JP2001115824A - エンジンの排ガス浄化装置 - Google Patents
エンジンの排ガス浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガス中のパティキュレート及びＮＯｘを低
減する。 【解決手段】 排ガス浄化装置は、ディーゼルエンジン
１０の排気管１２に設けられたＮＯ酸化触媒１３と、そ
の排ガス下流側の排気管１２に設けられたパティキュレ
ートフィルタ１４と、ＮＯ酸化触媒１３に向けて還元剤
２０を噴射可能な噴射ノズル１６と、噴射ノズル１６に
調整弁１８を介して還元剤２０を供給する還元剤供給手
段１９と、排ガスの温度を検出する温度センサ２４と、
温度センサが所定範囲の排ガスの温度を検出した時調整
弁２８を開放して還元剤２０を噴射ノズル１６に供給す
るコントローラ３０とを備える。更に排気管内の圧力を
検出する圧力センサ２５を設けて所定の圧力以下の圧力
を検出した時、排ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセ
ンサ２６を設けて更に所定の濃度以上のＮＯｘ濃度を検
出した時にコントローラ３０は調整弁１８を開放するよ
うにしても良い。
減する。 【解決手段】 排ガス浄化装置は、ディーゼルエンジン
１０の排気管１２に設けられたＮＯ酸化触媒１３と、そ
の排ガス下流側の排気管１２に設けられたパティキュレ
ートフィルタ１４と、ＮＯ酸化触媒１３に向けて還元剤
２０を噴射可能な噴射ノズル１６と、噴射ノズル１６に
調整弁１８を介して還元剤２０を供給する還元剤供給手
段１９と、排ガスの温度を検出する温度センサ２４と、
温度センサが所定範囲の排ガスの温度を検出した時調整
弁２８を開放して還元剤２０を噴射ノズル１６に供給す
るコントローラ３０とを備える。更に排気管内の圧力を
検出する圧力センサ２５を設けて所定の圧力以下の圧力
を検出した時、排ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセ
ンサ２６を設けて更に所定の濃度以上のＮＯｘ濃度を検
出した時にコントローラ３０は調整弁１８を開放するよ
うにしても良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排ガスに含まれるＮＯ及びＮＯ2からなる窒素酸化
物（以下、ＮＯｘという）を低減し、かつ排ガスに含ま
れるパティキュレートを捕集する装置に関するものであ
る。
ンの排ガスに含まれるＮＯ及びＮＯ2からなる窒素酸化
物（以下、ＮＯｘという）を低減し、かつ排ガスに含ま
れるパティキュレートを捕集する装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の排ガス浄化装置として、排気管
の途中にＮＯ酸化触媒を設け、その排ガス下流側の排気
管にパティキュレート捕集器を設けたものが知られてい
る（特開平１−３１８７１５）。この装置では、排ガス
中のＮＯを排ガス上流側に設けたＮＯ酸化触媒でＮＯ2
に酸化する一方で、排ガス下流側に設けたパティキュレ
ートフィルタで排ガスに含まれるパティキュレートを捕
集している。このため、パティキュレートフィルタには
一般的にパティキュレートが堆積するが、このパティキ
ュレートは上流側のＮＯ酸化触媒で生成されたＮＯ2に
より酸化され、パティキュレートは燃焼ガス（ＣＯ2と
Ｈ2Ｏ）としてそのフィルタを通過してフィルタが再生
するとともに、パティキュレートを酸化させたＮＯ2は
ＮＯに転換して外部に排出するようになっている。
の途中にＮＯ酸化触媒を設け、その排ガス下流側の排気
管にパティキュレート捕集器を設けたものが知られてい
る（特開平１−３１８７１５）。この装置では、排ガス
中のＮＯを排ガス上流側に設けたＮＯ酸化触媒でＮＯ2
に酸化する一方で、排ガス下流側に設けたパティキュレ
ートフィルタで排ガスに含まれるパティキュレートを捕
集している。このため、パティキュレートフィルタには
一般的にパティキュレートが堆積するが、このパティキ
ュレートは上流側のＮＯ酸化触媒で生成されたＮＯ2に
より酸化され、パティキュレートは燃焼ガス（ＣＯ2と
Ｈ2Ｏ）としてそのフィルタを通過してフィルタが再生
するとともに、パティキュレートを酸化させたＮＯ2は
ＮＯに転換して外部に排出するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の上記浄
化装置では、ＮＯ酸化触媒入口での排ガス温度が約２５
０℃以上でないと、ＮＯ酸化触媒で排ガス中のＮＯをＮ
Ｏ2に酸化できない不具合があり、２５０℃未満の領域
ではＮＯを有効活用できなかった。一方上記装置はパテ
ィキュレートを捕集、浄化することは可能であるが、Ｎ
Ｏｘの浄化にはほとんど効果がなく、ＮＯ或いはＮＯ2
としてそのまま大気中に排出していた。本発明の目的
は、上記装置に改良を加え、パティキュレートだけでな
くＮＯｘをも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。
化装置では、ＮＯ酸化触媒入口での排ガス温度が約２５
０℃以上でないと、ＮＯ酸化触媒で排ガス中のＮＯをＮ
Ｏ2に酸化できない不具合があり、２５０℃未満の領域
ではＮＯを有効活用できなかった。一方上記装置はパテ
ィキュレートを捕集、浄化することは可能であるが、Ｎ
Ｏｘの浄化にはほとんど効果がなく、ＮＯ或いはＮＯ2
としてそのまま大気中に排出していた。本発明の目的
は、上記装置に改良を加え、パティキュレートだけでな
くＮＯｘをも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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、ディーゼルエンジン１０の排気管１
２に設けられたＮＯ酸化触媒１３と、ＮＯ酸化触媒１３
より排ガス下流側の排気管１２に設けられたパティキュ
レートフィルタ１４とを備えたエンジンの排ガス浄化装
置の改良である。その特徴ある構成は、ＮＯ酸化触媒１
３の入口に設けられＮＯ酸化触媒１３に向けて還元剤２
０を噴射可能な噴射ノズル１６と、噴射ノズル１６に調
整弁１８を介して還元剤２０を供給する還元剤供給手段
１９と、ＮＯ酸化触媒１３の入口の排気管内の排ガスの
温度を検出する温度センサ２４と、温度センサ２４が所
定範囲の排ガスの温度を検出した時調整弁２８を開放し
て還元剤２０を噴射ノズル１６に供給するコントローラ
３０とを備えたところにある。
図１に示すように、ディーゼルエンジン１０の排気管１
２に設けられたＮＯ酸化触媒１３と、ＮＯ酸化触媒１３
より排ガス下流側の排気管１２に設けられたパティキュ
レートフィルタ１４とを備えたエンジンの排ガス浄化装
置の改良である。その特徴ある構成は、ＮＯ酸化触媒１
３の入口に設けられＮＯ酸化触媒１３に向けて還元剤２
０を噴射可能な噴射ノズル１６と、噴射ノズル１６に調
整弁１８を介して還元剤２０を供給する還元剤供給手段
１９と、ＮＯ酸化触媒１３の入口の排気管内の排ガスの
温度を検出する温度センサ２４と、温度センサ２４が所
定範囲の排ガスの温度を検出した時調整弁２８を開放し
て還元剤２０を噴射ノズル１６に供給するコントローラ
３０とを備えたところにある。
【０００５】この請求項１に係る発明では、温度センサ
２４が所定範囲の排ガスの温度を検出した時調整弁１８
を開くと、これにより噴射ノズル１６から所定量だけ還
元剤２０がＮＯ酸化触媒１３に噴射される。ＮＯ酸化触
媒１３は還元剤共存下においてＮＯ及びＮＯ2を無害な
Ｎ2に還元することが可能であり、このＮＯ酸化触媒１
３を通過した排ガスに含まれるＮＯは高い効率でＮ2に
還元される。これにより排ガスが比較的低温な領域にお
いてＮＯを低減することができる。なお、ＮＯ酸化触媒
１３を通過した還元剤はパティキュレートとともにパテ
ィキュレートフィルタ１４ａに捕集され、大気中に放散
しない。ここで、パティキュレートは不完全燃焼の炭化
水素、ＳＯＦ(soluble organic fraction)、煤等で構成
される。
２４が所定範囲の排ガスの温度を検出した時調整弁１８
を開くと、これにより噴射ノズル１６から所定量だけ還
元剤２０がＮＯ酸化触媒１３に噴射される。ＮＯ酸化触
媒１３は還元剤共存下においてＮＯ及びＮＯ2を無害な
Ｎ2に還元することが可能であり、このＮＯ酸化触媒１
３を通過した排ガスに含まれるＮＯは高い効率でＮ2に
還元される。これにより排ガスが比較的低温な領域にお
いてＮＯを低減することができる。なお、ＮＯ酸化触媒
１３を通過した還元剤はパティキュレートとともにパテ
ィキュレートフィルタ１４ａに捕集され、大気中に放散
しない。ここで、パティキュレートは不完全燃焼の炭化
水素、ＳＯＦ(soluble organic fraction)、煤等で構成
される。
【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、パティキュレートフィルタ１４の入口の排
気管内の圧力を検出する圧力センサ２５が設けられ、温
度センサ２４が所定範囲の排ガスの温度を検出しかつ圧
力センサ２５が所定の圧力以下の圧力を検出した時にコ
ントローラ３０は調整弁１８を開放して還元剤２０を噴
射ノズル１６に供給するエンジンの排ガス浄化装置であ
る。この請求項２に係る発明では、圧力センサ２５が所
定の圧力以下の圧力を検出した時調整弁１８を開き、逆
に圧力センサ２５が所定の圧力より高い圧力を検出した
時調整弁１８を閉じて還元剤２０の噴射を停止すること
により、比較的多くのパティキュレートがパティキュレ
ートフィルタ１４に捕集されている場合に、還元剤がそ
れ以上パティキュレートフィルタ１４ａに捕集されるこ
とを防止する。
明であって、パティキュレートフィルタ１４の入口の排
気管内の圧力を検出する圧力センサ２５が設けられ、温
度センサ２４が所定範囲の排ガスの温度を検出しかつ圧
力センサ２５が所定の圧力以下の圧力を検出した時にコ
ントローラ３０は調整弁１８を開放して還元剤２０を噴
射ノズル１６に供給するエンジンの排ガス浄化装置であ
る。この請求項２に係る発明では、圧力センサ２５が所
定の圧力以下の圧力を検出した時調整弁１８を開き、逆
に圧力センサ２５が所定の圧力より高い圧力を検出した
時調整弁１８を閉じて還元剤２０の噴射を停止すること
により、比較的多くのパティキュレートがパティキュレ
ートフィルタ１４に捕集されている場合に、還元剤がそ
れ以上パティキュレートフィルタ１４ａに捕集されるこ
とを防止する。
【０００７】請求項３に係る発明は、請求項２に係る発
明であって、ＮＯ酸化触媒１３の入口の排気管内の排ガ
スのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ２６が設けら
れ、温度センサ２４が所定範囲の排ガスの温度を検出し
かつ圧力センサ２５が所定の圧力以下の圧力を検出し更
にＮＯｘセンサ２６が所定の濃度以上のＮＯｘ濃度を検
出した時にコントローラ３０は調整弁１８を開放して還
元剤２０を噴射ノズル１６に供給するエンジンの排ガス
浄化装置である。この請求項３に係る発明では、更にＮ
Ｏｘセンサ２６が所定の濃度以上のＮＯｘ濃度を検出し
た時調整弁１８を開くことにより、排気管内の排ガスの
ＮＯｘ濃度が比較的低い時の還元剤の噴射を禁止して、
必要以上の還元剤の消費を防止する。
明であって、ＮＯ酸化触媒１３の入口の排気管内の排ガ
スのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ２６が設けら
れ、温度センサ２４が所定範囲の排ガスの温度を検出し
かつ圧力センサ２５が所定の圧力以下の圧力を検出し更
にＮＯｘセンサ２６が所定の濃度以上のＮＯｘ濃度を検
出した時にコントローラ３０は調整弁１８を開放して還
元剤２０を噴射ノズル１６に供給するエンジンの排ガス
浄化装置である。この請求項３に係る発明では、更にＮ
Ｏｘセンサ２６が所定の濃度以上のＮＯｘ濃度を検出し
た時調整弁１８を開くことにより、排気管内の排ガスの
ＮＯｘ濃度が比較的低い時の還元剤の噴射を禁止して、
必要以上の還元剤の消費を防止する。
【０００８】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
いずれかに係る発明であって、ＮＯ酸化触媒１３がＰ
ｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｇ又はこれらの
酸化物を少なくとも一種類以上含むエンジンの排ガス浄
化装置である。この請求項４に係る発明では、これらの
ＮＯ酸化触媒１３を通過する排ガスに含まれるＮＯｘを
還元剤共存下において効率的にＮ2に還元する。請求項
５に係る発明は、請求項１ないし３いずれかに係る発明
であって、ＮＯ酸化触媒１３がＰｔ又はこの酸化物を含
み、所定範囲の排ガスの温度が１５０℃以上２５０℃未
満であるエンジンの排ガス浄化装置である。Ｐｔ又はこ
の酸化物を含む触媒１３は１５０℃以上２５０℃未満で
高いＮＯｘ浄化作用を有する。このため、この請求項５
に係る発明では、１５０℃以上２５０℃未満の温度にお
けるＮＯ酸化触媒１３を通過する排ガスに含まれるＮＯ
ｘを効率的にＮ2に還元する。
いずれかに係る発明であって、ＮＯ酸化触媒１３がＰ
ｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｇ又はこれらの
酸化物を少なくとも一種類以上含むエンジンの排ガス浄
化装置である。この請求項４に係る発明では、これらの
ＮＯ酸化触媒１３を通過する排ガスに含まれるＮＯｘを
還元剤共存下において効率的にＮ2に還元する。請求項
５に係る発明は、請求項１ないし３いずれかに係る発明
であって、ＮＯ酸化触媒１３がＰｔ又はこの酸化物を含
み、所定範囲の排ガスの温度が１５０℃以上２５０℃未
満であるエンジンの排ガス浄化装置である。Ｐｔ又はこ
の酸化物を含む触媒１３は１５０℃以上２５０℃未満で
高いＮＯｘ浄化作用を有する。このため、この請求項５
に係る発明では、１５０℃以上２５０℃未満の温度にお
けるＮＯ酸化触媒１３を通過する排ガスに含まれるＮＯ
ｘを効率的にＮ2に還元する。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。図１に示すように、ディーゼ
ルエンジン１０の排気マニホルド１１には排気管１２が
接続される。この排気管１２の途中にはエンジン側から
ＮＯ酸化触媒１３及びパティキュレート捕集器１４が設
けられる。この例ではＮＯ酸化触媒１３はモノリス触媒
であって、コージェライト製のハニカム担体１３ａにＰ
ｔ又はこの酸化物を担持するして構成される。ただし、
触媒としての貴金属はこのＰｔの他に、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｇ又はこれらの酸化物を少なくとも
一種類以上含むものであればよい。これらによりコージ
ェライト製のハニカム担体１３ａにＮＯの酸化力が付与
されてＮＯ酸化触媒１３が構成される。
基づいて詳しく説明する。図１に示すように、ディーゼ
ルエンジン１０の排気マニホルド１１には排気管１２が
接続される。この排気管１２の途中にはエンジン側から
ＮＯ酸化触媒１３及びパティキュレート捕集器１４が設
けられる。この例ではＮＯ酸化触媒１３はモノリス触媒
であって、コージェライト製のハニカム担体１３ａにＰ
ｔ又はこの酸化物を担持するして構成される。ただし、
触媒としての貴金属はこのＰｔの他に、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｇ又はこれらの酸化物を少なくとも
一種類以上含むものであればよい。これらによりコージ
ェライト製のハニカム担体１３ａにＮＯの酸化力が付与
されてＮＯ酸化触媒１３が構成される。
【００１０】またパティキュレート捕集器１４にはパテ
ィキュレートフィルタ１４ａが内蔵される。この例では
フィルタ１４ａはハニカムフィルタであって、図３に示
すようにコージェライトのようなセラミックスからなる
多孔質の隔壁１４ｂで仕切られた多角形断面を有する。
フィルタ１４ａはこれらの隔壁１４ｂにより多数の互い
に平行に形成された貫通孔１４ｃの相隣接する入口部１
４ｄと出口部１４ｅが交互に実質的に封止される。この
フィルタ１４ａでは、図の矢印に示すようにフィルタ１
４ａの入口側から導入されたエンジンの排ガスが多孔質
の隔壁１４ｂを通過する際に含有する微粒子（パティキ
ュレート）がろ過されて、出口側から排出されるように
なっている。
ィキュレートフィルタ１４ａが内蔵される。この例では
フィルタ１４ａはハニカムフィルタであって、図３に示
すようにコージェライトのようなセラミックスからなる
多孔質の隔壁１４ｂで仕切られた多角形断面を有する。
フィルタ１４ａはこれらの隔壁１４ｂにより多数の互い
に平行に形成された貫通孔１４ｃの相隣接する入口部１
４ｄと出口部１４ｅが交互に実質的に封止される。この
フィルタ１４ａでは、図の矢印に示すようにフィルタ１
４ａの入口側から導入されたエンジンの排ガスが多孔質
の隔壁１４ｂを通過する際に含有する微粒子（パティキ
ュレート）がろ過されて、出口側から排出されるように
なっている。
【００１１】図１に戻って、ＮＯ酸化触媒１３の排ガス
上流側であってＮＯ酸化触媒１３の入口の排気管１２に
はそのＮＯ酸化触媒１３に向けて後述する還元剤２０を
噴射可能な噴射ノズル１６がそのＮＯ酸化触媒１３に向
けて設けられる。噴射ノズル１６には供給管１７が接続
され、この供給管１７は調整弁１８及び還元剤供給手段
であるポンプ１９を介して還元剤２０が入ったタンク２
１に配管される。この例では調整弁１８は噴射ノズル１
６への還元剤２０の供給量を調整する三方弁であり、還
元剤２０は軽油である。調整弁１８にはタンク２１に配
管された戻り管１７ａが接続される。調整弁１８が閉じ
ているときにはポンプ１９から吐出された還元剤２０は
戻り管１７ａを通ってタンク２１に戻され、開いたとき
には噴射ノズル１６に吐出した還元剤２０を供給するよ
うに構成される。
上流側であってＮＯ酸化触媒１３の入口の排気管１２に
はそのＮＯ酸化触媒１３に向けて後述する還元剤２０を
噴射可能な噴射ノズル１６がそのＮＯ酸化触媒１３に向
けて設けられる。噴射ノズル１６には供給管１７が接続
され、この供給管１７は調整弁１８及び還元剤供給手段
であるポンプ１９を介して還元剤２０が入ったタンク２
１に配管される。この例では調整弁１８は噴射ノズル１
６への還元剤２０の供給量を調整する三方弁であり、還
元剤２０は軽油である。調整弁１８にはタンク２１に配
管された戻り管１７ａが接続される。調整弁１８が閉じ
ているときにはポンプ１９から吐出された還元剤２０は
戻り管１７ａを通ってタンク２１に戻され、開いたとき
には噴射ノズル１６に吐出した還元剤２０を供給するよ
うに構成される。
【００１２】噴射ノズル１６の近傍の排気管１２には、
ＮＯ酸化触媒１３の入口の排気管内の排ガス温度を検出
する温度センサ２４が設けられる。このセンサ２４の検
出出力はマイクロコンピュータからなるコントローラ３
０の制御入力に接続される。その他コントローラ３０に
はエンジン１０の回転速度を検出する回転センサ２２
と、エンジン１０の負荷を検出する負荷センサ２３と、
パティキュレート捕集器１４の入口の排気管内の圧力を
検出する圧力センサ２５と、ＮＯ酸化触媒１３の入口の
排気管内の排ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ
２６の各検出出力が接続される。この負荷センサ２３は
この例では燃料噴射ポンプ（図示せず）のロードレバー
の変位量を検出する。コントローラ３０の制御出力は調
整弁１８及びポンプ１９に接続される。コントローラ３
０はメモリ３１を備える。メモリ３１にはエンジン回
転、エンジン負荷、捕集器入口の圧力、ＮＯ酸化触媒入
口の排ガス温度並びその排ガス中のＮＯｘ濃度に応じた
調整弁１８の開閉及びポンプ１９の作動の有無が予め記
憶される。
ＮＯ酸化触媒１３の入口の排気管内の排ガス温度を検出
する温度センサ２４が設けられる。このセンサ２４の検
出出力はマイクロコンピュータからなるコントローラ３
０の制御入力に接続される。その他コントローラ３０に
はエンジン１０の回転速度を検出する回転センサ２２
と、エンジン１０の負荷を検出する負荷センサ２３と、
パティキュレート捕集器１４の入口の排気管内の圧力を
検出する圧力センサ２５と、ＮＯ酸化触媒１３の入口の
排気管内の排ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ
２６の各検出出力が接続される。この負荷センサ２３は
この例では燃料噴射ポンプ（図示せず）のロードレバー
の変位量を検出する。コントローラ３０の制御出力は調
整弁１８及びポンプ１９に接続される。コントローラ３
０はメモリ３１を備える。メモリ３１にはエンジン回
転、エンジン負荷、捕集器入口の圧力、ＮＯ酸化触媒入
口の排ガス温度並びその排ガス中のＮＯｘ濃度に応じた
調整弁１８の開閉及びポンプ１９の作動の有無が予め記
憶される。
【００１３】このような構成の排ガス浄化装置は、温度
センサ２４が所定範囲の排ガスの温度を検出しかつ圧力
センサ２５が所定の圧力以下の圧力を検出し更にＮＯｘ
センサ２６が所定の濃度以上のＮＯｘ濃度を検出した時
にコントローラ３０は目盛り３１の記憶に基づいて調整
弁１８を開放して還元剤２０を噴射ノズル１６に供給す
る。例えば、エンジン１０が軽負荷で、低速域の運転状
態にあって、図２に示すように、排気マニホルド１１か
ら排出される排ガス温度Ｔが１５０〜２５０℃の範囲で
あり、パティキュレートフィルタ１４ａの入口の排気管
内の圧力Ｐが所定の値以下であり、かつＮＯ酸化触媒１
３の入口の排気管内の排ガスのＮＯｘ濃度Ｃが５０ｐｐ
ｍ以上であるときには、コントローラ３０はポンプ１９
を作動させて、調整弁１８を開く。これにより噴射ノズ
ル１６から所定量だけ還元剤２０がＮＯ酸化触媒１３に
噴射され、このＮＯ酸化触媒１３を通過する排ガスに含
まれるＮＯｘは高い効率でＮ2に還元される。これによ
り比較的低温な排ガスに含まれるＮＯｘを低減すること
ができる。
センサ２４が所定範囲の排ガスの温度を検出しかつ圧力
センサ２５が所定の圧力以下の圧力を検出し更にＮＯｘ
センサ２６が所定の濃度以上のＮＯｘ濃度を検出した時
にコントローラ３０は目盛り３１の記憶に基づいて調整
弁１８を開放して還元剤２０を噴射ノズル１６に供給す
る。例えば、エンジン１０が軽負荷で、低速域の運転状
態にあって、図２に示すように、排気マニホルド１１か
ら排出される排ガス温度Ｔが１５０〜２５０℃の範囲で
あり、パティキュレートフィルタ１４ａの入口の排気管
内の圧力Ｐが所定の値以下であり、かつＮＯ酸化触媒１
３の入口の排気管内の排ガスのＮＯｘ濃度Ｃが５０ｐｐ
ｍ以上であるときには、コントローラ３０はポンプ１９
を作動させて、調整弁１８を開く。これにより噴射ノズ
ル１６から所定量だけ還元剤２０がＮＯ酸化触媒１３に
噴射され、このＮＯ酸化触媒１３を通過する排ガスに含
まれるＮＯｘは高い効率でＮ2に還元される。これによ
り比較的低温な排ガスに含まれるＮＯｘを低減すること
ができる。
【００１４】一方、エンジン１０が始動直後で排気マニ
ホルド１１から排出される排ガス温度Ｔが１５０未満の
場合、又はエンジン１０が中高負荷で、中高速域の運転
状態にあって、排気マニホルド１１から排出される排ガ
ス温度Ｔが２５０を越えている時には、コントローラ３
０はメモリ３１の記憶内容に基づいてポンプ１９を不作
動にして、調整弁１８を閉じる。また、コントローラ３
０は排ガス温度Ｔが１５０〜２５０℃の範囲内であるこ
とを検出しても、パティキュレートフィルタ１４ａの入
口の排気管内の圧力Ｐが所定の値を越えている場合、又
はＮＯ酸化触媒１３の入口の排気管内の排ガスのＮＯｘ
濃度Ｃが５０ｐｐｍ未満であることを検出した場合に
は、同様にポンプ１９を不作動にして、調整弁１８を閉
じる。このため噴射ノズル１６からは還元剤２０は噴射
されない。従って、排ガス中のＮＯはＮＯ酸化触媒でＮ
Ｏ2に酸化され、パティキュレートフィルタ１４ａでは
排ガスに含まれるパティキュレートが捕集される。パテ
ィキュレートフィルタ１４ａに堆積したパティキュレー
トはＮＯ酸化触媒で生成されたＮＯ2によりその後酸化
され、燃焼ガス（ＣＯ2，Ｈ2Ｏ）としてそのパティキュ
レートフィルタ１４ａを通過し、パティキュレートはフ
ィルタ１４ａから除去されてフィルタ１４ａは再生され
る。一方、パティキュレートを酸化させたＮＯ2は元の
ＮＯに転換して外部に排出される。
ホルド１１から排出される排ガス温度Ｔが１５０未満の
場合、又はエンジン１０が中高負荷で、中高速域の運転
状態にあって、排気マニホルド１１から排出される排ガ
ス温度Ｔが２５０を越えている時には、コントローラ３
０はメモリ３１の記憶内容に基づいてポンプ１９を不作
動にして、調整弁１８を閉じる。また、コントローラ３
０は排ガス温度Ｔが１５０〜２５０℃の範囲内であるこ
とを検出しても、パティキュレートフィルタ１４ａの入
口の排気管内の圧力Ｐが所定の値を越えている場合、又
はＮＯ酸化触媒１３の入口の排気管内の排ガスのＮＯｘ
濃度Ｃが５０ｐｐｍ未満であることを検出した場合に
は、同様にポンプ１９を不作動にして、調整弁１８を閉
じる。このため噴射ノズル１６からは還元剤２０は噴射
されない。従って、排ガス中のＮＯはＮＯ酸化触媒でＮ
Ｏ2に酸化され、パティキュレートフィルタ１４ａでは
排ガスに含まれるパティキュレートが捕集される。パテ
ィキュレートフィルタ１４ａに堆積したパティキュレー
トはＮＯ酸化触媒で生成されたＮＯ2によりその後酸化
され、燃焼ガス（ＣＯ2，Ｈ2Ｏ）としてそのパティキュ
レートフィルタ１４ａを通過し、パティキュレートはフ
ィルタ１４ａから除去されてフィルタ１４ａは再生され
る。一方、パティキュレートを酸化させたＮＯ2は元の
ＮＯに転換して外部に排出される。
【００１５】なお、上記例では、温度センサ２４が所定
範囲の排ガスの温度を検出しかつ圧力センサ２５が所定
の圧力以下の圧力を検出し更にＮＯｘセンサ２６が所定
の濃度以上のＮＯｘ濃度を検出した時に還元剤２０を噴
射ノズル１６に供給するようにコントローラ３０を構成
したが、温度センサ２４が所定範囲の排ガスの温度を検
出しかつ圧力センサ２５が所定の圧力以下の圧力を検出
した時、又は温度センサ２４が所定範囲の排ガスの温度
を検出した時に、還元剤２０を噴射ノズル１６に供給す
るようにコントローラ３０を構成してもよい。いずれの
場合であっても比較的低温な排ガスに含まれるＮＯｘを
低減することができる。また、上記例では還元剤として
軽油を用いたが、本発明はこれに限るものではなく、他
の還元剤を用いてもよい。更に、上記例では、ＮＯ酸化
触媒１３の入口の排気管１２に供給管１７が接続された
噴射ノズル１６を設け、この供給管１７に調整弁１８及
び還元剤供給手段であるポンプ１９を設けたが、還元剤
供給手段は噴射ノズルとしてディーゼルエンジンの燃料
噴射ノズルを使用する、いわゆるエンジンの後噴射を用
いた還元剤供給システムを用いても良い。この場合、噴
射ノズル等を独立して設ける必要がなくなる利点があ
る。
範囲の排ガスの温度を検出しかつ圧力センサ２５が所定
の圧力以下の圧力を検出し更にＮＯｘセンサ２６が所定
の濃度以上のＮＯｘ濃度を検出した時に還元剤２０を噴
射ノズル１６に供給するようにコントローラ３０を構成
したが、温度センサ２４が所定範囲の排ガスの温度を検
出しかつ圧力センサ２５が所定の圧力以下の圧力を検出
した時、又は温度センサ２４が所定範囲の排ガスの温度
を検出した時に、還元剤２０を噴射ノズル１６に供給す
るようにコントローラ３０を構成してもよい。いずれの
場合であっても比較的低温な排ガスに含まれるＮＯｘを
低減することができる。また、上記例では還元剤として
軽油を用いたが、本発明はこれに限るものではなく、他
の還元剤を用いてもよい。更に、上記例では、ＮＯ酸化
触媒１３の入口の排気管１２に供給管１７が接続された
噴射ノズル１６を設け、この供給管１７に調整弁１８及
び還元剤供給手段であるポンプ１９を設けたが、還元剤
供給手段は噴射ノズルとしてディーゼルエンジンの燃料
噴射ノズルを使用する、いわゆるエンジンの後噴射を用
いた還元剤供給システムを用いても良い。この場合、噴
射ノズル等を独立して設ける必要がなくなる利点があ
る。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、排
ガス下流側にパティキュレートフィルタが設けられたＮ
Ｏ酸化触媒の入口に還元剤を噴射可能な噴射ノズルを設
け、噴射ノズルに調整弁を介して還元剤を供給する還元
剤供給手段と、ＮＯ酸化触媒の入口の排気管内の排ガス
の温度を検出する温度センサと、温度センサが所定範囲
の排ガスの温度を検出した時調整弁を開放して還元剤を
噴射ノズルに供給するコントローラとを備えたので、温
度センサが比較的低温の排ガスの温度を検出した時噴射
ノズルから所定量だけ還元剤がＮＯ酸化触媒に噴射さ
れ、このＮＯ酸化触媒を通過した排ガスに含まれるＮＯ
ｘは高い効率でＮ2に還元される。これにより比較的低
温な領域においてＮＯｘを低減することができる。
ガス下流側にパティキュレートフィルタが設けられたＮ
Ｏ酸化触媒の入口に還元剤を噴射可能な噴射ノズルを設
け、噴射ノズルに調整弁を介して還元剤を供給する還元
剤供給手段と、ＮＯ酸化触媒の入口の排気管内の排ガス
の温度を検出する温度センサと、温度センサが所定範囲
の排ガスの温度を検出した時調整弁を開放して還元剤を
噴射ノズルに供給するコントローラとを備えたので、温
度センサが比較的低温の排ガスの温度を検出した時噴射
ノズルから所定量だけ還元剤がＮＯ酸化触媒に噴射さ
れ、このＮＯ酸化触媒を通過した排ガスに含まれるＮＯ
ｘは高い効率でＮ2に還元される。これにより比較的低
温な領域においてＮＯｘを低減することができる。
【００１７】また、パティキュレートフィルタの入口の
排気管内の圧力を検出する圧力センサを設け、圧力セン
サが所定の圧力以下の圧力を検出した時にコントローラ
が調整弁を開放するようにすれば、比較的多くのパティ
キュレートがパティキュレートフィルタに捕集されてい
る場合に、還元剤の噴射を停止して還元剤がそれ以上パ
ティキュレートフィルタに捕集されることを防止するこ
とができ、ＮＯ酸化触媒の入口の排気管内の排ガスのＮ
Ｏｘ濃度を検出するＮＯｘセンサを設け、更にＮＯｘセ
ンサが所定の濃度以上のＮＯｘ濃度を検出した時にコン
トローラが調整弁を開放するようにすれば、排気管内の
排ガスのＮＯｘ濃度が比較的低い時の還元剤の噴射を禁
止して、必要以上の還元剤の消費を防止することもでき
る。
排気管内の圧力を検出する圧力センサを設け、圧力セン
サが所定の圧力以下の圧力を検出した時にコントローラ
が調整弁を開放するようにすれば、比較的多くのパティ
キュレートがパティキュレートフィルタに捕集されてい
る場合に、還元剤の噴射を停止して還元剤がそれ以上パ
ティキュレートフィルタに捕集されることを防止するこ
とができ、ＮＯ酸化触媒の入口の排気管内の排ガスのＮ
Ｏｘ濃度を検出するＮＯｘセンサを設け、更にＮＯｘセ
ンサが所定の濃度以上のＮＯｘ濃度を検出した時にコン
トローラが調整弁を開放するようにすれば、排気管内の
排ガスのＮＯｘ濃度が比較的低い時の還元剤の噴射を禁
止して、必要以上の還元剤の消費を防止することもでき
る。
【図１】本発明の実施例の排ガス浄化装置の構成図。
【図２】その制御のフローチャートを示す図。
【図３】そのパティキュレートフィルタの拡大断面図。
１０ ディーゼルエンジン １２ 排気管 １３ ＮＯ酸化触媒 １４ パティキュレートフィルタ １６ 噴射ノズル １８ 調整弁 １９ ポンプ（還元剤供給手段） ２０ 還元剤 ２４ 温度センサ ２５ 圧力センサ ２６ ＮＯｘセンサ ３０ コントローラ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G090 AA02 BA01 CA02 DA02 DA03 DA09 DA12 DA18 DA20 DB10 EA02 3G091 AA18 AA28 AB02 AB13 BA14 CA16 CA18 CB02 CB03 CB08 DB10 EA01 EA03 EA08 EA17 EA32 EA33 FA01 FA08 FA09 FA12 FA13 FA14 FB10 GA06 GB01W GB01X GB05W GB06W GB07W GB10W GB10X GB17X HA15 HA36 HA37
Claims (5)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジン(10)の排気管(12)に
設けられたＮＯ酸化触媒(13)と、前記ＮＯ酸化触媒(13)
より排ガス下流側の排気管(12)に設けられたパティキュ
レートフィルタ(14)とを備えたエンジンの排ガス浄化装
置において、 前記ＮＯ酸化触媒(13)の入口に設けられ前記ＮＯ酸化触
媒(13)に向けて還元剤(20)を噴射可能な噴射ノズル(16)
と、 前記噴射ノズル(16)に調整弁(18)を介して前記還元剤(2
0)を供給する還元剤供給手段(19)と、 前記ＮＯ酸化触媒(13)の入口の排気管内の排ガスの温度
を検出する温度センサ(24)と、 前記温度センサ(24)が所定範囲の排ガスの温度を検出し
た時前記調整弁(18)を開放して前記還元剤(20)を噴射ノ
ズル(16)に供給するコントローラ(30)とを備えたことを
特徴とするエンジンの排ガス浄化装置。 - 【請求項２】 パティキュレートフィルタ(14)の入口の
排気管内の圧力を検出する圧力センサ(25)が設けられ、 温度センサ(24)が所定範囲の排ガスの温度を検出しかつ
前記圧力センサ(25)が所定の圧力以下の圧力を検出した
時にコントローラ(30)は調整弁(18)を開放して還元剤(2
0)を噴射ノズル(16)に供給する請求項１記載のエンジン
の排ガス浄化装置。 - 【請求項３】 ＮＯ酸化触媒(13)の入口の排気管内の排
ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ(26)が設けら
れ、 温度センサ(24)が所定範囲の排ガスの温度を検出しかつ
圧力センサ(25)が所定の圧力以下の圧力を検出し更に前
記ＮＯｘセンサ(26)が所定の濃度以上のＮＯｘ濃度を検
出した時にコントローラ(30)は調整弁(18)を開放して還
元剤(20)を噴射ノズル(16)に供給する請求項２記載のエ
ンジンの排ガス浄化装置。 - 【請求項４】 ＮＯ酸化触媒(13)がＰｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、
Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｇ又はこれらの酸化物を少なくと
も一種類以上含む請求項１ないし３いずれか記載のエン
ジンの排ガス浄化装置。 - 【請求項５】 ＮＯ酸化触媒(13)がＰｔ又はこの酸化物
を含み、所定範囲の排ガスの温度が１５０℃以上２５０
℃未満である請求項１ないし３いずれか記載のエンジン
の排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29206799A JP3905264B2 (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | エンジンの排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29206799A JP3905264B2 (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | エンジンの排ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001115824A true JP2001115824A (ja) | 2001-04-24 |
| JP3905264B2 JP3905264B2 (ja) | 2007-04-18 |
Family
ID=17777115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29206799A Expired - Fee Related JP3905264B2 (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | エンジンの排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3905264B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6874316B2 (en) | 2002-04-25 | 2005-04-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine |
| JP2010229896A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関及び内燃機関の制御方法 |
| JP2010229895A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化システムの制御方法 |
| JP4874093B2 (ja) * | 2003-04-17 | 2012-02-08 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | 二酸化窒素の分解方法 |
| CN101769190B (zh) * | 2008-12-23 | 2014-08-13 | 通用汽车环球科技运作公司 | 还原剂喷射器的热保护系统 |
| JP2016160831A (ja) * | 2015-03-02 | 2016-09-05 | トヨタ自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5908814B2 (ja) | 2012-09-13 | 2016-04-26 | 株式会社小松製作所 | 排ガス処理装置、ディーゼルエンジン及び排ガス処理方法 |
-
1999
- 1999-10-14 JP JP29206799A patent/JP3905264B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6874316B2 (en) | 2002-04-25 | 2005-04-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine |
| JP4874093B2 (ja) * | 2003-04-17 | 2012-02-08 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | 二酸化窒素の分解方法 |
| CN101769190B (zh) * | 2008-12-23 | 2014-08-13 | 通用汽车环球科技运作公司 | 还原剂喷射器的热保护系统 |
| JP2010229896A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関及び内燃機関の制御方法 |
| JP2010229895A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化システムの制御方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3905264B2 (ja) | 2007-04-18 |
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