JP2008291739A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】機関排気通路内にNOX選択還元触媒15を配置し、NOX選択還元触媒15上流の機関排気通路内にNOX吸着触媒12を配置する。NOX吸着触媒12に吸着可能なNOX量はNOX吸着触媒12の熱劣化の進行に伴ない次第に低下していく。この熱劣化の進行に伴ない低下する吸着可能なNOX量を推定してこの推定された吸着可能なNOX量に基づきNOX吸着触媒12への吸着NOX量およびNOX吸着触媒12からの放出NOX量を算出し、これら吸着NOX量および放出NOX量を用いて尿素供給量を算出する。
【選択図】図1
Description
本発明は、還元剤を供給しなくてもNOXを放出しうるNOX吸着触媒を用いることにより上述の如き種々の問題が生ずることのない内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
図1を参照すると、1は機関本体、2は各気筒の燃焼室、3は各燃焼室2内に夫々燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、4は吸気マニホルド、5は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド4は吸気ダクト6を介して排気ターボチャージャ7のコンプレッサ7aの出口に連結され、コンプレッサ7aの入口は吸入空気量検出器8を介してエアクリーナ9に連結される。吸気ダクト6内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁10が配置され、更に吸気ダクト6周りには吸気ダクト6内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置11が配置される。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置11内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
なお、図3(A)において縦軸はNOX吸着触媒12へのNOX吸着量ΣNOXを示しており、横軸はNOX吸着触媒12の床温TCを示している。また、図3(A)においてNMAX0はNOX吸着触媒12が新品のときの、即ちNOX吸着触媒12が熱劣化していないときのNOXの最大吸着量を示しており、NMAX(r)はNOX吸着触媒12が熱劣化したときのNOXの最大吸着量を示している。図3(A)からNOX吸着触媒12が劣化すると最大吸着量が低下することがわかる。
ここでK1,K2,K3は定数であり、t1,t2,t3は以下に示すこれまでの合計時間を表している。
NOX吸着触媒12の床温TC これまでの合計時間
600℃〜650℃ t1
650℃〜700℃ t2
700℃以上 t3
なお、K1,K2,K3についてはK1<K2<K3なる関係がある。
NMAX(r)=NMAX0・(1−R(%)/100(%))
上述したように機関から排出されるNOXは機関の運転状態に応じて定まる。本発明による実施例では機関から単位時間当り排出されるNOX量NOXAが要求トルクTQおよび機関回転数Nの関数として図4(A)に示すマップの形で予めROM32内に記憶されている。
図6を参照するとまず初めにステップ50において図4(A)に示すマップから機関からの単位時間当りの排出NOX量NOXAが算出される。次いでステップ51では劣化率R(=Kt・t1+K2・t2+K3・t3)が算出される。具体的に言うと車両の使用が開始されたときから現在に至るまでの間においてNOX吸着触媒12の床温TCが夫々対応する温度領域となっていたときの合計時間t1,t2,t3が算出されており、これら合計時間t1,t2,t3を用いて劣化率Rが算出される。
NMAX(r)=NMAX0・(1−R(%)/100(%))
次いでステップ53ではNOX吸着触媒12への吸着NOX量ΣNOXが最大吸着量NMAX(r)よりも少ないか否かが判別される。ΣNOX<NMAX(r)のとき、即ちまだNOXを吸着する余地があるときにはステップ54に進む。
5 排気マニホルド
7 排気ターボチャージャ
12 NOX吸着触媒
13 パティキュレートフィルタ
15 NOX選択還元触媒
17 尿素水供給弁
Claims (5)
- 機関排気通路内にNOX選択還元触媒を配置し、該NOX選択還元触媒に尿素を供給して該尿素から発生するアンモニアにより排気ガス中に含まれるNOXを選択的に還元するようにした内燃機関の排気浄化装置において、上記NOX選択還元触媒上流の機関排気通路内にNOX吸着触媒を配置し、該NOX吸着触媒はNOX吸着触媒の温度に応じて排気ガス中に含まれるNOXを吸着するか或いは吸着されているNOXを放出する性質を有すると共に吸着可能なNOX量がNOX吸着触媒の熱劣化の進行に伴ない次第に低下していく性質を有し、該熱劣化の進行に伴ない低下する吸着可能なNOX量を推定してこの推定された吸着可能なNOX量に基づきNOX吸着触媒への吸着NOX量およびNOX吸着触媒からの放出NOX量を算出し、これら吸着NOX量および放出NOX量を用いて尿素供給量を算出するようにした内燃機関の排気浄化装置。
- 上記吸着可能なNOX量はNOX吸着触媒の熱劣化の進行に伴ない低下すると共にNOX吸着触媒の温度が高くなるほど低下する請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 機関の運転状態から定まる尿素供給量に対し上記算出された吸着NOX量の還元分だけ尿素供給量を減少させ、機関の運転状態から定まる尿素供給量に対し上記算出された放出NOX量の還元分だけ尿素供給量を増大させるようにした請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 機関から排出されるNOX量から上記算出された吸着NOX量を減算し或いは機関から排出されるNOX量に、上記算出された放出NOX量を加算することによってNOX吸着触媒から流出する排気ガス中のNOX量を算出し、このNOX量から供給尿素量を算出するようにした請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記NOX吸着触媒はNOX吸着触媒の上流に還元剤を供給せずしてNOXを放出しうる請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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