JP2000314308A - ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＮＯｘの浄化効率を向上すると共に、無駄に排
出される還元剤の量を減少して燃費を向上できるディー
ゼルエンジンの排気ガス浄化装置を提供する。 【解決手段】ディーゼルエンジン１の排気通路２にＮＯ
ｘ触媒４と還元剤添加手段３と温度センサ６を設けた排
気ガス浄化装置10において、アクセル開度センサ等の加
減速検知手段８によって検知された加減速値Ａｃに従っ
て、触媒温度がＮＯｘ浄化活性温度範囲内Ｒにある時期
と還元剤添加の時期とが一致するように、還元剤添加の
時期Ｔｓを変更して、前記還元剤添加手段３を制御する
該還元剤添加制御手段５ａを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス中のＮＯ
ｘ等を低減するために、排気系通路にＮＯｘ触媒と還元
剤添加手段を備えたディーゼルエンジンの排ガス浄化装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンでは、図１に示すよ
うに、エンジン１の排ガスＧに含まれているＮＯｘ（窒
素酸化物）を低減するために、排気通路２にＮＯｘ触媒
４を設けると共に、このＮＯｘ触媒４の上流側に設けた
還元剤添加手段３により排気通路２内に燃料と同じＨＣ
（炭化水素）等の還元剤を噴射して、触媒作用を利用し
てＮＯｘを還元除去し、清浄化した排ガスＧｃとして外
部に排出している。

【０００３】このＮＯｘ触媒４の触媒成分には、活性ア
ルミナのアルミナ系触媒やゼオライト系の触媒が使用さ
れているが、図５の浄化率の温度特性で示すように、触
媒が活性化している温度は限られている。つまり、この
ＮＯｘ浄化活性開始温度Ｔ１とＮＯｘ浄化活性終了温度
Ｔ２の間のＮＯｘ浄化温度範囲内ＲではＮＯｘ浄化率は
高いが、この範囲外ではＮＯｘ浄化は著しく低下する。

【０００４】また、この触媒のＨＣやＣＯを酸化する酸
化活性は、ＮＯｘ浄化活性開始温度Ｔ１より低い酸化活
性開始温度Ｔ３より高い温度で高いが、この酸化活性開
始温度Ｔ３より低い温度では著しく低下する特性があ
る。

【０００５】このＮＯｘ浄化活性開始温度Ｔ１、ＮＯｘ
浄化活性終了温度Ｔ２、酸化活性開始温度Ｔ３は、イリ
ジウム系触媒の場合には、それぞれ、約３５０℃，約４
００℃，約６００℃である。

【０００６】また、還元剤添加手段３は、排ガス中に含
まれているＨＣ等の還元剤の量がＮＯｘの量より少ない
ので、還元剤を添加し排ガス中のＨＣ濃度をＮＯｘが還
元し易い濃度に調整するために設けられているが、図１
に示す排気通路２内へ還元剤を噴射するの他に、シリン
ダ内に副噴射する場合もある。

【０００７】更に、エンジン１の全般の運転を制御する
エンジン制御用コントローラ（ＥＣＭ）５を備えてお
り、このコントローラ５は、エンジン回転数Ｎｅやアク
セル開度（負荷）Ａｃを入力して運転状況を判断する運
転状況判断手段や、ＮＯｘ触媒４の入口部と中心部に設
けた入口部温度センサ６と中心部温度センサ７からの入
口部温度Ｔｉと中心部温度Ｔｃを入力して触媒の活性・
非活性を判断する触媒活性判断手段等をも含んで構成さ
れている。

【０００８】そして、従来技術のディーゼルエンジンの
排気ガス浄化装置においては、図７に示すようなフロー
チャートに基づいて、ＮＯｘ触媒４がＮＯｘ浄化活性温
度範囲内Ｒにあるか否かを判定しながら還元剤の添加を
行なっている。

【０００９】即ち、この図７の還元剤の添加制御用フロ
ーチャートでは、スタートするとステップＳ31でエンジ
ンの運転状態を示すデータ、エンジン回転数Ｎｅ，アク
セル開度Ａｃ，制御用温度Ｔａ（入口部温度Ｔｉ又は中
心部温度Ｔｃ）、ＮＯｘ浄化活性開始温度Ｔ１、ＮＯｘ
浄化活性終了温度Ｔ２を入力する。

【００１０】そして、次のステップＳ32では、制御用温
度ＴａがＮＯｘ浄化活性温度内にあるか否かを判断し、
ＮＯｘ浄化活性温度範囲内（Ｔ２≧Ｔａ≧Ｔ１）であれ
ば、ステップＳ33で、還元剤添加参照マップＭｓ(i,j)
を参照して、エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃと
から求めた添加量Ｍｓで、還元剤を添加しリターンす
る。また、ＮＯｘ浄化活性温度範囲外（Ｔ２＜Ｔａ、ま
たは、Ｔａ＜Ｔ１）にあれば、還元剤を添加しないでリ
ターンする。

【００１１】この還元剤添加参照マップＭｓ(i,j) は、
図３に示すようなものであり、エンジンの運転状況を示
す、回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃを変数とし、その関
数値Ｍｓをデータとしてマップ化したものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示したＮＯｘ触媒の温度の時系列データから分かるよう
に、ＮＯｘ触媒の入口部温度Ｔｉ及び中心部温度Ｔｃと
では、触媒ハニカム等の熱容量の問題により、数秒程度
の時間遅れを持って昇温及び降温する。

【００１３】つまり、実際の運転状態では、様々な状況
に対応してエンジン回転数Ｎｅやアクセル開度（負荷）
Ａｃが変動し、これらの変動に伴って排ガス温度も変化
するので、この温度変化する排ガスが通過するＮＯｘ触
媒４の入口部温度Ｔｉと中心部温度Ｔｃも変動すること
になるが、ＮＯｘ触媒４の熱容量の関係から、このＮＯ
ｘ触媒４が排ガスや反応熱により温まるのに時間がかか
るので、入口部温度Ｔｉと中心部温度Ｔｃとの変動に時
間遅れＴＬが生じることになる。

【００１４】例えば、排ガス温度が上昇し、ＮＯｘの発
生量が増加する際には、入口部温度Ｔｉが上昇している
にも係わらず、中心部温度Ｔｃは、時間遅れＴＬがある
ために、まだ十分に昇温せず、また、この中心部温度Ｔ
ｃが十分に昇温し終わった時には、既に排ガス温度が低
下しＮＯｘが減少している最中で、入口部温度Ｔｉも既
に下がっているということが多く発生する。

【００１５】そのため、入口部温度Ｔｉを制御用温度Ｔ
ａとして採用し、活性・非活性の判断を行なって還元剤
を添加している場合には、入口部温度ＴｉがＮＯｘ浄化
活性温度範囲内Ｒに上昇しても、中心部温度Ｔｃが上昇
するまでの間の時間遅れＴＬがあり、実際の触媒温度が
ＮＯｘ浄化活性温度範囲内Ｒにない時でも還元剤を添加
してしまうことになるので、還元剤が無駄になるという
問題がある。

【００１６】その上、入口部温度Ｔｉは排ガス温度の変
動の影響を直接受けるので、排ガス温度の変化に伴って
激しく変動し、ＮＯｘ触媒の温度を代表するには変動が
大き過ぎるという問題もある。

【００１７】一方、中心部温度Ｔｃを制御用温度Ｔａと
して採用し、活性・非活性の判断を行なって還元剤を添
加している場合には、中心部温度Ｔｃにおいては、排ガ
スの温度変動によって生じる温度変化が触媒の熱容量に
より緩和されるので、この中心部温度Ｔｃの変化はなだ
らかな、短時間における平均的な運転条件に対応した温
度となり、制御に使用するのに好ましい値となる。

【００１８】しかしながら、この中心部温度Ｔｃを制御
用温度Ｔａとして採用すると、排ガス温度が上昇してＮ
Ｏｘ触媒４の入口部では温度がＮＯｘ浄化活性温度範囲
内Ｒに上昇しているにもかかわらず、中心部温度Ｔｃが
上昇するまでの間に時間遅れＴＬがあるために、ＮＯｘ
浄化の条件が揃っているにもかかわらず、還元剤の添加
がされない期間であるデッドタイムが生じるという問題
がある。

【００１９】即ち、入口部温度ＴｉがＮＯｘ浄化活性温
度範囲内Ｒに達してしても、中心部温度ＴｃがＮＯｘ浄
化活性温度範囲内Ｒに達するまでの期間においては、排
ガス温度が上昇しＮＯｘが発生しているにもかかわら
ず、還元剤が添加されないためにＮＯｘが浄化されない
まま排出されてしまうという問題がある。

【００２０】つまり、従来技術の還元剤添加の判断にお
いては、ＮＯｘ触媒４の温度変化の時間遅れを考慮せず
に還元剤を添加しているために、入口部温度Ｔｉで制御
しても、また、出口部温度Ｔｃで制御しても、実際の触
媒温度がＮＯｘ浄化活性温度範囲内Ｒに入っている時期
と、還元剤の添加時期とが一致せず、ＮＯｘの浄化が不
十分で、かつ、添加した還元剤の一部が無駄になり、燃
費を悪くしているという問題がある。

【００２１】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、ディーゼルエンジン
の排気ガス浄化装置のＮＯｘ触媒に対する還元剤の添加
に際して、エンジンの加減速によるＮＯｘ触媒の温度変
化を考慮に入れながら還元剤の添加をタイミング良く行
なって、ＮＯｘの浄化効率を向上すると共に、無駄に排
出される還元剤の量を減少して燃費を向上できるディー
ゼルエンジンの排気ガス浄化装置を提供することにあ
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するためのディーゼルエンジンの排ガス浄化装置は、以
下のように構成される。 １）ディーゼルエンジンの排気通路にＮＯｘ触媒と、該
ＮＯｘ触媒の上流側に設けた還元剤添加手段とを有し、
温度センサを前記ＮＯｘ触媒又は該ＮＯｘ触媒の上流側
の前記排気通路に設けた排気ガス浄化装置において、エ
ンジンの加減速を検知する加減速検知手段と前記還元剤
添加手段を制御する還元剤添加制御手段とを有し、該還
元剤添加制御手段は、前記加減速検知手段によって検知
された加減速値に従って、触媒温度がＮＯｘ浄化活性温
度範囲内にある時期と還元剤添加の時期とが一致するよ
うに還元剤添加の時期を変更しながら、前記還元剤添加
手段を制御するように構成される。

【００２３】この構成により、温度センサによって検出
される制御用温度と、実際の触媒の温度との時間遅れ
を、加減速検知手段で検知した加減速量により推定し
て、還元剤の添加時期と触媒温度がＮＯｘ浄化活性温度
範囲内にある時期とをできるだけ一致させるように、還
元剤添加の時期を変更するので、ＮＯｘの還元に必要か
つ十分な量の還元剤を供給できるようになる。 ２）ディーゼルエンジンの排気通路にＮＯｘ触媒と該Ｎ
Ｏｘ触媒の上流側に設けた還元剤添加手段とを有し、前
記ＮＯｘ触媒の入口部と中心部に入口部温度センサと中
心部温度センサをそれぞれ設けた排気ガス浄化装置にお
いて、エンジンの加減速を検知する加減速検知手段と前
記還元剤添加手段を制御する還元剤添加制御手段とを有
すると共に、前記加減速検知手段をアクセル開度センサ
で形成し、前記還元剤添加制御手段は、前記アクセル開
度センサで検出されたアクセル開度と、前記入口部温度
センサで検出された入口部温度又はエンジンに設けた回
転数センサで検出されたエンジン回転数の組み合わせに
基づいて還元剤添加開始温度を算出し、前記中心部温度
センサで検出された中心部温度が、前記還元剤添加開始
温度を超えた時に還元剤を添加するように、還元剤添加
手段を制御するように構成される。

【００２４】この入口部とは、触媒の触媒作用によって
発生する反応熱の影響を受けにくい入口側の部位を意味
し、また、中心部とは、発生する反応熱の影響を大きく
受ける部位を意味し、通常は触媒の図形的な中心部がこ
の反応熱の影響を大きく受けるので、図形的な意味と同
じになるが、特殊な形状の触媒では必ずしも図形的な中
心と一致しない場合もある。

【００２５】この構成によれば、還元剤添加手段を制御
するための制御用温度として変動の少ない中心部温度を
採用すると共に、アクセル開度から加減速を検知して、
このアクセル開度と、入口部温度又はエンジン回転数と
の組合わせに基づいて還元剤添加開始温度を変更するの
で、実際にＮＯｘ触媒の一部がＮＯｘ浄化活性温度範囲
内に入ってから還元剤が供給されるまでの期間であるデ
ッドタイムの低減を図ることができ、還元剤の添加時期
と触媒温度がＮＯｘ浄化活性温度範囲内にある時期とを
一致させることができる。従って、ＮＯｘの還元に必要
かつ十分な量の還元剤を供給できる。

【００２６】特に、還元剤の添加のための制御用温度に
入口部温度でなく、中心部温度を用いることで、入口部
温度では追従が難しい再加速時等のデッドタイムの低減
を図ることができる。 ３）また、前記還元剤添加制御手段は、前記還元剤添加
開始温度の算出において、前記アクセル開度と前記エン
ジン回転数をベースの変数とし、前記還元剤添加開始温
度を関数とするマップデータを使用するように構成され
る。

【００２７】なお、このマップデータマップとは、アク
セル開度Ａｃ(j) とエンジン回転数Ｎｅ(i) をベースの
変数とし、この各値に対応する番地を(i,j) で表示し、
これらの各値に対応する関数値（Ｍｃ（Ａｃ，Ｎｅ））
となる値Ｍｃを行列表示のＭｃ(i,j) の値としたもので
ある。しかし、この関数値（Ｍｃ（Ａｃ，Ｎｅ））が比
較的簡単な数式で表現できるときは、マップデータを参
照する代わりに数式で計算することもできる。

【００２８】この構成により、還元剤添加開始温度を木
目細かく設定でき、還元剤添加時期とＮＯｘ触媒の温度
がＮＯｘ浄化活性温度範囲内にある時期とをより一層一
致させることができる。 ４）上記のディーゼルエンジンの排ガス浄化装置におい
て、前記還元剤添加制御手段は、前記還元剤添加手段が
添加する還元剤の添加量の算出において、前記アクセル
開度と前記エンジン回転数をベースの変数とし、前記還
元剤の添加量を関数とするマップデータを使用するよう
に構成される。

【００２９】この構成により、エンジンの運転状態に合
わせて、即ち、発生するＮＯｘの量に合わせて、還元剤
の添加量を木目細かく設定でき、適切な還元剤の添加量
でＮＯｘを効率よく還元でき、燃費が向上する。５）前
記制御手段は、前記還元剤の添加において、前記入口部
温度が酸化活性開始温度以下の場合には、還元剤の添加
を阻止するように制御するように構成される。

【００３０】この構成により、還元剤の無駄な添加が防
止され燃費が向上する。それと共に、添加された還元剤
は酸化活性開始温度以上のＮＯｘ触媒を通過することに
なるので、還元剤が酸化されずに排出されることが防止
される。

【００３１】従って、以上の構成のディーゼルエンジン
の排気ガス浄化装置によれば、ＮＯｘ触媒に対する還元
剤の添加の時期の判断において、エンジンのアクセル開
度を考慮に入れて、加減速による触媒の温度変化を考慮
しながら還元剤の添加をタイミング良く行なうので、Ｎ
Ｏｘ浄化効率が向上すると共に、無駄に添加される還元
剤の量が減少し燃費が向上する。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明に係
るディーゼルエンジンの排ガス浄化装置の実施の形態を
説明する。 〔装置の構成〕先ず、装置の全体構成は、図１に示すよ
うに、本発明に係るディーゼルエンジンの排ガス浄化装
置10は、ディーゼルエンジン１の排気通路２に排気ガス
Ｇ中のＮＯｘ（窒素酸化物）浄化用のＮＯｘ触媒４が設
けられると共に、このＮＯｘ触媒４の上流側にＨＣ（炭
化水素）等の還元剤を供給する還元剤添加手段３が設け
られる。

【００３３】この還元剤添加手段３は、排ガスＧに含ま
れているＨＣ等の還元剤の量がＮＯｘの量より少ないの
で、還元剤を添加し排ガスＧ中のＨＣ濃度をＮＯｘが還
元し易い濃度に調整するためのものであり、図１に示す
ように、還元剤タンク３ａとポンプ３ｂと噴射弁３ｃを
備え、この噴射弁３ｃから還元剤を排気通路２内に噴射
して排ガスＧに還元剤を添加する。なお、この図１の還
元剤添加手段の他に、シリンダ筒内に副噴射する還元剤
添加手段を採用することもできる。

【００３４】そして、エンジン１の加減速を示すアクセ
ル開度Ａｃを検知するためのアクセル開度センサ（加減
速検知手段）８と、エンジン回転数Ｎｅを検出するため
の回転数センサ９が設けられ、更に、ＮＯｘ触媒４の温
度を検知するために、このＮＯｘ触媒４の入口部と中心
部に入口部温度センサ６と中心部温度センサ７がそれぞ
れ設けられる。

【００３５】また、エンジン１の全般の運転を制御する
ＥＣＭ（エンジンコントロールモジュール）と呼ばれる
コントローラ５が設けられる。このコントローラ５に
は、還元剤の供給のタイミングに合わせて噴射弁３ｃの
開閉を行なう等、還元剤添加手段３を制御する還元剤添
加制御手段５ａが含まれている。

【００３６】〔触媒〕このＮＯｘ触媒４のＮＯｘ還元用
の触媒としては、Ｃｕ−ゼオライト系や貴金属系のＰ
ｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，及びＩｒ等の水溶性塩をＡｌ₂ ０₃ 等
の担体に含浸して担持した貴金属担持触媒等を使用する
ことができ、図５に示すような浄化率の温度特性、即
ち、ＮＯｘ浄化活性開始温度Ｔ１とＮＯｘ浄化活性終了
温度Ｔ２の間の触媒活性温度範囲内Ｒで高いＮＯｘ浄化
率を示し、この温度範囲Ｒ以外ではＮＯｘの浄化効率は
著しく低下する温度特性を有している。

【００３７】また、触媒のＨＣやＣＯを酸化する酸化活
性に関しては、酸化活性開始温度Ｔ３より高い温度で酸
化活性が高くなる特性を有している。この酸化活性開始
温度Ｔ３は、ＮＯｘ浄化活性開始温度Ｔ１より低く、イ
リジウム系触媒の場合には、このＮＯｘ浄化活性開始温
度Ｔ１、ＮＯｘ浄化活性終了温度Ｔ２、酸化活性開始温
度Ｔ３は、それぞれ、約３５０℃，約４００℃，約６０
０℃である。

【００３８】〔還元剤添加の制御フロー〕次に、還元剤
添加制御手段５ａについて説明する。この還元剤添加制
御手段５ａは、加減速検知手段８によって検知された加
減速値（アクセル開度）Ａｃに従って還元剤添加の時期
Ｔｓを変更し、実際の触媒温度がＮＯｘ浄化活性温度範
囲内Ｒにある時期と還元剤添加の時期とが一致するよう
に還元剤添加手段３を制御するものであり、より具体的
には、図２に示すフローチャートに従って制御を行な
う。

【００３９】ディーゼルエンジンの運転開始により、エ
ンジンの制御のメインのフローが開始され、繰り返し実
行されるが、このメインのフローから、図２に示すよう
な還元剤の添加制御用フローチャートに基づくフローが
繰り返し呼ばれて作業を繰り返す。

【００４０】先ず、このフローが呼ばれてスタートする
と、ステップＳ11で運転状態のデータを入力する。この
入力データとしては、エンジン関係ではエンジン回転数
Ｎｅ，アクセル開度Ａｃ，入口部温度Ｔｉ，中心部温度
Ｔｃが、また、触媒関係ではＮＯｘ浄化活性開始温度Ｔ
１とＮＯｘ浄化活性終了温度Ｔ２と、酸化活性開始温度
Ｔ３が入力される。

【００４１】〔添加開始温度の設定〕次に、ステップＳ
12で、還元剤を添加し始める添加開始温度（還元剤添加
開始温度）ＴｓをＮＯｘ浄化活性開始温度Ｔ１に設定す
る。そして、ステップＳ13で、入口部温度Ｔｉが酸化活
性開始温度Ｔ３より大きいか否かを判定し、否（ＮＯ）
であれば、即ち入口部温度Ｔｉが酸化活性開始温度Ｔ３
より小さいと判定されれば、還元剤を添加せずにそのま
まリターンする。

【００４２】この制御により、還元剤の添加において、
ＮＯｘ触媒４の入口部温度Ｔｉが酸化活性開始温度Ｔ３
以下の場合には、還元剤の添加を阻止するので、還元剤
の無駄な添加を防止でき、燃費を向上できる。また、添
加された還元剤は酸化活性開始温度Ｔ３以上のＮＯｘ触
媒４を通過することになるので、還元剤が酸化されずに
排出されることを防止できる。ステップＳ13で、入口部
温度Ｔｉが酸化活性開始温度Ｔ３より大きいと判定され
た場合にはステップＳ14にいく。

【００４３】このステップＳ14では、入口部温度Ｔｉが
ＮＯｘ浄化活性開始温度Ｔ１以下あるか否かを判定し、
否（ＮＯ）であれば、即ち、入口部温度ＴｉがＮＯｘ浄
化活性開始温度Ｔ１より高いと判定されれば、添加開始
温度Ｔｓを変更せずにステップＳ16に行く。

【００４４】〔添加開始温度の変更〕そして、ステップ
Ｓ14で、入口部温度ＴｉがＮＯｘ浄化活性開始温度Ｔ１
より低いと判定されれば、ステップＳ15で、予め入力し
てある、変更時参照マップＭｃ(i,j) を参照して、加減
速量（アクセル開度）Ａｃに対応した添加開始温度Ｍｃ
を制御用の添加開始温度Ｔｓとし、ステップＳ16に行
く。

【００４５】この変更時参照マップＭｃ(i,j) は、図４
に示すように、アクセル開度Ａｃとエンジン回転数Ｎｅ
により決まる温度であり、予め計測や実験や計算等によ
り設定され、フローの実行前にコントローラ５に入力さ
れている値である。

【００４６】つまり、アクセル開度Ａｃとエンジン回転
数Ｎｅをベースの変数とし、添加開始温度Ｔｓを関数と
するマップデータＭｃ(i,j) を使用して添加開始温度Ｔ
ｓを算出する。

【００４７】また、アクセル開度Ａｃとエンジン回転数
Ｎｅをベースにした変更時参照マップＭｃ(i,j) では、
この温度Ｍｃはアクセル開度Ａｃが大きい程、エンジン
回転数Ｎｅが高い程、元の値Ｔ１より大きく下がった温
度となる。この部分の制御により、添加開始温度Ｔｓ
は、アクセル開度Ａｃとエンジン回転数Ｎｅの組み合わ
せに基づいて算出されることになる。

【００４８】そして、この添加開始温度Ｔｓの変更に際
してアクセル開度Ａｃを考慮することにより、アクセル
開度Ａｃがエンジンの加減速量と密接な関係を有してい
るので、エンジンの加減速を考慮した制御と同じ機能を
持たせることができる。

【００４９】〔還元剤の添加〕ステップＳ16では、中心
部温度Ｔｃが、添加開始温度ＴｓとＮＯｘ浄化活性終了
温度Ｔ２との間の還元剤添加温度範囲内Ｒｓにあるか否
かを判定し、還元剤添加温度範囲内Ｒｓであれば、ステ
ップＳ17で、還元剤を添加し、否（ＮＯ）であれば、即
ち還元剤添加温度範囲外であれば、還元剤を添加せずに
リターンする。

【００５０】このステップＳ17の還元剤の添加では、還
元剤添加参照マップＭｓ(i,j) を参照して添加量を決め
て、還元剤添加手段３に還元剤の添加を指令する。即
ち、中心部温度Ｔｃが添加開始温度Ｔｓを超えた時に還
元剤を添加するように、還元剤添加手段３を制御する。

【００５１】つまり、アクセル開度Ａｃとエンジン回転
数Ｎｅをベースの変数とし、還元剤の添加量Ｍｓを関数
とするマップデータＭｓ(i,j) を使用して、還元剤添加
手段３が添加する還元剤の添加量Ｍｓの算出する。

【００５２】この還元剤添加参照マップＭｓ(i,j) は、
図３に示すようなものであり、エンジンの運転状況を表
す、エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃを変数と
し、その関数値Ｍｓをデータとしたものである。

【００５３】なお、還元剤添加参照マップＭｓ(i,j)
を、添加開始温度Ｔｓや温度の低下量（Ｔ１−Ｔｓ）に
対応させて、幾つかの種類を用意し、添加開始温度Ｔｓ
に応じた還元剤添加参照マップＭｓ(i,j) を参照して、
より木目細かい制御を行なうこともできる。

【００５４】また、特定の還元剤添加参照マップＭｓ
(i,j) の値を添加開始温度Ｔｓや温度の低下量（Ｔ１−
Ｔｓ）に対応させて補正して、より木目細かい制御を行
なうこともできる。 〔効果〕以上の構成のディーゼルエンジンの排気ガス浄
化装置によって、次のような効果を奏することができ
る。

【００５５】先ず、還元剤添加手段３を制御するための
制御用温度として変動の少ない中心部温度Ｔｃを採用す
ると共に、アクセル開度Ａｃから加減速を検知して、こ
のアクセル開度Ａｃと、入口部温度Ｔｉ又はエンジン回
転数Ｎｅとの組合わせに基づいて添加開始温度Ｔｓを変
更するので、還元剤の添加開始から実際にＮＯｘ浄化活
性温度範囲内Ｒに入るまでのデッドタイムの低減を図る
ことができる。 特に、制御用温度に入口部温度Ｔｉで
なく、中心部温度Ｔｃを用いることで、入口部温度Ｔｉ
では追従が難しい再加速時等のデッドタイムの低減を図
ることができる。

【００５６】また、還元剤添加制御手段５ａが、添加開
始温度Ｔｓの算出において、アクセル開度Ａｃとエンジ
ン回転数Ｎｅをベースの変数とし、添加開始温度Ｍｓを
関数とするマップデータＭｃ(i,j) を使用しているの
で、添加開始温度Ｔｓを木目細かく設定でき、還元剤添
加時期とＮＯｘ触媒の温度がＮＯｘ浄化活性温度内Ｒに
ある時期とを、より良く一致させることができる。

【００５７】更に、還元剤添加手段３が添加する還元剤
の添加量の算出においても、アクセル開度Ａｃとエンジ
ン回転数Ｎｅをベースの変数とし、還元剤の添加量Ｍｓ
を関数とするマップデータＭｓ(i,j) を使用するので、
エンジンの運転状態に合わせて、即ち、発生するＮＯｘ
の量に合わせて、還元剤の添加量Ｍｓを木目細かく設定
でき、適切な還元剤の添加量ＭｓでＮＯｘを効率よく還
元できるので、燃費を向上することができる。

【００５８】従って、以上の構成のディーゼルエンジン
の排気ガス浄化装置10によれば、ＮＯｘ触媒４に対する
還元剤の添加の時期の判断において、エンジン１の加減
速によるＮＯｘ触媒４の温度変化を考慮しながら還元剤
の添加をタイミング良く行なうので、還元剤の添加時期
と触媒温度がＮＯｘ浄化活性温度範囲内Ｒにある時期と
を一致させることができる。

【００５９】そのため、ＮＯｘの還元に必要かつ十分な
還元剤の量を供給でき、ＮＯｘの浄化効率を向上できる
と共に、無駄に添加される還元剤の量を減少することが
でき、燃費を向上することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るディ
ーゼルエンジンの排気ガス浄化装置によれば、次のよう
な効果を奏することができる。

【００６１】温度センサによって検出される制御用温度
と、実際の触媒の温度との時間遅れを、加減速検知手段
で検知した加減速量により推定して、還元剤の添加時期
と触媒温度がＮＯｘ浄化活性温度範囲内にある時期とを
できるだけ一致させるように、還元剤添加の時期を変更
するので、ＮＯｘを十分に浄化しながら、ＮＯｘの還元
に必要かつ十分な還元剤の量のみを供給できる。従っ
て、排気ガスの浄化性能を高く保ちながら燃費を向上さ
せることができる。

【００６２】また、還元剤添加手段を制御するための制
御用温度として変動の少ない中心部温度を採用すると共
に、アクセル開度から加減速を検知して、このアクセル
開度と、入口部温度又はエンジン回転数との組合わせに
基づいて還元剤添加開始温度を変更するので、還元剤の
添加開始から実際に触媒がＮＯｘ浄化活性温度範囲内に
入るまでのデッドタイムの低減を図ることができる。

【００６３】特に、制御用温度に入口部温度でなく、中
心部温度を用いることで、入口部温度では追従が難しい
再加速時等のデッドタイムの低減を図ることができる。

【００６４】従って、ＮＯｘ触媒に対する還元剤の添加
の時期の判断において、エンジンの加減速による触媒の
温度変化を考慮しながら還元剤の添加をタイミング良く
行なうので、ＮＯｘの還元に必要かつ十分な還元剤の量
を供給でき、ＮＯｘの浄化効率を向上できると共に、無
駄に排出される還元剤の量を減少することにより燃費を
向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るディーゼルエンジンの排気ガス浄
化装置の構成図である。

【図２】本発明に係るディーゼルエンジンの排気ガス浄
化装置の作動を示すフローチャート図である。

【図３】還元剤添加参照マップの模式的な図である。

【図４】還元剤添加開始温度の変更時用データの例を示
す図である。

【図５】触媒の浄化率の温度特性を示す図である。

【図６】触媒の入口部温度と中心部温度の時系列の例を
示す図である。

【図７】従来技術のディーゼルエンジンの排気ガス浄化
装置の作動を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 排気通路 ３ 還元剤添加手段 ４ ＮＯｘ触媒コンバータ ５ コントローラ（ＥＣＭ） ５ａ 還元剤添加制御手段 ６ 入口部温度センサ ７ 中心部温度センサ 10 排ガス浄化装置 Ａｃ アクセル開度 Ｎｅ エンジン回転数 Ｔｉ 入口部温度 Ｔｃ 中心部温度 Ｔｓ 還元剤添加開始温度 Ｔ１ ＮＯｘ浄化活性開始温度 Ｔ２ ＮＯｘ浄化活性終了温度 Ｔ３ ＮＯｘ酸化活性開始温度 Ｍｃ(i,j) 変更時参照マップ Ｍｓ(i,j) 添加参照マップ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気通路にＮＯｘ
   触媒と、該ＮＯｘ触媒の上流側に設けた還元剤添加手段
   とを有し、温度センサを前記ＮＯｘ触媒又は該ＮＯｘ触
   媒の上流側の前記排気通路に設けた排気ガス浄化装置に
   おいて、 エンジンの加減速を検知する加減速検知手段と前記還元
   剤添加手段を制御する還元剤添加制御手段とを有し、 該還元剤添加制御手段は、前記加減速検知手段によって
   検知された加減速値に従って、実際の触媒温度がＮＯｘ
   還元活性温度範囲内にある時期と還元剤添加の時期とが
   一致するように還元剤添加の時期を変更しながら、前記
   還元剤添加手段を制御することを特徴とするディーゼル
   エンジンの排ガス浄化装置。
2. 【請求項２】ディーゼルエンジンの排気通路にＮＯｘ触
   媒と該ＮＯｘ触媒の上流側に設けた還元剤添加手段とを
   有し、前記ＮＯｘ触媒の入口部と中心部に入口部温度セ
   ンサと中心部温度センサをそれぞれ設けた排気ガス浄化
   装置において、 エンジンの加減速を検知する加減速検知手段と前記還元
   剤添加手段を制御する還元剤添加制御手段とを有すると
   共に、 前記加減速検知手段をアクセル開度センサで形成し、 前記還元剤添加制御手段は、 前記アクセル開度センサで検出されたアクセル開度と、
   前記入口部温度センサで検出された入口部温度又はエン
   ジンに設けた回転数センサで検出されたエンジン回転数
   の組み合わせに基づいて還元剤添加開始温度を算出し、 前記中心部温度センサで検出された中心部温度が、前記
   還元剤添加開始温度を超えた時に還元剤を添加するよう
   に、還元剤添加手段を制御することを特徴とするディー
   ゼルエンジンの排ガス浄化装置。
3. 【請求項３】 前記還元剤添加制御手段は、前記還元剤
   添加開始温度の算出において、前記アクセル開度と前記
   エンジン回転数をベースの変数とし、前記還元剤添加開
   始温度を関数とするマップデータを使用することを特徴
   とする請求項２に記載の前記ディーゼルエンジンの排ガ
   ス浄化装置。
4. 【請求項４】 前記還元剤添加制御手段は、前記還元剤
   添加手段が添加する還元剤の添加量の算出において、前
   記アクセル開度と前記エンジン回転数をベースの変数と
   し、前記還元剤の添加量を関数とするマップデータを使
   用することを特徴とする請求項２又は３記載の前記ディ
   ーゼルエンジンの排ガス浄化装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記還元剤の添加にお
   いて、前記入口部温度が酸化活性開始温度以下の場合に
   は、還元剤の添加を阻止するように制御することを特徴
   とする請求項２〜４のいずれかに記載の前記ディーゼル
   エンジンの排ガス浄化装置。