＥＳである場合に、ステップＳ７へと
進んで回転センサ１８及び負荷センサ１９により検出さ
れたエンジン本体１の回転数と負荷とが取り込まれ、こ
れらをもとに判断されるＮＯｘ排出量と現在の排気ガス
８の温度とを照らし合わせてステップＳ８にて触媒入口
温度をＮＯｘ還元触媒１２の活性温度域に調整し得るよ
うなＶＧＴ２のノズルベーン開度ｘ1が算出され、次い
で、ステップＳ９にてＶＧＴ２のアクチュエータ２２に
向けて開度増減指令２２ａが出力される。
あった場合には、ステップＳ６に進んで排気ガス８の温
度が耐久限界温度の５００℃より低いか否かが判定さ
れ、その判定がＹＥＳである場合に、ステップＳ７へと
進んで回転センサ１８及び負荷センサ１９により検出さ
れたエンジン本体１の回転数と負荷とが取り込まれ、こ
れらをもとに判断されるＮＯｘ排出量と現在の排気ガス
８の温度とを照らし合わせてステップＳ８にて触媒入口
温度をＮＯｘ還元触媒１２の活性温度域に調整し得るよ
うなＶＧＴ２のノズルベーン開度ｘ1が算出され、次い
で、ステップＳ９にてＶＧＴ２のアクチュエータ２２に
向けて開度増減指令２２ａが出力される。
【００２３】ここで、ステップＳ８にてノズルベーン開
度ｘ1を算出するに際しては、例えばＮＯｘ還元触媒１
２の活性温度域内における最活性温度（約４００℃程
度）に排気ガス８の温度が調整されるようにノズルベー
ンの開度ｘ1を算出することが好ましい。
度ｘ1を算出するに際しては、例えばＮＯｘ還元触媒１
２の活性温度域内における最活性温度（約４００℃程
度）に排気ガス８の温度が調整されるようにノズルベー
ンの開度ｘ1を算出することが好ましい。
【００２４】尚、エンジン本体１の運転状態によって
は、排気ガス８の温度がＮＯｘ還元触媒１２の活性温度
域を大幅に下まわっているようなケースがあり、単にノ
ズルベーン開度ｘ1を開けて吸入空気量を減少するだけ
では対応しきれないケースも当然にして起こるので、吸
入空気量の減少で対応できないケースであると判断され
た場合には、排気ガス８の温度制御を考慮しない従来通
りの開度を算出して出力するようにすれば良い。
は、排気ガス８の温度がＮＯｘ還元触媒１２の活性温度
域を大幅に下まわっているようなケースがあり、単にノ
ズルベーン開度ｘ1を開けて吸入空気量を減少するだけ
では対応しきれないケースも当然にして起こるので、吸
入空気量の減少で対応できないケースであると判断され
た場合には、排気ガス８の温度制御を考慮しない従来通
りの開度を算出して出力するようにすれば良い。
【００２５】更に、ステップＳ６における判定がＮＯで
あった場合には、ステップＳ１０に進んでＶＧＴ２のノ
ズルベーンの開度を絞る方向に一定角度分だけ傾動する
一定角度減指令２２ａ’がＶＧＴ２のアクチュエータ２
２に向けて出力される。
あった場合には、ステップＳ１０に進んでＶＧＴ２のノ
ズルベーンの開度を絞る方向に一定角度分だけ傾動する
一定角度減指令２２ａ’がＶＧＴ２のアクチュエータ２
２に向けて出力される。
【００２６】従って、このようにＶＧＴ２のタービン２
ｂのノズルベーン開度を調整して吸入空気量を制御する
と、排気ガス８の温度をＮＯｘ還元触媒１２の活性温度
域となるよう積極的に制御することができるので、従来
において排気ガス８の温度不足により還元剤１４が供給
されていなかった運転状態でもＮＯｘが低減されること
になり、ＮＯｘ低減効果を従来より大幅に向上すること
ができる。
ｂのノズルベーン開度を調整して吸入空気量を制御する
と、排気ガス８の温度をＮＯｘ還元触媒１２の活性温度
域となるよう積極的に制御することができるので、従来
において排気ガス８の温度不足により還元剤１４が供給
されていなかった運転状態でもＮＯｘが低減されること
になり、ＮＯｘ低減効果を従来より大幅に向上すること
ができる。
【００２７】また、以上は従来と同じＮＯｘ還元触媒１
２の活性温度域（約３５０℃〜４５０℃の範囲）を基準
として制御装置２０のステップＳ２で排気ガス８の温度
を判定する場合を説明したが、ステップＳ２における判
定基準を厳しくして最活性温度付近の狭い温度範囲で排
気ガス８の温度を判定するようにすれば、図３に示すよ
うに、日本ディーゼル自動車１３モードとして［１］〜
［１３］の項目に分けられた公的な各種の運転モードに
対し、実線で示した吸入空気量を制御しない場合の触媒
入口温度の分布曲線が二点鎖線で示すように改善され、
運転モード［９］〜［１２］の比較的広い範囲に亘り触
媒入口温度を活性温度域に維持することが可能となる。
２の活性温度域（約３５０℃〜４５０℃の範囲）を基準
として制御装置２０のステップＳ２で排気ガス８の温度
を判定する場合を説明したが、ステップＳ２における判
定基準を厳しくして最活性温度付近の狭い温度範囲で排
気ガス８の温度を判定するようにすれば、図３に示すよ
うに、日本ディーゼル自動車１３モードとして［１］〜
［１３］の項目に分けられた公的な各種の運転モードに
対し、実線で示した吸入空気量を制御しない場合の触媒
入口温度の分布曲線が二点鎖線で示すように改善され、
運転モード［９］〜［１２］の比較的広い範囲に亘り触
媒入口温度を活性温度域に維持することが可能となる。
【００２８】そして、図４に示すように、吸入空気量を
制御しない場合に運転モード［１０］［１１］［１２］
で確認されたＮＯｘ低減率よりも、吸入空気量を制御し
た場合の方が運転モード［１０］［１１］［１２］の何
れにおいても優れたＮＯｘ低減率となり、しかも、吸入
空気量を制御しない場合に確認できなかった運転モード
［９］においても優れたＮＯｘ低減率となる。
制御しない場合に運転モード［１０］［１１］［１２］
で確認されたＮＯｘ低減率よりも、吸入空気量を制御し
た場合の方が運転モード［１０］［１１］［１２］の何
れにおいても優れたＮＯｘ低減率となり、しかも、吸入
空気量を制御しない場合に確認できなかった運転モード
［９］においても優れたＮＯｘ低減率となる。
【００２９】尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態
例にのみ限定されるものではなく、図示する例では、Ｎ
Ｏｘ還元触媒の上流側に還元剤タンクから還元剤を導く
還元剤供給管を接続して供給ポンプの駆動により還元剤
を添加する場合を例示したが、コモンレール式の燃料ポ
ンプによる後噴射（膨張行程又は排気行程での燃料噴
射）で還元剤を添加するように構成しても良いこと、そ
の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変
更を加え得ることは勿論である。
例にのみ限定されるものではなく、図示する例では、Ｎ
Ｏｘ還元触媒の上流側に還元剤タンクから還元剤を導く
還元剤供給管を接続して供給ポンプの駆動により還元剤
を添加する場合を例示したが、コモンレール式の燃料ポ
ンプによる後噴射（膨張行程又は排気行程での燃料噴
射）で還元剤を添加するように構成しても良いこと、そ
の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変
更を加え得ることは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明に係る排気浄化装置によれば、下記のような種々の優
れた効果を奏する。
明に係る排気浄化装置によれば、下記のような種々の優
れた効果を奏する。
【００３１】（Ｉ）本発明の請求項１及び２に記載の発
明によれば、排気ガス温度をＮＯｘ還元触媒の活性温度
域となるよう積極的に制御することができるので、従来
において排気ガス温度の不足により還元剤が供給されて
いなかった運転状態でもＮＯｘが低減されることとな
り、ＮＯｘ低減効果を従来より大幅に向上することがで
きる。
明によれば、排気ガス温度をＮＯｘ還元触媒の活性温度
域となるよう積極的に制御することができるので、従来
において排気ガス温度の不足により還元剤が供給されて
いなかった運転状態でもＮＯｘが低減されることとな
り、ＮＯｘ低減効果を従来より大幅に向上することがで
きる。
【００３２】（ＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明に
よれば、排気ガス温度がＮＯｘ還元触媒の耐久限界温度
に達した時点で、直ちに吸入空気量を増加して排気ガス
温度を急激に下げることができるので、ＮＯｘ還元触媒
への過剰な熱負担を緊急回避することができる。
よれば、排気ガス温度がＮＯｘ還元触媒の耐久限界温度
に達した時点で、直ちに吸入空気量を増加して排気ガス
温度を急激に下げることができるので、ＮＯｘ還元触媒
への過剰な熱負担を緊急回避することができる。
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図であ
る。
る。
【図２】図１の制御装置の制御フローを示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図３】触媒入口温度と運転モードとの関係を示すグラ
フである。
フである。
【図４】ＮＯｘ低減率と運転モードとの関係を示すグラ
フである。
フである。
【符号の説明】 １ エンジン本体（内燃機関） ２ バリアブルジオメトリーターボチャージャ ２ｂ タービン ８ 排気ガス １０ 排気管 １２ ＮＯｘ還元触媒 １４ 還元剤 １８ 回転センサ １８ａ 回転数信号（検出信号） １９ 負荷センサ １９ａ 負荷信号（検出信号） ２０ 制御装置 ２１ 温度センサ ２１ａ 温度信号（検出信号） ２２ アクチュエータ ２２ａ 開度増減指令 ２２ａ’ 一定角度減指令
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０２ Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０１Ｑ Ｆターム(参考） 3G005 DA02 EA04 EA16 FA35 GA04 GE01 HA18 JA16 JA39 JA43 3G091 AA02 AA10 AA18 AA28 AB05 BA04 BA05 BA08 BA14 BA32 CA18 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DA05 DB10 EA01 EA03 EA17 FA14 FB03 FB10 FC07 FC08 HA36 HB06
Claims (3)
- 【請求項１】 排気ガスが流通する排気管の途中にＮＯ
ｘ還元触媒を装備し、該ＮＯｘ還元触媒より上流側で排
気ガスに対し必要量の還元剤を添加し得るよう構成した
内燃機関の排気浄化装置であって、ターボチャージャと
してバリアブルジオメトリーターボチャージャを採用
し、該バリアブルジオメトリーターボチャージャのター
ビン側ノズルベーンを傾動するアクチュエータに対し開
度増減指令を出力して排気ガス温度がＮＯｘ還元触媒の
活性温度域となるように吸入空気量を制御する制御装置
を備えたことを特徴とする排気浄化装置。 - 【請求項２】 ＮＯｘ還元触媒の入口付近における排気
ガス温度を検出する温度センサと、内燃機関の回転数を
検出する回転センサと、内燃機関の負荷を検出する負荷
センサとを備え、これら温度センサと回転センサと負荷
センサとからの検出信号に基づき内燃機関の運転状態と
現在の排気ガス温度とを照らし合わせて開度増減指令を
出力し得るように制御装置を構成したことを特徴とする
請求項１に記載の排気浄化装置。 - 【請求項３】 排気ガス温度がＮＯｘ還元触媒の耐久限
界温度に達した際に直ちにアクチュエータに向けノズル
ベーンの開度を絞る一定角度減指令を出力し得るように
制御装置を構成したことを特徴とする請求項１又は２に
記載の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02219299A JP3822761B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02219299A JP3822761B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000220445A true JP2000220445A (ja) | 2000-08-08 |
| JP3822761B2 JP3822761B2 (ja) | 2006-09-20 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02219299A Expired - Fee Related JP3822761B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 排気浄化装置 |
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| JP (1) | JP3822761B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003041929A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US7150151B2 (en) | 2002-11-19 | 2006-12-19 | Cummins Inc. | Method of controlling the exhaust gas temperature for after-treatment systems on a diesel engine using a variable geometry turbine |
| US7207176B2 (en) * | 2002-11-19 | 2007-04-24 | Cummins Inc. | Method of controlling the exhaust gas temperature for after-treatment systems on a diesel engine using a variable geometry turbine |
| JP2008223681A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Mitsubishi Motors Corp | 排気浄化装置 |
| KR100980631B1 (ko) | 2004-11-25 | 2010-09-07 | 현대자동차주식회사 | 에스씨알 시스템의 요소저장탱크와 요소공급라인의 가열장치 |
| JP2011021613A (ja) * | 2004-05-06 | 2011-02-03 | Cummins Inc | 可変幾何学的形態タービンを使用する内燃機関におけるあと処理システム用の排ガスの温度を決定する可変幾何学形態ターボ過給機及びシステム |
| US8336298B2 (en) | 2007-06-27 | 2012-12-25 | Denso Corporation | Addition-amount controller for exhaust gas purifying agent and exhaust emission control system |
| US8341940B2 (en) | 2007-06-27 | 2013-01-01 | Denso Corporation | Addition-amount controller for exhaust gas purifying agent and exhaust emission control system |
| JP2020056370A (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1999
- 1999-01-29 JP JP02219299A patent/JP3822761B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR100980631B1 (ko) | 2004-11-25 | 2010-09-07 | 현대자동차주식회사 | 에스씨알 시스템의 요소저장탱크와 요소공급라인의 가열장치 |
| JP2008223681A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Mitsubishi Motors Corp | 排気浄化装置 |
| US8336298B2 (en) | 2007-06-27 | 2012-12-25 | Denso Corporation | Addition-amount controller for exhaust gas purifying agent and exhaust emission control system |
| US8341940B2 (en) | 2007-06-27 | 2013-01-01 | Denso Corporation | Addition-amount controller for exhaust gas purifying agent and exhaust emission control system |
| JP2020056370A (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP7206764B2 (ja) | 2018-10-03 | 2023-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
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| JP3822761B2 (ja) | 2006-09-20 |
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