JP2002021540A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 還元剤と高温排気ガスとの接触時間を十分に
確保して還元剤の部分酸化を促進し、ＮＯｘ触媒装置の
活性化を向上させるようにした排気ガス浄化装置を提供
する。 【解決手段】 排気ガス浄化装置６の上流の排気通路５
を分岐し再び排気ガス浄化装置上流の排気通路に接続し
たバイパス通路７と、バイパス通路に還元剤を噴射する
還元剤噴射装置１１と、バイパス通路の排気ガス流量を
制御するバイパス流量制御弁８と、還元剤噴射装置から
噴射された還元剤が排気ガス浄化装置に到達するまでの
時間が所定の時間以上になるようにエンジンの運転状態
に応じて予め設定されたバイパス流量制御弁の開度設定
手段１６と、バイパス温度検出手段１４の検出温度が所
定値以上の時、運転状態検出手段１７、１８の情報に応
じて還元剤噴射装置を駆動して還元剤を噴射すると共に
バイパス流量制御弁を開度設定手段の情報を基に制御す
る制御手段１６とを備えた構成としたものである。
確保して還元剤の部分酸化を促進し、ＮＯｘ触媒装置の
活性化を向上させるようにした排気ガス浄化装置を提供
する。 【解決手段】 排気ガス浄化装置６の上流の排気通路５
を分岐し再び排気ガス浄化装置上流の排気通路に接続し
たバイパス通路７と、バイパス通路に還元剤を噴射する
還元剤噴射装置１１と、バイパス通路の排気ガス流量を
制御するバイパス流量制御弁８と、還元剤噴射装置から
噴射された還元剤が排気ガス浄化装置に到達するまでの
時間が所定の時間以上になるようにエンジンの運転状態
に応じて予め設定されたバイパス流量制御弁の開度設定
手段１６と、バイパス温度検出手段１４の検出温度が所
定値以上の時、運転状態検出手段１７、１８の情報に応
じて還元剤噴射装置を駆動して還元剤を噴射すると共に
バイパス流量制御弁を開度設定手段の情報を基に制御す
る制御手段１６とを備えた構成としたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスにより還
元剤を部分酸化して排気ガス浄化装置に供給する排気ガ
ス浄化装置に関する。
元剤を部分酸化して排気ガス浄化装置に供給する排気ガ
ス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンにおいて、排気ガス
に含まれるＮＯｘの浄化手段として、還元雰囲気でＮＯ
ｘを処理する還元触媒がある。特に、酸素過剰下におけ
る排気ガスに含まれるＮＯｘの浄化処理する場合、ＨＣ
等の還元剤を用いて浄化率を向上させることが必要であ
る。
に含まれるＮＯｘの浄化手段として、還元雰囲気でＮＯ
ｘを処理する還元触媒がある。特に、酸素過剰下におけ
る排気ガスに含まれるＮＯｘの浄化処理する場合、ＨＣ
等の還元剤を用いて浄化率を向上させることが必要であ
る。
【０００３】このようなＮＯｘ浄化システムとして、図
３に示すようにエンジン２１の排気通路２２に介装され
ているＮＯｘ触媒装置２３の上流側のエンジン直下にイ
ンジェクタ２４を設けて燃料タンク２５から燃料（軽
油）を供給し、還元剤（ＨＣ）としての軽油を排気通路
２２に噴射（添加）して高温の排気ガスの熱と残留酸素
とにより部分酸化させてＮＯｘ触媒装置２３に対して都
合の良い還元剤（ＨＣ）に改質し、ＮＯｘ触媒装置２３
によるＮＯｘの還元を促進するようにしたものがある。
３に示すようにエンジン２１の排気通路２２に介装され
ているＮＯｘ触媒装置２３の上流側のエンジン直下にイ
ンジェクタ２４を設けて燃料タンク２５から燃料（軽
油）を供給し、還元剤（ＨＣ）としての軽油を排気通路
２２に噴射（添加）して高温の排気ガスの熱と残留酸素
とにより部分酸化させてＮＯｘ触媒装置２３に対して都
合の良い還元剤（ＨＣ）に改質し、ＮＯｘ触媒装置２３
によるＮＯｘの還元を促進するようにしたものがある。
【０００４】或いは、図４に示すようにＮＯｘ触媒装置
２３の上流側の排気通路２２に、還元剤を改質するため
の空気を導入する空気通路２７と、この空気通路２７内
の空気に還元剤（ＨＣ）としての燃料（軽油）を供給す
るインジェクタ２８と、空気通路２７内の空気（酸素）
と還元剤（ＨＣ）との混合気を加熱する加熱手段２９と
から成る還元剤の部分酸化装置３０を設け、前記還元剤
（ＨＣ）を部分酸化させてＮＯｘ触媒２３に対して都合
の良い形態の還元剤に改質してＮＯｘ触媒装置２３に供
給し、ＮＯｘの還元を促進するようにしたものがある。
２３の上流側の排気通路２２に、還元剤を改質するため
の空気を導入する空気通路２７と、この空気通路２７内
の空気に還元剤（ＨＣ）としての燃料（軽油）を供給す
るインジェクタ２８と、空気通路２７内の空気（酸素）
と還元剤（ＨＣ）との混合気を加熱する加熱手段２９と
から成る還元剤の部分酸化装置３０を設け、前記還元剤
（ＨＣ）を部分酸化させてＮＯｘ触媒２３に対して都合
の良い形態の還元剤に改質してＮＯｘ触媒装置２３に供
給し、ＮＯｘの還元を促進するようにしたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排気ガス中
の熱と残留酸素とにより還元剤（ＨＣ）が部分酸化され
るためには或る程度の時間（化学反応の時間）が必要で
ある。図５は、還元剤と高温（約６００℃）排気ガスと
の接触時間と部分酸化物の生成との関係を示し、排気通
路内の還元剤（ＨＣ）の濃度は、実線Ｉで示すように還
元剤が噴射（添加）されると略瞬時に飽和値に達する。
一方、部分酸化物の濃度がＮＯｘ触媒によるＮＯｘの還
元を促進するに十分な濃度に達するには実線IIで示すよ
うに還元剤が噴射された時点から約０.１秒以上経過す
ることが必要である。即ち、還元剤が排気ガスにより部
分酸化されてＮＯｘの還元を促進するに十分な濃度に達
するまでには排気ガスとの接触時間（改質時間）が０.
１秒以上必要である。
の熱と残留酸素とにより還元剤（ＨＣ）が部分酸化され
るためには或る程度の時間（化学反応の時間）が必要で
ある。図５は、還元剤と高温（約６００℃）排気ガスと
の接触時間と部分酸化物の生成との関係を示し、排気通
路内の還元剤（ＨＣ）の濃度は、実線Ｉで示すように還
元剤が噴射（添加）されると略瞬時に飽和値に達する。
一方、部分酸化物の濃度がＮＯｘ触媒によるＮＯｘの還
元を促進するに十分な濃度に達するには実線IIで示すよ
うに還元剤が噴射された時点から約０.１秒以上経過す
ることが必要である。即ち、還元剤が排気ガスにより部
分酸化されてＮＯｘの還元を促進するに十分な濃度に達
するまでには排気ガスとの接触時間（改質時間）が０.
１秒以上必要である。
【０００６】しかしながら、図３示すＮＯｘ浄化システ
ムにおいては、インジェクタ２４をエンジン直下に設置
することで、添加する還元剤（ＨＣ）としての軽油と高
温の排気ガスとの接触時間を或る程度確保して部分酸化
を促進することはできるが、接触時間が短いために十分
ではない。これは、車両においては、レイアウト上の種
々の制約によりインジェクタ２４からＮＯｘ触媒装置２
３までの排気通路２２の長さ（距離）を長く取ることが
できないために、燃料（還元剤）と排気ガスとの接触時
間を改質に十分な前記時間（０.１秒以上）確保するこ
とができないためである。
ムにおいては、インジェクタ２４をエンジン直下に設置
することで、添加する還元剤（ＨＣ）としての軽油と高
温の排気ガスとの接触時間を或る程度確保して部分酸化
を促進することはできるが、接触時間が短いために十分
ではない。これは、車両においては、レイアウト上の種
々の制約によりインジェクタ２４からＮＯｘ触媒装置２
３までの排気通路２２の長さ（距離）を長く取ることが
できないために、燃料（還元剤）と排気ガスとの接触時
間を改質に十分な前記時間（０.１秒以上）確保するこ
とができないためである。
【０００７】また、図４に示す還元剤の部分酸化装置３
０を搭載する場合、車両の重量が増加すると共に搭載ス
ペースの増大、ＮＯｘ浄化システムのコストアップ、空
気加熱手段であるヒータによる消費電力が増大する等の
問題がある。このため、本発明では、還元剤と高温排気
ガスとの接触時間を十分に確保して還元剤の部分酸化を
促進し、ＮＯｘ触媒装置の活性化を向上させるようにし
た排気ガス浄化装置を提供することを目的としている。
０を搭載する場合、車両の重量が増加すると共に搭載ス
ペースの増大、ＮＯｘ浄化システムのコストアップ、空
気加熱手段であるヒータによる消費電力が増大する等の
問題がある。このため、本発明では、還元剤と高温排気
ガスとの接触時間を十分に確保して還元剤の部分酸化を
促進し、ＮＯｘ触媒装置の活性化を向上させるようにし
た排気ガス浄化装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、エンジンから排気通路に排出
された排ガスは、排気ガス浄化装置に流れると共に、一
部がバイパス流量制御弁を通してバイパス通路に流入す
る。一方、還元剤噴射装置から還元剤がバイパス通路に
噴射される。バイパス温度検出手段により検出されたバ
イパス通路内の排気ガス温度が所定温度（還元剤改質可
能温度）よりも高いときには、バイパス流量制御弁の開
度設定手段によりエンジンの運転状態に応じて、バイパ
ス通路内において前記噴射された還元剤と排気ガスとの
接触時間が改質に十分な時間となるように、バイパス通
路内に流入する排気ガス量を制御する。これにより、バ
イパス通路内を流れる排気ガスの流速が低下して還元剤
の改質に必要な接触時間が確保され、還元剤は、高温の
排気ガスの熱と残留酸素とにより部分酸化されて改質さ
れる。還元剤の部分酸化が促進されることで排気ガス浄
化装置の活性化が向上し、ＮＯｘの浄化が良好に行われ
る。
め、請求項１の発明では、エンジンから排気通路に排出
された排ガスは、排気ガス浄化装置に流れると共に、一
部がバイパス流量制御弁を通してバイパス通路に流入す
る。一方、還元剤噴射装置から還元剤がバイパス通路に
噴射される。バイパス温度検出手段により検出されたバ
イパス通路内の排気ガス温度が所定温度（還元剤改質可
能温度）よりも高いときには、バイパス流量制御弁の開
度設定手段によりエンジンの運転状態に応じて、バイパ
ス通路内において前記噴射された還元剤と排気ガスとの
接触時間が改質に十分な時間となるように、バイパス通
路内に流入する排気ガス量を制御する。これにより、バ
イパス通路内を流れる排気ガスの流速が低下して還元剤
の改質に必要な接触時間が確保され、還元剤は、高温の
排気ガスの熱と残留酸素とにより部分酸化されて改質さ
れる。還元剤の部分酸化が促進されることで排気ガス浄
化装置の活性化が向上し、ＮＯｘの浄化が良好に行われ
る。
【０００９】請求項２の発明では、開度設定手段により
バイパス流量制御弁の開度を制御して排気通路に対して
バイパス通路におけるバイパス流量を減少させ、流速を
差下げることで、エンジンの排気量、運転条件によらず
接触時間を０.１秒以上の長さに確保する。これによ
り、還元剤の部分酸化が促進され、排気ガス温度が低い
温度範囲までのＮＯｘの浄化率が大幅に向上する。
バイパス流量制御弁の開度を制御して排気通路に対して
バイパス通路におけるバイパス流量を減少させ、流速を
差下げることで、エンジンの排気量、運転条件によらず
接触時間を０.１秒以上の長さに確保する。これによ
り、還元剤の部分酸化が促進され、排気ガス温度が低い
温度範囲までのＮＯｘの浄化率が大幅に向上する。
【００１０】また、エンジンの運転状態によっては、バ
イパス通路内の排気ガスの温度が所定温度（還元剤改質
可能温度）よりも低い場合がある。このようにバイパス
温度検出手段により検出されたバイパス通路内の排気ガ
ス温度が所定温度より低いときには、加熱手段によりバ
イパス通路内を流れる排気ガスを加熱して前記所定温度
以上に高くすることが好ましい。これにより、バイパス
通路内に噴射された還元剤を改質することが可能とな
る。この場合、バイパス通路を流れる排気ガス量（バイ
パス流量）が少なく、しかも、排気ガスを加熱するため
に前記加熱手段による加熱は少なくてよく、更に排気ガ
スの温度が前記所定温度よりも高くなれば加熱は不要と
なることで加熱手段の消費電力を大幅に少なくすること
ができる。
イパス通路内の排気ガスの温度が所定温度（還元剤改質
可能温度）よりも低い場合がある。このようにバイパス
温度検出手段により検出されたバイパス通路内の排気ガ
ス温度が所定温度より低いときには、加熱手段によりバ
イパス通路内を流れる排気ガスを加熱して前記所定温度
以上に高くすることが好ましい。これにより、バイパス
通路内に噴射された還元剤を改質することが可能とな
る。この場合、バイパス通路を流れる排気ガス量（バイ
パス流量）が少なく、しかも、排気ガスを加熱するため
に前記加熱手段による加熱は少なくてよく、更に排気ガ
スの温度が前記所定温度よりも高くなれば加熱は不要と
なることで加熱手段の消費電力を大幅に少なくすること
ができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。図１は、本発明
に係る排気ガス浄化装置の概略構成図である。図１に示
すようにエンジン１は、例えば、ディーゼルエンジン
で、各燃料噴射装置２が燃料通路３を介して燃料タンク
４に接続されている。燃料タンク４には軽油が給油され
ている。エンジン１の排気通路５には排気ガス浄化装置
としてのＮＯｘ触媒装置６が介装されており、排気通路
５にはＮＯｘ触媒装置６の上流にバイパス通路７が設け
られている。このバイパス通路７は、上流側（排気ガス
入口側）が排気通路５のエンジン１の近傍において分岐
され、下流側（排気ガス出口側）がＮＯｘ触媒装置６の
直ぐ上流で排気通路２に合流されている。
適な実施例を例示的に詳しく説明する。図１は、本発明
に係る排気ガス浄化装置の概略構成図である。図１に示
すようにエンジン１は、例えば、ディーゼルエンジン
で、各燃料噴射装置２が燃料通路３を介して燃料タンク
４に接続されている。燃料タンク４には軽油が給油され
ている。エンジン１の排気通路５には排気ガス浄化装置
としてのＮＯｘ触媒装置６が介装されており、排気通路
５にはＮＯｘ触媒装置６の上流にバイパス通路７が設け
られている。このバイパス通路７は、上流側（排気ガス
入口側）が排気通路５のエンジン１の近傍において分岐
され、下流側（排気ガス出口側）がＮＯｘ触媒装置６の
直ぐ上流で排気通路２に合流されている。
【００１２】バイパス通路７の上流側の排気通路５との
分岐部にはバイパス通路７を流れる排気ガスの流量を制
御するバイパス流量制御弁８が設けられている。このバ
イパス流量制御弁８は、モータ９により開閉制御され
る。バイパス流量制御弁８の直ぐ下流位置にバイパス通
路７に還元剤を噴射可能な還元剤噴射装置（以下「イン
ジェクタ」という）１１が装着されている。このインジ
ェクタ１１は、燃料通路１２を介してエンジン１の燃料
通路３に接続されており、燃料タンク４から還元剤（Ｈ
Ｃ）としての燃料（軽油）が供給されるようになってい
る。バイパス通路７のバイパス流量制御弁８の下流に当
該バイパス通路７に沿って排気ガス温度が低温のときに
加熱するための加熱手段としての補助ヒータ１３が装着
されており、出口近傍にはバイパス通路内の排気ガスの
温度を検出する温度検出手段としての温度センサ１４が
装着されている。また、ＮＯｘ触媒装置６内には触媒温
度を検出する温度検出手段としての温度センサ１５が装
着されている。
分岐部にはバイパス通路７を流れる排気ガスの流量を制
御するバイパス流量制御弁８が設けられている。このバ
イパス流量制御弁８は、モータ９により開閉制御され
る。バイパス流量制御弁８の直ぐ下流位置にバイパス通
路７に還元剤を噴射可能な還元剤噴射装置（以下「イン
ジェクタ」という）１１が装着されている。このインジ
ェクタ１１は、燃料通路１２を介してエンジン１の燃料
通路３に接続されており、燃料タンク４から還元剤（Ｈ
Ｃ）としての燃料（軽油）が供給されるようになってい
る。バイパス通路７のバイパス流量制御弁８の下流に当
該バイパス通路７に沿って排気ガス温度が低温のときに
加熱するための加熱手段としての補助ヒータ１３が装着
されており、出口近傍にはバイパス通路内の排気ガスの
温度を検出する温度検出手段としての温度センサ１４が
装着されている。また、ＮＯｘ触媒装置６内には触媒温
度を検出する温度検出手段としての温度センサ１５が装
着されている。
【００１３】電子制御装置（ＥＣＵ）１６は、エンジン
１の運転状態を検出する運転状態検出手段としてのエン
ジン回転センサ１７、エンジン負荷を検出するためのア
クセルペダルセンサ１８等からの信号に基づいてエンジ
ン１の燃料噴射弁２を制御する。また、電子制御装置１
６は、インジェクタ１１を開弁制御すると共に、エンジ
ン１の運転状態に応じてバイパス流量制御弁８の開度を
設定するための開度設定手段としてのマップを備えてい
る。この開度設定手段は、インジェクタ１１から噴射さ
れた還元剤（燃料）がＮＯｘ触媒装置６に到達するまで
の時間が所定時間（０.１秒）以上となるようエンジン
１の運転状態に応じて予め設定されている。電子制御装
置１６は、エンジン回転数、エンジン負荷により前記マ
ップからバイパス流量制御弁８の設定開度を読み出して
モータ９を駆動制御し、バイパス流量制御弁８を開閉制
御する。また、電子制御装置１６は、温度センサ１４か
らの信号により補助ヒータ１３の通電を制御し、温度セ
ンサ１５からの信号により還元剤を改質するか否かを制
御する。
１の運転状態を検出する運転状態検出手段としてのエン
ジン回転センサ１７、エンジン負荷を検出するためのア
クセルペダルセンサ１８等からの信号に基づいてエンジ
ン１の燃料噴射弁２を制御する。また、電子制御装置１
６は、インジェクタ１１を開弁制御すると共に、エンジ
ン１の運転状態に応じてバイパス流量制御弁８の開度を
設定するための開度設定手段としてのマップを備えてい
る。この開度設定手段は、インジェクタ１１から噴射さ
れた還元剤（燃料）がＮＯｘ触媒装置６に到達するまで
の時間が所定時間（０.１秒）以上となるようエンジン
１の運転状態に応じて予め設定されている。電子制御装
置１６は、エンジン回転数、エンジン負荷により前記マ
ップからバイパス流量制御弁８の設定開度を読み出して
モータ９を駆動制御し、バイパス流量制御弁８を開閉制
御する。また、電子制御装置１６は、温度センサ１４か
らの信号により補助ヒータ１３の通電を制御し、温度セ
ンサ１５からの信号により還元剤を改質するか否かを制
御する。
【００１４】以下に作用を説明する。エンジン１から排
気通路５に排出された排気ガスは、ＮＯｘ触媒装置６に
流れると共に、一部がバイパス流量制御弁８を通してバ
イパス通路７に流入する。一方、インジェクタ１１から
還元剤（ＨＣ）としての燃料（軽油）がバイパス通路７
の上流側に噴射（添加）される。インジェクタ１１から
噴射された燃料は、高温の排気ガスの熱と残留酸素とに
より部分酸化されて改質される。電子制御装置１６は、
バイパス通路７内において前記噴射された燃料と排気ガ
スとの接触時間が改質に十分な時間（０.１秒以上）と
なるように、バイパス流量制御弁８によりバイパス通路
７内に流入する排気ガス量を、全排気ガス量の１／１０
〜１／５程度に制御する。これにより、バイパス通路７
内を流れる排気ガスの流速が低下して前記燃料即ち、還
元剤（ＨＣ）の改質に必要な接触時間が長く（０.１秒
以上）確保され、還元剤の部分酸化が促進されてＮＯｘ
触媒装置６の活性化が向上し、ＮＯｘの浄化が良好に行
われる。
気通路５に排出された排気ガスは、ＮＯｘ触媒装置６に
流れると共に、一部がバイパス流量制御弁８を通してバ
イパス通路７に流入する。一方、インジェクタ１１から
還元剤（ＨＣ）としての燃料（軽油）がバイパス通路７
の上流側に噴射（添加）される。インジェクタ１１から
噴射された燃料は、高温の排気ガスの熱と残留酸素とに
より部分酸化されて改質される。電子制御装置１６は、
バイパス通路７内において前記噴射された燃料と排気ガ
スとの接触時間が改質に十分な時間（０.１秒以上）と
なるように、バイパス流量制御弁８によりバイパス通路
７内に流入する排気ガス量を、全排気ガス量の１／１０
〜１／５程度に制御する。これにより、バイパス通路７
内を流れる排気ガスの流速が低下して前記燃料即ち、還
元剤（ＨＣ）の改質に必要な接触時間が長く（０.１秒
以上）確保され、還元剤の部分酸化が促進されてＮＯｘ
触媒装置６の活性化が向上し、ＮＯｘの浄化が良好に行
われる。
【００１５】上述したように、排気通路５に対してバイ
パス通路７における排気ガスのバイパス流量を減少して
流速を下げることで、エンジン１の排気量、運転条件に
よらず排気ガスと燃料との接触時間を充分に確保し、Ｎ
Ｏｘの浄化を図る。図６に排気ガス温度（エンジン出口
温度）とＮＯｘ浄化率の特性の一例を示す。図６におい
て実線Iは接触時間が０.１秒の場合、破線IIは接触時間
が０.０５秒の場合、１点鎖線IIIは接触時間が０.０１
秒の場合を示す。この特性図から明らかなように、接触
時間が０.１秒の場合には、還元剤と排気ガスとの接触
時間が長くなり還元剤の部分酸化が促進されることで、
排気ガス温度が低い温度範囲（約３３０℃〜４２０℃）
に亘りＮＯｘの浄化率が大幅に向上する。これは、還元
剤が十分に部分酸化されることでＮＯｘの還元を促進
し、特に、触媒の酸化力の弱い低温側における効果が得
られたものと思われる。
パス通路７における排気ガスのバイパス流量を減少して
流速を下げることで、エンジン１の排気量、運転条件に
よらず排気ガスと燃料との接触時間を充分に確保し、Ｎ
Ｏｘの浄化を図る。図６に排気ガス温度（エンジン出口
温度）とＮＯｘ浄化率の特性の一例を示す。図６におい
て実線Iは接触時間が０.１秒の場合、破線IIは接触時間
が０.０５秒の場合、１点鎖線IIIは接触時間が０.０１
秒の場合を示す。この特性図から明らかなように、接触
時間が０.１秒の場合には、還元剤と排気ガスとの接触
時間が長くなり還元剤の部分酸化が促進されることで、
排気ガス温度が低い温度範囲（約３３０℃〜４２０℃）
に亘りＮＯｘの浄化率が大幅に向上する。これは、還元
剤が十分に部分酸化されることでＮＯｘの還元を促進
し、特に、触媒の酸化力の弱い低温側における効果が得
られたものと思われる。
【００１６】また、エンジンの運転状態によっては、Ｎ
Ｏｘ触媒装置６の温度が触媒活性温度よりも低い場合、
或いは、バイパス通路７内の排気ガス流量が少なく、排
気ガスの温度が所定温度としての還元剤改質可能温度よ
りも低い場合がある。電子制御装置２０は、温度センサ
１５からの信号によりＮＯｘ触媒装置６の温度が触媒の
活性温度よりも低い場合には、インジェクタ１１からの
燃料噴射を行わずに還元剤のＮＯｘ触媒装置６の供給を
停止する。
Ｏｘ触媒装置６の温度が触媒活性温度よりも低い場合、
或いは、バイパス通路７内の排気ガス流量が少なく、排
気ガスの温度が所定温度としての還元剤改質可能温度よ
りも低い場合がある。電子制御装置２０は、温度センサ
１５からの信号によりＮＯｘ触媒装置６の温度が触媒の
活性温度よりも低い場合には、インジェクタ１１からの
燃料噴射を行わずに還元剤のＮＯｘ触媒装置６の供給を
停止する。
【００１７】また、電子制御装置２０は、温度センサ１
４からの信号によりバイパス通路７内の排気ガス温度が
前記所定温度（還元剤改質可能温度）よりも低いときに
は、補助ヒータ１３に通電してバイパス通路７内を流れ
る排気ガスを加熱し、排気ガスの温度が前記所定温度を
超えたら燃料を噴射させる。これにより、バイパス通路
７内に噴射された燃料（還元剤）が改質される。この場
合、バイパス通路７の排気ガス量（バイパス流量）が少
なく、しかも、温度の高い排気ガスを加熱するために従
来の還元剤の部分酸化装置（図４）における空気加熱の
場合に比べて補助ヒータ１３による加熱は少なくてよ
く、更に、排気温度が前記温度（還元剤改質可能温度）
よりも高くなれば補助ヒータ１３による加熱は不要とな
ることで、補助ヒータ１３の消費電力を大幅に少なくす
ることができる。
４からの信号によりバイパス通路７内の排気ガス温度が
前記所定温度（還元剤改質可能温度）よりも低いときに
は、補助ヒータ１３に通電してバイパス通路７内を流れ
る排気ガスを加熱し、排気ガスの温度が前記所定温度を
超えたら燃料を噴射させる。これにより、バイパス通路
７内に噴射された燃料（還元剤）が改質される。この場
合、バイパス通路７の排気ガス量（バイパス流量）が少
なく、しかも、温度の高い排気ガスを加熱するために従
来の還元剤の部分酸化装置（図４）における空気加熱の
場合に比べて補助ヒータ１３による加熱は少なくてよ
く、更に、排気温度が前記温度（還元剤改質可能温度）
よりも高くなれば補助ヒータ１３による加熱は不要とな
ることで、補助ヒータ１３の消費電力を大幅に少なくす
ることができる。
【００１８】次に、図２に示すフローチャートにより制
御手順を説明する。電子制御装置２０は、温度センサ１
５からの温度信号によりＮＯｘ触媒装置６の温度Ｔ１が
触媒活性温度Ｔａよりも高いか（Ｔ１＞Ｔａ）否かを判
定し（ステップＳ１）、高くないときには、この判定を
繰り返し、高いときにはバイパス流量制御弁８の開度設
定手段としてのマップからエンジン回転数とエンジン負
荷とによりエンジンの運転状態に応じたバイパス流量制
御弁８の設定開度を読み出してモータ９を制御し、バイ
パス流量制御弁８の開度を調整する（ステップＳ２）。
この開度の調整は、基本的には、バイパス通路７に流す
排気ガスのバイパス流量を一定にするもので、エンジン
回転数が高くなりエンジンから排出される排気ガス量が
多くなるとバイパス流量制御弁８の開度を小さくし、エ
ンジン負荷が高くなりエンジンから排出される排気ガス
量が多くなるとバイパス流量制御弁８の開度を小さくす
る。
御手順を説明する。電子制御装置２０は、温度センサ１
５からの温度信号によりＮＯｘ触媒装置６の温度Ｔ１が
触媒活性温度Ｔａよりも高いか（Ｔ１＞Ｔａ）否かを判
定し（ステップＳ１）、高くないときには、この判定を
繰り返し、高いときにはバイパス流量制御弁８の開度設
定手段としてのマップからエンジン回転数とエンジン負
荷とによりエンジンの運転状態に応じたバイパス流量制
御弁８の設定開度を読み出してモータ９を制御し、バイ
パス流量制御弁８の開度を調整する（ステップＳ２）。
この開度の調整は、基本的には、バイパス通路７に流す
排気ガスのバイパス流量を一定にするもので、エンジン
回転数が高くなりエンジンから排出される排気ガス量が
多くなるとバイパス流量制御弁８の開度を小さくし、エ
ンジン負荷が高くなりエンジンから排出される排気ガス
量が多くなるとバイパス流量制御弁８の開度を小さくす
る。
【００１９】次いで、電子制御装置２０は、温度センサ
１４からの信号によりバイパス通路７内の排気ガス温度
Ｔ２が所定温度（還元剤改質可能温度）Ｔｂよりも高い
か（Ｔ２＞Ｔｂ）否かを判定し（ステップＳ３）、高い
ときには排気ガスによる還元剤の部分酸化が可能と判断
してインジェクタ１１により還元剤（燃料）を噴射させ
（ステップＳ５）、高くないときには、補助ヒータ１３
に通電してバイパス通路７内の排気ガス温度を前記所定
温度（還元剤改質可能温度）Ｔｂに達するまで加熱する
（ステップＳ５）。このようにしてバイパス通路７に分
流させた排気ガスにより還元剤を充分に部分酸化して改
質する。
１４からの信号によりバイパス通路７内の排気ガス温度
Ｔ２が所定温度（還元剤改質可能温度）Ｔｂよりも高い
か（Ｔ２＞Ｔｂ）否かを判定し（ステップＳ３）、高い
ときには排気ガスによる還元剤の部分酸化が可能と判断
してインジェクタ１１により還元剤（燃料）を噴射させ
（ステップＳ５）、高くないときには、補助ヒータ１３
に通電してバイパス通路７内の排気ガス温度を前記所定
温度（還元剤改質可能温度）Ｔｂに達するまで加熱する
（ステップＳ５）。このようにしてバイパス通路７に分
流させた排気ガスにより還元剤を充分に部分酸化して改
質する。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明で
は、高温排気ガスの一部をバイパス通路にバイパスさせ
てバイパス通路を流れる排気ガスの流速を下げて還元剤
を添加することで、前記還元剤と高温排気ガスとの接触
時間を十分に確保することが可能となり、前記還元剤の
部分酸化を促進することができ、触媒の低温活性化を大
幅に向上させることができ、ＮＯｘ浄化率を向上させる
ことができる。また、比較的シンプルな構成で効率的に
還元剤の部分酸化を促進することができ、排気ガス浄化
装置の小型、軽量化、及びコストアップを抑えることが
可能となる。
は、高温排気ガスの一部をバイパス通路にバイパスさせ
てバイパス通路を流れる排気ガスの流速を下げて還元剤
を添加することで、前記還元剤と高温排気ガスとの接触
時間を十分に確保することが可能となり、前記還元剤の
部分酸化を促進することができ、触媒の低温活性化を大
幅に向上させることができ、ＮＯｘ浄化率を向上させる
ことができる。また、比較的シンプルな構成で効率的に
還元剤の部分酸化を促進することができ、排気ガス浄化
装置の小型、軽量化、及びコストアップを抑えることが
可能となる。
【００２１】請求項２の発明では、バイパス通路に導入
する排気ガス量を制御することで、バイパス通路内を流
れる排気ガスの流速を遅くするができ、これにより還元
剤と排気ガスとの接触時間を０.１秒以上とすることで
充分な還元剤の部分酸化が得られるので、ＮＯｘの浄化
率を向上できる。
する排気ガス量を制御することで、バイパス通路内を流
れる排気ガスの流速を遅くするができ、これにより還元
剤と排気ガスとの接触時間を０.１秒以上とすることで
充分な還元剤の部分酸化が得られるので、ＮＯｘの浄化
率を向上できる。
【図１】本発明に係る排気ガス浄化装置の実施の形態を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図２】図１に示す排気ガス浄化装置の制御手順の一例
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図３】従来の排気ガス浄化装置の概略構成図である。
【図４】従来の排気ガス浄化システムに適用する還元剤
の部分酸化装置の概略構成図である。
の部分酸化装置の概略構成図である。
【図５】排気ガスにより還元剤を改質して部分酸化物を
生成する場合の排気ガスと還元剤との接触時間に対する
還元剤及び部分酸化物の濃度の関係を示す特性図であ
る。
生成する場合の排気ガスと還元剤との接触時間に対する
還元剤及び部分酸化物の濃度の関係を示す特性図であ
る。
【図６】還元剤の排気ガスとの接触時間に対する排気ガ
ス温度とＮＯｘ浄化率との関係を示す特性図である。
ス温度とＮＯｘ浄化率との関係を示す特性図である。
１ エンジン ４ 燃料タンク ５ 排気通路 ６ ＮＯｘ触媒装置（排気ガス浄化装置） ７ バイパス通路 ８ バイパス流量制御弁 ９ モータ １１ インジェクタ（還元剤噴射装置） １３ 補助ヒータ １４、１５ 温度センサ １６ 電子制御装置（バイパス流量制御弁開度設定手
段、制御手段） １７ エンジン回転センサ １８ アクセルペダルセンサ
段、制御手段） １７ エンジン回転センサ １８ アクセルペダルセンサ
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） Ｆ０１Ｎ 3/36 Ｆ０１Ｎ 3/36 Ｃ (72)発明者 横川 敏隆 東京都大田区下丸子四丁目21番１号 三菱 自動車エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3G091 AA18 AB04 BA04 BA14 CA03 CA11 CA13 CA18 DA01 DA02 DA08 DB10 EA01 EA03 EA07 EA17 EA18 EA30 FC07 HA36 HA38 HB03
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジンの排気通路に配設された排気
ガス浄化装置と、 前記排気ガス浄化装置上流の前記排気通路を一旦分岐し
て再度前記排気ガス浄化装置上流の前記排気通路に接続
されたバイパス通路と、 前記バイパス通路に還元剤を噴射可能に配置された還元
剤噴射装置と、 前記バイパス通路を流れる排気ガスの流量を制御可能に
配設されたバイパス流量制御弁と、 前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
と、 前記還元剤噴射装置から噴射された還元剤が前記排気ガ
ス浄化装置に到達するまでの時間が所定の時間以上にな
るように前記エンジンの運転状態に応じて予め設定され
た前記バイパス流量制御弁の開度設定手段と、 前記バイパス通路内の排気ガス温度を検出するバイパス
温度検出手段と、 前記バイパス温度検出手段の検出温度が所定値以上の
時、前記運転状態検出手段の情報に応じて前記還元剤噴
射装置を駆動して還元剤を噴射するとともに、前記バイ
パス流量制御弁を前記開度設定手段の情報を基に制御す
る制御手段と、 を備えたことを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の排気ガス浄化装置にお
いて、 前記開度設定手段は、前記還元剤噴射装置から噴射され
た還元剤が前記排気ガス浄化装置に到達するまでの時間
が、０.１秒以上となるように前記バイパス流量制御弁
の開度を設定することを特徴とする排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000202370A JP3809489B2 (ja) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | 排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000202370A JP3809489B2 (ja) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | 排気ガス浄化装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002021540A true JP2002021540A (ja) | 2002-01-23 |
| JP3809489B2 JP3809489B2 (ja) | 2006-08-16 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000202370A Expired - Fee Related JP3809489B2 (ja) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | 排気ガス浄化装置 |
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| JP (1) | JP3809489B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007071161A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| WO2007058015A1 (ja) * | 2005-11-21 | 2007-05-24 | Isuzu Motors Limited | 排気ガス浄化システムの再生制御方法及び排気ガス浄化システム |
| JP2007278162A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Hino Motors Ltd | ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置 |
| FR2900195A3 (fr) * | 2006-04-24 | 2007-10-26 | Renault Sas | Conduit de by-pass de protection d'injection a l'echappement |
| FR2923534A1 (fr) * | 2007-11-14 | 2009-05-15 | Renault Sas | Dispositif d'echappement de moteur thermique |
| JP2010059833A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Mitsubishi Motors Corp | 排気浄化装置 |
-
2000
- 2000-07-04 JP JP2000202370A patent/JP3809489B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007071161A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| WO2007058015A1 (ja) * | 2005-11-21 | 2007-05-24 | Isuzu Motors Limited | 排気ガス浄化システムの再生制御方法及び排気ガス浄化システム |
| US8037676B2 (en) | 2005-11-21 | 2011-10-18 | Isuzu Motors Limited | Regeneration control method for exhaust gas purification system, and exhaust gas purification system |
| JP2007278162A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Hino Motors Ltd | ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置 |
| FR2900195A3 (fr) * | 2006-04-24 | 2007-10-26 | Renault Sas | Conduit de by-pass de protection d'injection a l'echappement |
| FR2923534A1 (fr) * | 2007-11-14 | 2009-05-15 | Renault Sas | Dispositif d'echappement de moteur thermique |
| EP2060757A1 (fr) * | 2007-11-14 | 2009-05-20 | Renault | Dispositif d'échappement de moteur thermique |
| JP2010059833A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Mitsubishi Motors Corp | 排気浄化装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3809489B2 (ja) | 2006-08-16 |
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