JP2006242155A

JP2006242155A - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP2006242155A
Application number: JP2005062515A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ito; 和浩伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2025-03-07
Also published as: JP4581753B2

Abstract

【課題】アンモニア化合物の還元剤を効率的にアンモニアに変換し、ＮＯｘ浄化効率を高めることが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。
【解決手段】本発明の内燃機関の浄化装置は、内燃機関の排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するものであり、排気ガスを導く排気通路に前記排気ガス中のＮＯｘを還元反応により浄化するＮＯｘ還元触媒を有し、その上流側にアンモニア化合物を還元剤として噴射する還元剤噴射手段と、前記還元剤噴射手段より噴射された前記還元剤を加熱する還元剤加熱手段を備える。前記還元剤噴射手段から噴射される還元剤の単位時間当たりの噴射量は、噴射前に調量される。還元剤は、噴射流量が調量された後に加熱されるので、調量精度を良くすることができる。さらに、還元剤を噴射後に加熱するので、比較的、低圧噴射による噴霧でも、均等にアンモニアを拡散することができる。このように、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、還元剤を効率よく活性化し、ＮＯｘ還元反応を効率良くおこさせることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に配置され、ＮＯｘを浄化する内燃機関の排気浄化装置に関する。

ディーゼルエンジンなどの内燃機関より排出される排気ガスには、有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれていることが知られている。そのため、この有害物質であるＮＯｘを還元して浄化を行うＮＯｘ還元触媒を内燃機関の排気通路に取り付けることが必要となる。このＮＯｘ還元触媒の還元時におけるＮＯｘ浄化効率を高めるために、その上流側の排気通路に、アンモニア水などの還元剤を注入する構成が特許文献１に記載されている。

このようなＮＯｘ浄化装置では、排気ガスの温度が低温の場合におけるＮＯｘ浄化率を高める必要がある。ＮＯｘ浄化率は、ＮＯｘ還元触媒の活性によって影響されるだけでなく、還元剤から変換されるアンモニアの量や排気ガス中におけるアンモニアの拡散性にも影響される。特許文献２及び３に示すＮＯｘ浄化装置では、還元剤としてアンモニア水を用いて、このアンモニア水を加熱して活性を高めた後、排気ガスに添加している。

しかしながら、特許文献１に示すＮＯｘ浄化装置では、アンモニア水を気化直前の温度まで加熱するため、必要以上に加熱してしまう可能性があり、熱効率が悪かった。

特開平３−２０６３１４号公報特開平２−２２７５１２号公報特開２００２−３３２８２７号公報

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、アンモニア化合物の還元剤を効率的にアンモニアに変換し、ＮＯｘ浄化効率を高めることが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。

本発明の１つの観点では、内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガス中のＮＯｘを還元反応により浄化するＮＯｘ還元浄化手段と、前記ＮＯｘ還元浄化手段の上流側に設けられ、単位時間当たりの噴射量を調量した上でアンモニア化合物を還元剤として噴射する還元剤噴射手段と、前記還元剤噴射手段より噴射された前記還元剤を加熱する還元剤加熱手段と、を備える。

上記の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するものであり、内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガス中のＮＯｘを還元反応により浄化するＮＯｘ還元浄化手段と、前記ＮＯｘ還元浄化手段の上流側に設けられ、単位時間当たりの噴射量を調量した上でアンモニア化合物を還元剤として噴射する還元剤噴射手段と、前記還元剤噴射手段より噴射された前記還元剤を加熱する還元剤加熱手段と、を備える。還元剤は、その噴射流量が調量された後に加熱されるので、予め、還元剤を加熱することによりアンモニアに変換した後に、排気通路へ噴射したときよりも、その調量精度を向上させることができる。さらに、還元剤を噴射後に加熱するので、比較的、低圧噴射による噴霧でも、均等にアンモニアを拡散することができる。このように、上記の内燃機関の排気浄化装置は、このように、還元剤を噴射後に加熱することで、還元剤の活性を効率良く高め、ＮＯｘ還元反応を効率良く起こさせることができる。

上記の内燃機関の排気浄化装置の一態様では、前記還元剤加熱手段は発熱体より構成され、噴射された前記還元剤は前記発熱体に衝突することにより加熱される。よって、還元剤は、還元剤加熱手段に対する噴霧衝突によっても活性化され、その噴霧衝突による分、加熱の必要がなく効率的に活性化させることが可能となる。

上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様では、前記還元剤加熱手段は前記排気通路内に放電を発生させる放電発生装置であり、噴射された前記還元剤は放電による熱によって加熱される。これによっても、還元剤を噴射後に加熱するので、還元剤を効率的に活性化させることができる。また、排気ガス中のＮＯからＮＯ_２を生成することができるので、生成されたＮＯ_２により、排気ガスの温度が低温の場合における浮遊粒子物質の酸化を促進することができ、浮遊粒子物質の低減を行うことができる。

上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様では、内燃機関の機関運転状態を検出する機関運転状態検出手段と、検出された前記機関運転状態を基に、前記還元剤噴射手段による単位時間当たりの前記還元剤の噴射量を制御する還元剤噴射量制御手段と、前記排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段と、を備え、前記還元剤加熱手段は、検出された前記排気ガスの温度が所定温度以下である場合に前記還元剤を加熱する。これにより、還元剤から効率よくアンモニアを生成することができ、ＮＯｘ還元反応を効率良く起こさせることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

[第１実施形態]
まず、本発明の第１実施形態に係る排気浄化装置について説明する。図１は、本発明の排気浄化装置２０を内燃機関に適用した第１実施形態の概略構成を示している。内燃機関１は、４つの気筒２が一列に並べられた直列４気筒型のディーゼルエンジンで、吸気通路３、排気通路４、及び内燃機関１に対して過給を行うターボ過給機５をそれぞれ備えている。吸気通路３には、エアーフィルタ１８と、吸気流量を計測するエアフロメータ１９と、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａと、コンプレッサ５ａにて圧縮された吸気を冷却するインタークーラ７と、が設けられている。排気通路４には、ターボ過給機５のタービン５ｂと、排気ガス中の有害物質を削減するための排気浄化装置２０と、が設けられている。吸気通路３と排気通路４とはＥＧＲ通路６にて接続されて排気ガスの一部が排気通路４から吸気通路３へ還流される。ＥＧＲ通路６には、吸気通路３に還流させるべき排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ１７と、排気ガスの還流量を調整するためのＥＧＲバルブ８と、がそれぞれ設けられている。内燃機関１には、各気筒２に対応させて４つのインジェクタ９が設けられている。４つのインジェクタ９はコモンレール１０に接続される。

図２は、第１実施形態に係る排気浄化装置２０の拡大図を示している。排気浄化装置２０は、ＮＯｘを還元する機能を有するＮＯｘ触媒１１を備え、ＮＯｘ触媒１１の上流側に、ＮＯｘを還元するための還元剤を添加する還元剤噴射弁２１と、加熱器２２とを備えている。

還元剤噴射弁２１は、還元剤を、排気通路４に噴射することで排気ガスに添加する役目を有している。還元剤噴射弁２１は、サプライポンプ１４を介して還元剤貯蔵タンク１３と接続されており、還元剤貯蔵タンク１３から、サプライポンプ１４を介して、還元剤が還元剤噴射弁２１に供給される。還元剤噴射弁２１では、ＥＣＵ２５からの制御信号Ｓ３によって、単位時間当たりの還元剤の噴射流量が調量される。還元剤噴射弁２１による還元剤の排気ガスへの添加量は、ＮＯｘを還元する必要に応じ、ＥＣＵ２５にて制御される。よって、この還元剤噴射弁２１は、本発明における還元剤噴射手段として機能する。

加熱器２２は、グロープラグやヒーターなどの発熱体であり、還元剤噴射弁２１の噴射口の後方に備え付けられている。従って、還元剤噴射弁２１は、加熱器２２に向けて、還元剤を噴射することとなる。還元剤噴射弁２１より噴射された還元剤は、加熱器２２に衝突することで、加熱される。還元剤たるアンモニア化合物は、加熱器２２で加熱されることにより、活性化され、アンモニアに変換される。加熱器２２の発熱量は、ＥＣＵ２５からの制御信号Ｓ４によって、調節される。よって、加熱器２２は、本発明における還元剤加熱手段として機能する。

ＮＯｘ触媒１１は、ＮＯｘ還元触媒であり、セラミックのコーディライトや鉄（Ｆｅ）−クロム（Ｃｒ）−アルミニウム（Ａｌ）系の耐熱鋼からなるハニカム形状の横断面を有するモノリスタイプの触媒担体に、例えば、ゼオライト系の活性成分が担持された構成をなす。触媒担体に担持された活性成分は、添加剤として尿素（（ＮＨ_２）_２ＣＯ）等の供給を受けて活性化し、還元剤より変換されたアンモニア（ＮＨ_３）を用いて、酸化雰囲気中で排気ガス中のＮＯｘを窒素（Ｎ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）に還元するＮＯｘ還元を行う。よって、このＮＯｘ触媒１１は、本発明におけるＮＯｘ還元浄化手段として機能する。

ＮＯｘ触媒１１の下流側には、アンモニア酸化触媒１２が設けられる。アンモニア酸化触媒１２は、ＮＯｘ還元反応に使われなかったアンモニアを、窒素と水に変換する。これにより、アンモニア酸化触媒１２は、アンモニアがそのまま外部へ排出されるのを抑える役目を有する。

還元剤噴射弁２１の上流側、またはアンモニア酸化触媒１２の下流側には、浮遊粒子物質（ＰＭ）を削減するために、図示しないディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が設置される。

また、排気浄化装置２０は、ＮＯｘ浄化処理の制御を行うために、内燃機関１の機関運転状態、排気温度などを検出する種々のセンサが設置されている。これらのセンサは、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２５と電気的に接続されており、検出信号をＥＣＵ２５に出力する。排気通路４のＮＯｘ触媒１１の下流側には、排気ガスの温度を検出し、検出信号Ｓ２を出力する排気温度センサ２３と、排気ガスのＮＯｘ濃度を検出し、検出信号Ｓ１を出力するＮＯｘセンサ２４とが設置されている。また、内燃機関１には、吸気流量を検出し、検出信号Ｓ５を出力する吸気流量センサ３１、機関回転速度を検出し、検出信号Ｓ６を出力する回転速度センサ３２などが配置される。なお、排気温度センサ２３は、破線でしめす排気温度センサ２３ａの位置、即ち、ＮＯｘ触媒１１の上流側に備えることとしてもよい。排気温度センサ２３は、本発明における排気ガス温度検出手段として機能する。ＮＯｘセンサ２４、吸気流量センサ３１、回転速度センサ３２は、本発明における機関運転状態検出手段として機能する。

ＥＣＵ２５は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスなどを含んで構成される。ＥＣＵ２５は、ＮＯｘセンサ２４、吸気流量センサ３１、回転速度センサ３２より供給される検出信号Ｓ１、Ｓ５、Ｓ６、及び、を基に、還元剤噴射弁２１に内燃機関１の運転状態に応じて算出される機関負荷などに基づいて還元剤の単位時間当たりの噴射流量を決定し、排気温度センサ２３からの検出信号Ｓ２を基に、加熱器２２の発熱量を決定する。ＥＣＵ２５におけるＮＯｘ浄化制御処理の詳細は、後に詳しく述べる。ＥＣＵ２５は、本発明における還元剤噴射量制御手段および加熱量制御手段として機能する。

（ＮＯｘ浄化処理）
次に、本発明におけるＮＯｘ浄化処理について詳しく述べる。還元剤としてアンモニア化合物を用いる場合、ＮＯｘ触媒１１で行われるＮＯｘ還元の反応式は、４ＮＯ＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏで表すことができる。即ち、還元剤としてアンモニア化合物を用いる場合、ＮＯｘ触媒１１では、ＮＯｘとアンモニア（ＮＨ_３）を反応させることにより、窒素（Ｎ_２）に還元する。そのため、ＮＯｘ還元処理を行う前に、還元剤として用いられるアンモニア化合物からアンモニアを発生させる必要がある。そこで、還元剤として還元剤噴射弁２１より噴射されるアンモニア化合物は、ＮＯｘ還元反応が行われる前に、排気ガスの熱や加熱器２２によって加熱されることにより活性化され、アンモニア（ＮＨ_３）に変換される。還元剤として用いられるアンモニア化合物としては、尿素水、アンモニア水、アルバミン酸アンモニウムを用いることができるが、この中でも尿素水が好適である。

図３は、ＮＯｘに対し、ＮＯｘ還元の反応式に従って、アンモニアをモル当量与えたときの排気ガスの温度とＮＯｘ浄化率の関係を示すグラフである。図３が示すように、ＮＯｘ浄化率のグラフは、排気ガスの温度がある所定の温度Ｔ℃となるときに、ＮＯｘ浄化率が最大となる値Ｒmax％をとるグラフとなる。即ち、排気ガスが温度Ｔ℃となるときに、ＮＯｘ還元反応は最も効率良く行われている。一般的には、このＮＯｘ浄化率が最大となるときの温度Ｔは、３００℃程度である。

排気ガスの温度がＴ℃よりも低い状態では、ＮＯｘ浄化率が急激に低下している。この理由は、排気ガスの温度がＴ℃よりも低い状態では、アンモニア化合物からアンモニアへの変換効率が低下するからである。即ち、排気ガスの温度が高い場合には、排気通路に噴射されたアンモニア化合物が高温の排気ガスにより加熱され、効率よくアンモニアに変換されるが、排気ガスの温度が低い場合には排気ガスによりアンモニア化合物が十分に加熱されず、アンモニアの生成効率が低下するからである。なお、排気ガスの温度がＴ℃よりも低いとき、排気ガスの温度は低温であるといわれる。

このように、排気ガスの温度が低温の場合、具体的には排気ガスの温度がＮＯｘ浄化率の最大値Ｒmax％となる温度（以下、単に「ＮＯｘ浄化最適温度」と呼ぶ）Ｔ℃以下の場合はアンモニアの変換効率が低く、ＮＯｘの浄化が不十分となる。そこで、排気ガスの温度が低温の場合、第１実施形態に係る排気浄化装置では、還元剤としてのアンモニア化合物を加熱器２２によって加熱することとする。このようにすることで、排気ガスの温度が低温の場合であってもアンモニア化合物から効率よくアンモニアが得られるので、ＮＯｘ還元反応を効率良く起こさせることができる。

第１実施形態に係る排気浄化装置２０では、還元剤は、還元剤噴射弁２１において単位時間当たりの噴射流量を調量して噴射された後、加熱器２２によって加熱される構成としている。よって、予め、還元剤を加熱することによりアンモニアに変換した後に、排気通路４へ噴射したときよりも、その調量精度を向上させることができる。さらに、還元剤を噴射後に加熱することにより、比較的、低圧噴射による噴霧でも、均等にアンモニアを生成し、拡散することができる。よって、還元剤を噴射後に加熱することで、還元剤の活性化を効率良く促すことができる。このように、還元剤を噴射後に加熱することにより、アンモニアへの変換率を向上させることができるので、ＮＯｘ還元反応も効率良く起こさせることができる。また、還元剤を低圧噴射によって噴霧することができるので、安価な噴射弁を用いることができ、高価な高圧ポンプも不要となるので、低コスト化を図ることができる。

また、第１実施形態に係る排気浄化装置２０では、噴射された還元剤は、加熱器２２に衝突して、加熱される構成となる。よって、還元剤は、噴霧衝突によっても活性化され、その噴霧衝突による分、加熱の必要がなく効率的に活性化させることが可能となる
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係る排気浄化装置について説明する。図４は、本発明の排気浄化装置２０ａを内燃機関に適用した第２実施形態の概略構成を示している。図５は、第２実施形態に係る排気浄化装置２０ａの拡大図である。排気浄化装置２０ａでは、還元剤噴射弁２１より噴射された還元剤を加熱するために、加熱器２２ａを用いる。加熱器２２ａは、放電発生装置であり、正極２２ａｐと負極２２ａｍよりなる電極で構成され、還元剤噴射弁２１が備えられている排気通路４の下流側に設置される。このとき、排気通路４を通る排気ガスは、加熱器２２ａが設置された位置において、加熱器２２ａの正極２２ａｐと負極２２ａｍの間を通過する構成となる。加熱器２２ａは、正極２２ａｐと負極２２ａｍの間に、数百ボルトの直流または高周波電圧をかけることにより、排気通路４の加熱器２２ａが設置されている位置にグロー放電やアーク放電、コロナ放電といった放電を発生させる。還元剤噴射弁２１から排気通路４に噴射された還元剤は、加熱器２２ａが設置されている位置を通るときに、この発生した放電の熱によって加熱される。このような第２実施形態に係る排気浄化装置２０ａは、第１実施形態に係る排気浄化装置２０と同様に、還元剤を噴射後に加熱する構成となる。よって、第２実施形態に係る排気浄化装置２０ａにおいても、還元剤を効率良く活性化することができ、アンモニアへの変換率を向上させる効果を得ることができる。なお、加熱器２２ａの放電の発熱量も、後に述べるＥＣＵ２５からの制御信号Ｓ４によって、調節される。

さらに、第２実施形態に係る排気浄化装置２０ａは、加熱器２２ａが設置されている排気通路４内に放電を発生させることにより、排気ガス中にプラズマ状態を形成させる。これにより、オゾン（Ｏ_３）、Ｏラジカル、Ｎラジカルが生成され、この場所を通過する排気ガス中のＮＯは、ＮＯ＋Ｏ→ＮＯ_２、ＮＯ＋Ｏ_３→ＮＯ_２＋Ｏ_２などの反応により、二酸化窒素（ＮＯ_２）に変換される。一般的に、ＤＰＦは、排気ガスの温度が低温の場合には、オゾン等が生成するのでＰＭ（粒子状物質）を酸化しづらい。しかし、ＮＯ_２は、排気ガスの温度が低温の場合においても、ＰＭの酸化剤として高い効果を有する。よって、第２実施形態に係る排気浄化装置２０では、ＮＯ_２の生成が加熱部２２ａで行われるので、排気ガスの温度が低温の場合であっても、ＤＰＦにおけるＰＭの酸化を促進することができる。

[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置について説明する。図６は、本発明の排気浄化装置２０ｂを内燃機関に適用した第３実施形態の概略構成を示している。図７は、第３実施形態に係る排気浄化装置２０ｂの拡大図である。第１実施形態および第２実施形態に係る排気浄化装置２０、２０ａでは、還元剤噴射弁２１は、その還元剤の噴射する方向を排気ガスの流れる方向に向けるために、排気通路４の曲管部に設置されている。

第３実施形態に係る排気浄化装置２０ｂでは、排気通路４における還元剤の噴射位置を、排気通路４の形状に依らずに決めることができる。具体的には、片方の先端がノズル状に細く形成された湾曲した湾曲管１５を用い、その湾曲管１５のノズル状に形成された先端１５ａを排気通路４に差し込み、湾曲管１５の他方の先端を還元剤貯蔵タンク１３に接続する。湾曲管１５のノズル状に形成された先端１５ａは、排気ガスの流れる方向に向けられ、その方向の先に加熱器２２が備え付けられる。還元剤貯蔵タンク１３には、空気が送られる空気ポンプ１６が備え付けられている。この空気ポンプ１６から送られる空気の空気圧によって、還元剤貯蔵タンク１３に蓄えられている還元剤は、湾曲管１５に押し出され、湾曲管１５のノズル状に形成された先端１５ａより排気通路４に噴射される。空気ポンプ１６には、還元剤貯蔵タンク１３に送られる空気の空気圧を調節する制御弁１７が付いている。制御弁１７は、第１実施形態および第２実施形態に係る排気浄化装置２０、２０ａの還元剤噴射弁２１と同様の機能を有する。即ち、還元剤貯蔵タンク１３に送られる空気の量は、ＥＣＵ２５からの制御信号Ｓ４により調節され、単位時間当たりの還元剤の噴射流量が調節される。これにより、還元剤の噴射位置を、排気通路４の曲管部に限定することなく、加熱部２２の上流側の任意の場所に設置することができ、かつ、排気ガスの流れる方向に還元剤を噴射することが可能となる。

[ＮＯｘ浄化制御処理]
次に、ＥＣＵ２５が実行するＮＯｘ浄化制御処理について詳しく述べる。図８は、ＮＯｘ還元時にＥＣＵ２５が実行するＮＯｘ浄化制御処理を示すフローチャートである。ここでは、第１実施形態に係る排気浄化装置２０を例として説明する。

ＮＯｘ還元時に、まず、ＥＣＵ２５は、ＮＯｘセンサ２４、吸気流量センサ３１、回転速度センサ３２からの検出信号Ｓ１、Ｓ５、Ｓ６及び機関負荷などにより内燃機関１の機関運転状態を求め、その機関運転状態を基に還元剤噴射弁２１からの単位時間当たりの還元剤の噴射流量を決定する（ステップＳ１１）。ＥＣＵ２５は、決定された単位時間当たりの還元剤の噴射流量を制御信号Ｓ３として還元剤噴射弁２１に供給する。

次に、ＥＣＵ２５は、排気温度センサ２３からの信号Ｓ２より、検出された排気ガスの温度を求め（ステップＳ１２）、その検出された排気ガスの温度と、先に述べたＮＯｘ浄化最適温度Ｔを比較する（ステップＳ１３）。このＮＯｘ浄化最適温度Ｔの情報は、予めＥＣＵ２５のＲＡＭなどのメモリに記憶されている。

検出された排気ガスの温度が、ＮＯｘ浄化最適温度Ｔよりも高い場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、加熱器２２を発熱する必要はないので、還元剤を還元剤噴射弁２１より排気通路４を流れる排気ガスに噴射する（ステップＳ１６）。一方、検出された排気ガスの温度が、ＮＯｘ浄化最適温度Ｔよりも低い場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、検出された排気ガスの温度とＮＯｘ浄化最適温度Ｔとの温度差を基に、加熱器２２の必要な発熱量を決定する（ステップＳ１４）。ＥＣＵ２５は、決定した発熱量を制御信号Ｓ２として、加熱器２２に供給する。

なお、加熱器２２の必要な発熱量を決定するときには、先に述べた検出された排気ガスの温度とＮＯｘ浄化最適温度Ｔとの温度差だけでなく、回転速度センサ３２より検出された機関回転速度も決定要素として加えることとしてもよい。機関回転速度が大きくなれば、排気ガスの流速も、それにつれて速くなる。この排気ガスの流速が大きければ、還元剤は、加熱器２２で十分に加熱される前に、排気ガスにさらわれる可能性が高くなる。よって、機関回転速度が大きい場合には、還元剤を、短い時間で十分に加熱するために、高めの温度で加熱する必要がある。この場合、ＥＣＵ２５は、排気ガスの温度を基に決定された加熱器２２の発熱量を、回転速度センサ３２より検出された機関回転速度の大きさを基に、さらに調節する。

加熱器２２は、供給された制御信号Ｓ２の発熱量の情報を基に発熱する（ステップＳ１５）。加熱器２２が発熱したら、ＥＣＵ２５は、還元剤噴射弁２１を制御し、還元剤を、還元剤噴射弁２１より噴射させる（ステップＳ１６）。噴射された還元剤は、還元剤噴射弁２１の後方に備え付けられている加熱器２２で加熱される。これにより、還元剤から効率よくアンモニアを生成することができＮＯｘ触媒１１において、ＮＯｘ還元反応を効率良く起こさせることができる。

本発明の排気浄化装置を内燃機関に適用した第１実施形態を示した図である。第１実施形態に係る排気浄化装置の拡大図である。ＮＯｘ浄化率と排気ガスの温度を示す図表である。本発明の排気浄化装置を内燃機関に適用した第２実施形態を示した図である。第２実施形態に係る排気浄化装置の拡大図である。本発明の排気浄化装置を内燃機関に適用した第３実施形態を示した図である。第３実施形態に係る排気浄化装置の拡大図である。ＮＯｘ浄化制御処理のフローチャートである。

符号の説明

１内燃機関
４排気通路
１１ＮＯｘ触媒
２０排気浄化装置
２１還元剤噴射弁
２２加熱器
２３排気温度センサ
２４ＮＯｘセンサ
２５エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
３１吸気流量センサ
３２回転速度センサ

Claims

内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガス中のＮＯｘを還元反応により浄化するＮＯｘ還元浄化手段と、
前記ＮＯｘ還元浄化手段の上流側に設けられ、単位時間当たりの噴射量を調量した上でアンモニア化合物を還元剤として噴射する還元剤噴射手段と、
前記還元剤噴射手段より噴射された前記還元剤を加熱する還元剤加熱手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
前記還元剤加熱手段は発熱体より構成され、
噴射された前記還元剤は前記発熱体に衝突することにより加熱されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記還元剤加熱手段は前記排気通路内に放電を発生させる放電発生装置であり、
噴射された前記還元剤は放電による熱によって加熱されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
内燃機関の機関運転状態を検出する機関運転状態検出手段と、
検出された前記機関運転状態を基に、前記還元剤噴射手段による単位時間当たりの前記還元剤の噴射量を制御する還元剤噴射量制御手段と、
前記排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段と、を備え、
前記還元剤加熱手段は、検出された前記排気ガスの温度が所定温度以下である場合に前記還元剤を加熱することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。