JP2010043583A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010043583A JP2010043583A JP2008207252A JP2008207252A JP2010043583A JP 2010043583 A JP2010043583 A JP 2010043583A JP 2008207252 A JP2008207252 A JP 2008207252A JP 2008207252 A JP2008207252 A JP 2008207252A JP 2010043583 A JP2010043583 A JP 2010043583A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- exhaust
- temperature
- exhaust gas
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 29
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 374
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 215
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 133
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 126
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 167
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 17
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WTHDKMILWLGDKL-UHFFFAOYSA-N urea;hydrate Chemical compound O.NC(N)=O WTHDKMILWLGDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 20
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 124
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 21
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 21
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 13
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 12
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 12
- 230000009471 action Effects 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 10
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 6
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 6
- -1 for example Substances 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 230000003578 releasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 2
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
【課題】排気浄化触媒を活性化しうるときに昇温させる。
【解決手段】機関排気通路内に排気浄化触媒13と、小型酸化触媒14と、小型酸化触媒14に燃料を供給するための燃料供給弁15とを配置する。排気浄化触媒13への流入排気ガス温TFが排気浄化触媒13を活性状態に維持可能となる温度以上に上昇するときには燃料供給弁15から燃料を供給して排気浄化触媒13を活性化させ、排気浄化触媒13への流入排気ガス温TFが排気浄化触媒13を活性状態に維持不可能となる温度までしか上昇しないときには燃料供給弁15からの燃料の供給を停止して排気浄化触媒13の活性化作用を廃止する。
【選択図】図5
【解決手段】機関排気通路内に排気浄化触媒13と、小型酸化触媒14と、小型酸化触媒14に燃料を供給するための燃料供給弁15とを配置する。排気浄化触媒13への流入排気ガス温TFが排気浄化触媒13を活性状態に維持可能となる温度以上に上昇するときには燃料供給弁15から燃料を供給して排気浄化触媒13を活性化させ、排気浄化触媒13への流入排気ガス温TFが排気浄化触媒13を活性状態に維持不可能となる温度までしか上昇しないときには燃料供給弁15からの燃料の供給を停止して排気浄化触媒13の活性化作用を廃止する。
【選択図】図5
Description
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。
機関排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるNOXを吸蔵し流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸蔵したNOXを放出するNOX吸蔵触媒を配置し、NOX吸蔵触媒上流の機関排気通路内に排気通路の断面よりも小さな断面を有する小型の燃料改質触媒を配置して機関から排出された排気ガスの一部を燃料改質触媒内に流通させ、NOX吸蔵触媒からNOXを放出すべきときには燃料改質触媒の上流側端面に向けて燃料を噴射するようにした内燃機関が公知である(例えば特許文献1を参照)。
この内燃機関ではNOX吸蔵触媒からNOXを放出すべきときに噴射された燃料は燃料改質触媒内において改質され、改質された燃料、例えばH2やCOを含む還元能力の高い燃料がNOX吸蔵触媒に送り込まれる。その結果、NOX吸蔵触媒から放出されたNOXが良好に還元せしめられることになる。
特開2005−127257号公報
ところがこの内燃機関ではこのように改質された燃料をNOX吸蔵触媒に送り込んだとしてもNOX吸蔵触媒が活性化した状態に維持されていない場合にはNOX吸蔵触媒に送り込まれた改質燃料がNOX吸蔵触媒を素通りし、大気中に放出されてしまう。ところでこの場合、NOX吸蔵触媒が活性化した状態に維持されるか否かはNOX吸蔵触媒に流入する排気ガス温によって左右される。この点について概略的に言うと例えばNOX吸蔵触媒が活性していなくもNOX吸蔵触媒に流入する排気ガス温が高い場合にはNOX吸蔵触媒は活性化した状態に維持されるようになる。これに対し、NOX吸蔵触媒が活性化していたとしてもNOX吸蔵触媒に流入する排気ガス温が低い場合にはNOX吸蔵触媒は活性化していない状態となる。
このようにNOX吸蔵触媒が活性化した状態に維持されるか否かはNOX吸蔵触媒に流入する排気ガス温によって左右される。しかしながら上述の内燃機関ではNOX吸蔵触媒が活性化した状態に維持されるか否かを左右するNOX吸蔵触媒への流入排気ガス温については何ら考慮が払われておらず、斯くして上述したようにNOX吸蔵触媒に送り込まれた改質燃料が大気中に排出されるという問題を生ずる。
上記問題を解決するために本発明によれば、機関排気通路内に酸化機能を有する排気浄化触媒を配置し、排気浄化触媒上流の機関排気通路内に排気浄化触媒よりも体積が小さくかつ排気浄化触媒に流入する排気ガスの一部が流通する小型酸化触媒と、小型酸化触媒に燃料を供給するための燃料供給弁とを配置し、排気浄化触媒を昇温すべく燃料供給弁から活性化している小型酸化触媒に燃料が供給されたときの排気浄化触媒への流入排気ガスの温度変化を予測し、排気浄化触媒が活性化しているか否かにかかわらずに予測された排気浄化触媒への流入排気ガス温が排気浄化触媒を活性状態に維持可能となる温度以上に上昇するときには燃料供給弁から燃料を供給して排気浄化触媒の昇温作用を行い、排気浄化触媒が活性化しているか否かにかかわらずに予測された排気浄化触媒への流入排気ガス温が排気浄化触媒を活性状態に維持不可能となる温度までしか上昇しないときには燃料供給弁からの燃料の供給を停止して排気浄化触媒の昇温作用を行わないようにしている。
排気浄化触媒への流入排気ガス温が排気浄化触媒を活性状態に維持不可能となる温度までしか上昇しないと予測されるときには燃料供給弁からの燃料の供給が停止されるので燃料供給弁から供給された燃料が排気浄化触媒を素通りして大気中に排出されるのが阻止される。
図1に圧縮着火式内燃機関の全体図を示す。
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。
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。
一方、排気マニホルド5は排気ターボチャージャ7の排気タービン7bの入口に連結され、排気タービン7bの出口は排気管12を介して酸化機能を有する排気浄化触媒13に連結される。この排気浄化触媒13上流の機関排気通路内には、即ち排気管12内には排気浄化触媒13よりも体積が小さくかつ排気浄化触媒13に流入する排気ガスの一部が流通する小形酸化触媒14が配置され、この小形酸化触媒14上流の機関排気通路内には、即ち排気管12内には小形酸化触媒14に燃料を供給するための燃料供給弁15が配置される。
図1に示される実施例ではこの排気浄化触媒13は酸化触媒からなり、排気浄化触媒13下流の、即ち酸化触媒13下流の機関排気通路内には排気ガス中のパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタ16が配置される。また、図1に示される実施例ではパティキュレートフィルタ16下流の機関排気通路内にNOX吸蔵触媒17が配置される。
排気マニホルド5と吸気マニホルド4とは排気ガス再循環(以下、EGRと称す)通路18を介して互いに連結され、EGR通路18内には電子制御式EGR制御弁19が配置される。また、EGR通路18周りにはEGR通路18内を流れるEGRガスを冷却するための冷却装置20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20内に導かれ、機関冷却水によってEGRガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁3は燃料供給管21を介してコモンレール22に連結され、このコモンレール22は電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ23を介して燃料タンク24に連結される。燃料タンク24内に貯蔵されている燃料は燃料ポンプ23によってコモンレール22内に供給され、コモンレール22内に供給された燃料は各燃料供給管21を介して燃料噴射弁3に供給される。
電子制御ユニット30はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス31によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具備する。小型酸化触媒14には小型酸化触媒14の温度を検出するための温度センサ25が配置され、小型酸化触媒14上流の排気管12内には小型酸化触媒14に流入する排気ガスの温度を検出するための温度センサ26が配置される。これら温度センサ25,26の出力信号は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。
また、パティキュレートフィルタ16にはパティキュレートフィルタ16の前後差圧を検出するための差圧センサ27が取付けられ、この差圧センサ27および吸入空気量検出器8の出力信号は夫々対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。アクセルペダル40にはアクセルペダル40の踏込み量Lに比例した出力電圧を発生する負荷センサ41が接続され、負荷センサ41の出力電圧は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。更に入力ポート35にはクランクシャフトが例えば15°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ42が接続される。一方、出力ポート36は対応する駆動回路38を介して燃料噴射弁3、スロットル弁10の駆動用ステップモータ、EGR制御弁19および燃料ポンプ23に接続される。
図2(A)は図1における小型酸化触媒14周りの拡大図を示しており、図2(B)は図2(A)においてB−B線に沿ってみた断面図を示している。図2(A),(B)に示される実施例では小型酸化触媒14は金属薄肉平板と金属薄肉波形板との積層構造からなる基体を有しており、この基体の表面上に例えばアルミナからなる触媒担体の層が形成されていると共にこの触媒担体上には白金Pt、ロジウムRd、パラジウムPdのような貴金属触媒が担持されている。なお、この基体はコージライトから形成することもできる。
図2(A),(B)からわかるようにこの小型酸化触媒14は排気浄化触媒13、即ち酸化触媒13に向かう排気ガスの全流路断面よりも小さな断面、即ち排気管12の断面よりも小さな断面を有していると共に、排気管12内の中央において排気ガスの流れ方向に延びる筒状をなしている。なお、図2(A),(B)に示される実施例では小型酸化触媒14は円筒状外枠28内に配置されており、この円筒状外枠28は複数のステー29によって排気管12内に支持されている。
酸化触媒13は例えば白金Ptのような貴金属触媒を担持したモノリス触媒から形成されている。これに対し図1に示される実施例ではパティキュレートフィルタ16上には貴金属触媒は担持されていない。しかしながらパティキュレートフィルタ16上に白金Ptのような貴金属触媒を担持させることもでき、この場合には酸化触媒13を省略することもできる。
一方、図1に示されるNOX吸蔵触媒17もその基体上には例えばアルミナからなる触媒担体が担持されており、図3はこの触媒担体45の表面部分の断面を図解的に示している。図3に示されるように触媒担体45の表面上には貴金属触媒46が分散して担持されており、更に触媒担体45の表面上にはNOX吸収剤47の層が形成されている。
図3に示される例では貴金属触媒46として白金Ptが用いられており、NOX吸収剤47を構成する成分としては例えばカリウムK、ナトリウムNa、セシウムCsのようなアルカリ金属、バリウムBa、カルシウムCaのようなアルカリ土類、ランタンLa、イットリウムYのような希土類から選ばれた少なくとも一つが用いられている。
機関吸気通路、燃焼室2およびNOX吸蔵触媒17上流の排気通路内に供給された空気および燃料(炭化水素)の比を排気ガスの空燃比を称すると、NOX吸収剤47は排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOXを吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸蔵したNOXを放出するNOXの吸放出作用を行う。
即ち、NOX吸収剤47を構成する成分としてバリウムBaを用いた場合を例にとって説明すると、排気ガスの空燃比がリーンのとき、即ち排気ガス中の酸素濃度が高いときには排気ガス中に含まれるNOは図3に示されるように白金Pt46上において酸化されてNO2となり、次いでNOX吸収剤47内に吸収されて炭酸バリウムBaCO3と結合しながら硝酸イオンNO3 -の形でNOX吸収剤47内に拡散する。このようにしてNOXがNOX吸収剤47内に吸蔵される。排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Pt46の表面でNO2が生成され、NOX吸収剤47のNOX吸収能力が飽和しない限りNO2がNOX吸収剤47内に吸収されて硝酸イオンNO3 -が生成される。
これに対し、排気ガスの空燃比をリッチ或いは理論空燃比にされると排気ガス中の酸素濃度が低下するために反応が逆方向(NO3 -→NO2)に進み、斯くしてNOX吸収剤47内の硝酸イオンNO3 -がNO2の形でNOX吸収剤47から放出される。次いで放出されたNOXは排気ガス中に含まれる未燃HC,COによって還元される。
このように排気ガスの空燃比がリーンであるとき、即ちリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときには排気ガス中のNOXがNOX吸収剤47内に吸蔵される。しかしながらリーン空燃比のもとでの燃焼が継続して行われるとその間にNOX吸収剤47のNOX吸収能力が飽和してしまい、斯くしてNOX吸収剤47によりNOXを吸収できなくなってしまう。そこで本発明による実施例ではNOX吸収剤47の吸収能力が飽和する前に燃料供給弁15から燃料を供給することによって排気ガスの空燃比を一時的にリッチにし、それによってNOX吸収剤47からNOXを放出させるようにしている。
ところで排気ガス中にはSOX、即ちSO2が含まれており、このSO2がNOX吸蔵触媒17に流入するとこのSO2は白金Pt46において酸化されてSO3となる。次いでこのSO3はNOX吸収剤47内に吸収されて炭酸バリウムBaCO3と結合しながら、硫酸イオンSO4 2-の形でNOX吸収剤47内に拡散し、安定した硫酸塩BaSO4を生成する。しかしながらNOX吸収剤47が強い塩基性を有するためにこの硫酸塩BaSO4は安定していて分解しづらく、排気ガスの空燃比を単にリッチにしただけでは硫酸塩BaSO4は分解されずにそのまま残る。従ってNOX吸収剤47内には時間が経過するにつれて硫酸塩BaSO4が増大することになり、斯くして時間が経過するにつれてNOX吸収剤47が吸収しうるNOX量が低下することになる。即ち、NOX吸蔵触媒17がイオウ被毒を生ずることになる。
ところでこの場合、NOX吸蔵触媒17の温度を600℃以上のSOX放出温度まで上昇させた状態でNOX吸蔵触媒17に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするとNOX吸収剤47からSOXが放出される。そこで本発明ではNOX吸蔵触媒17がイオウ被毒を生じたときには燃料供給弁15から燃料を供給することによってNOX吸蔵触媒17の温度をSOX放出温度まで上昇させ、NOX吸蔵触媒17に流入する排気ガスの空燃比をリッチにしてNOX吸蔵触媒17からSOXを放出させるようにしている。
さて、図2に示される実施例では燃料供給弁15のノズル口は排気管12の断面の中央に配置されており、このノズル口から小型酸化触媒14の上流側端面に向けて、燃料F、即ち軽油Fが噴射される。このとき小型酸化触媒14が活性化していれば小型酸化触媒14内で燃料が酸化せしめられ、このとき発生する酸化反応熱によって小型酸化触媒14が昇温せしめられる。
ところで小型酸化触媒14内は流路抵抗が大きいので小型酸化触媒14内を流れる排気ガス量は少ない。また、小型酸化触媒14内で酸化反応が生じると小型酸化触媒14内でガスが膨張するために小型酸化触媒14内を流れる排気ガス量が更に減少し、また酸化反応によりガス温が上昇するとガスの粘性が高くなるために小型酸化触媒14内を流れる排気ガス量が更に減少する。従って小型酸化触媒14内における排気ガスの流速は排気管12内を流れる排気ガスの流速に比べてかなり遅い。
このように小型酸化触媒14内における排気ガスの流速が遅いので小型酸化触媒14内における酸化反応は活発となり、また小型酸化触媒14の体積が小さいので小型酸化触媒14の温度は急速にかなり高温まで上昇する。また、小型酸化触媒14の温度が高くなると炭素数の多い燃料中の炭化水素が分解して炭素数の少ない反応性の高い炭化水素が生成される。即ち燃料が反応性の高い燃料に改質される。従って、小型酸化触媒14に燃料が供給されると小型酸化触媒14は一方では急速に発熱する急速発熱器を構成し、他方では改質された燃料を排出する改質燃料排出器を構成する。
ところでパティキュレートフィルタ16上に堆積したパティキュレートを燃焼させるためにはパティキュレートフィルタ16の温度を600℃程度まで上昇させる必要がある。また前述したようにNOX吸蔵触媒17からSOXを放出させる場合にもNOX吸蔵触媒17の温度を600℃以上のSOX放出温度まで上昇させる必要がある。このようにパティキュレートフィルタ16の温度或いはNOX吸蔵触媒17の温度を夫々目的に応じた目標温度まで上昇すべきときには小型酸化触媒14が活性化している状態のときに燃料供給弁15から小型酸化触媒14に燃料が供給される。
燃料供給弁15から燃料が供給されるとこの燃料は小型酸化触媒14内で酸化せしめられ、このとき小型酸化触媒14で発生する酸化反応熱によって排気浄化触媒13、パティキュレートフィルタ16およびNOX吸蔵触媒17が昇温せしめられる。また、このとき排気浄化触媒13が活性化した状態にあれば小型酸化触媒14から排出される改質燃料が排気浄化触媒13内で酸化せしめられ、このとき発生する酸化反応熱によって排気浄化触媒13、パティキュレートフィルタ16およびNOX吸蔵触媒17が昇温せしめられる。
これに対し、排気浄化触媒13、即ち酸化触媒13が活性化した状態にないときに小型酸化触媒14から改質された燃料を排出させるとこの改質燃料は酸化触媒13で酸化されることなく酸化触媒13を素通りし、斯くして改質燃料が大気中に排出されてしまう。従って燃料供給弁15から燃料を供給する場合には排気浄化触媒13が活性化した状態にあるか否か、或いは活性化して活性化した状態に維持されるか否かを判断する必要がある。
ところで排気浄化触媒13が活性化した状態に維持されるか否かは排気浄化触媒13に流入する排気ガス温によって左右される。即ち、小型酸化触媒14が活性化した状態にあるときに燃料供給弁15から燃料が供給されると小型酸化触媒14内における酸化反応熱により小型酸化触媒14の温度が急速に上昇し、小型酸化触媒14から流出する排気ガス温も急速に上昇する。小型酸化触媒14から流出する排気ガス温が上昇すると排気浄化触媒13に流入する排気ガス温が上昇する。
ただし、このとき排気浄化触媒13に流入する排気ガス温は小型酸化触媒14周りを流れる排気ガス温と小型酸化触媒14から流出する排気ガス温から定まるので小型酸化触媒14周りを流れる排気ガス温、即ち小型酸化触媒14に流入する排気ガス温が低い場合には排気浄化触媒13に流入する排気ガス温はさほど高くならない。これに対し、このとき小型酸化触媒14に流入する排気ガス温が高い場合には排気浄化触媒13に流入する排気ガス温はかなり高くなる。
ところで排気浄化触媒13は排気浄化触媒13により定まる活性化温度以上で活性化する。ところが例えば改質燃料が排気浄化触媒13に流入するとこの改質燃料の気化潜熱により排気浄化触媒13は温度低下する。従って排気浄化触媒13が活性化温度以上であっても改質燃料の気化潜熱による冷却作用により排気浄化触媒13が活性化温度以下になることもある。このとき排気浄化触媒13が活性化温度以下になるか否かは排気浄化触媒13に流入する排気ガス温による。
即ち、改質燃料の気化潜熱による冷却作用によって排気浄化触媒13の温度が低下したとしても排気浄化触媒13を活性化温度以上に維持可能な温度まで排気浄化触媒13への流入排気ガス温が上昇する場合には排気浄化触媒13は活性化した状態に維持され、このとき排気浄化触媒13を活性化温度以上に維持できない温度までしか排気浄化触媒13への流入排気ガス温が上昇しない場合には排気浄化触媒13は不活性状態となる。
一方、排気浄化触媒13が活性化温度以下であって改質燃料の気化潜熱による冷却作用が生じたとしても排気浄化触媒13が活性化温度以上になることもあり、このときも排気浄化触媒13が活性化温度以上になるか否かは排気浄化触媒13に流入する排気ガス温による。
即ち、排気浄化触媒13が活性化していようといまいと排気浄化触媒13が活性化した状態に維持されるか否かは排気浄化触媒13に流入する排気ガス温に左右される。この場合、燃料供給弁15からの燃料供給量、小型酸化触媒14への流入排気ガス温および機関からの排出ガス量が定まると排気浄化触媒14への流入排気ガス温の変化を予測することができる。
そこで本発明では、排気浄化触媒13を昇温すべく燃料供給弁15から活性化している小型酸化触媒14に燃料が供給されたときの排気浄化触媒13への流入排気ガスの温度変化を予測し、排気浄化触媒13が活性化しているか否かにかかわらずに予測された排気浄化触媒13への流入排気ガス温が排気浄化触媒13を活性状態に維持可能となる温度以上に上昇するときには燃料供給弁15から燃料を供給して排気浄化触媒13の昇温作用を行い、排気浄化触媒13が活性化してるか否かにかかわらずに予測された排気浄化触媒13への流入排気ガス温が排気浄化触媒13を活性状態に維持不可能となる温度までしか上昇しないときには燃料供給弁15からの燃料の供給を停止して排気浄化触媒13の昇温作用を行わないようにしている。
ところで上述したように燃料供給弁15からの燃料供給量、小型酸化触媒14への流入排気ガス温および機関からの排出ガス量が定まると排気浄化触媒13への流入排気ガス温が定まる。従って、燃料供給弁15からの燃料供給量、小型酸化触媒14への流入排気ガス温および機関からの排出ガス量が定まると排気浄化触媒13が活性化した状態に維持されるか否かが定まることになる。
そこで本発明による実施例では図4に示されるように、排気浄化触媒13が活性化しているか否かにかかわらずに燃料供給弁15から活性化している小型酸化触媒14に燃料を供給することにより排気浄化触媒13を活性状態に維持可能な触媒活性維持可能領域と、排気浄化触媒13が活性化しているか否かにかかわらずに燃料供給弁15から活性化している小型酸化触媒14に燃料を供給しても排気浄化触媒13を活性状態に維持不可能な触媒活性維持不可能領域とが機関からの排出ガス量Geおよび小型酸化触媒14に流入する排気ガス温TEに応じて予め定められている。なお、図4において排出ガス量Geに代えて排出ガス量を代表する量を用いることができる。本発明による実施例ではこの排気ガス量Geを代表する量として吸入空気量Gaが用いられている。
ところで図4は、排気浄化触媒13の温度を目標温度、例えば650℃まで上昇させるのに必要な量の燃料を燃料供給弁15から活性化してる小型酸化触媒14に供給した場合を示しており、従って図4に示される触媒活性維持可能領域はこのとき排気浄化触媒13の温度を目標温度まで上昇可能な領域を示していることになる。次にこのとこについて図5を参照しつつ説明する。
図5は燃料供給弁15からの燃料噴射量Q、小型酸化触媒14の温度TS、排気浄化触媒13に流入する排気ガス温TFおよび排気浄化触媒13の温度TCの変化を示しており、図5において時刻t0は排気浄化触媒13等の昇温のために燃料供給弁15から燃料の供給を開始すべき指令が発せられたときを示している。また、図5は小型酸化触媒14および排気浄化触媒13のいずれも活性化温度TSX,TCXがほぼ190℃である場合を例にとって示している。
さて、今小型酸化触媒14への流入排気ガス温TEが図4のA点で示されるように触媒活性維持可能領域内にあり、小型酸化触媒14の温度TSが活性化温度TSX以上であったとすると、図5はこのような状態のときに時刻t0において燃料の供給指令が発せられた場合を示している。
この場合には図5に示されるように時刻t0において燃料供給弁15から燃料の供給が開始されると小型酸化触媒14の温度TSは急速に上昇し、その結果、排気浄化触媒13に流入する排気ガス温TFもかなり高温まで上昇する。このときには時刻t0における排気浄化触媒13の温度TCが実線で示すように活性化温度TCX以下であった場合でも破線で示すように活性化温度TCX以上であった場合でも排気浄化触媒13の温度TCは目標温度まで上昇する。
一方、図6は、排気ガス温TEが図4のB点で示されるように触媒活性維持不可能領域内にあり、小型酸化触媒14が活性化温度TSX以上であるときに時刻t0において燃料の供給指令が発せられた場合を示している。この場合においても時刻t0において燃料供給弁15からの燃料の供給が開始されると小型酸化触媒14の温度TSは急速に上昇する。
しかしながらこのとき図6に示される例では排気ガス温TEが低いために排気浄化触媒13に流入する排気ガス温TFはさほど上昇せず、斯くしてこのときには時刻t0における排気浄化触媒13の温度TCが実線で示されるように活性化温度TCX以下であっても破線で示されるように活性化温度TCX以上であっても排気浄化触媒13は活性化温度TCX以下となる。斯くしてこのときには排気浄化触媒13を活性状態に維持するのは不可能となる。
なお、この場合でも燃料供給弁15からの燃料の供給量を大巾に増大すれば排気浄化触媒13を活性化しうる場合がある。しかしながら燃料供給弁15から燃料の供給量を大巾に増大すると小型酸化触媒14の温度は極度に高くなるために小型酸化触媒14は熱劣化し、また排気浄化触媒13が活性化した場合には排気浄化触媒13の温度も極度に高くなるために排気浄化触媒13も熱劣化する。従ってこの場合には燃料供給弁15からの燃料の供給量を大巾に増大することができず、斯くしてこの場合には結局、排気浄化触媒13を活性状態に維持するのが不可能となる。
従って経つ活性維持不可能領域は、燃料供給弁15から活性化している小型酸化触媒14に燃料を供給しても排気浄化触媒13の温度を目標温度まで上昇させて目標温度に維持できない領域を示していると言うことができる。
ところで排気ガス量Geが増大すると、即ち排気ガスの流速が速くなると排気浄化触媒13上における反応時間が短かくなるために排気浄化触媒13上における改質燃料の酸化作用が弱まり、排気浄化触媒13が活性化しずらくなる。この場合、排気ガス量が増大しても排気浄化触媒13の温度TCが高くなれば排気浄化触媒13は活性化する。従って排気浄化触媒13を活性化した状態にするには排気ガス量Geが増大するほど高い排気ガス温TEが必要となる。
一方、排気ガス量Geが増大するほど燃料供給量Qが増大されるので排気浄化触媒13内に送り込まれる改質燃料の量は排気ガス量が増大するほど多くなる。従って排気ガス量Geが増大するほど改質燃料の気化潜熱による冷却作用は強くなり、この冷却作用に打ち勝って排気浄化触媒13を活性化した状態にするには排気ガス量Geが増大するほど高い排気ガス温TEが必要となる。従って図4に示されるように触媒活性維持可能領域と触媒活性維持不可能領域との境界Xにおける小型酸化触媒14への流入排気ガス温TEは排出ガス量Geが増大するほど高くなる。
なお、図4においてYで示される排気ガス量Geの少ない領域、即ち排気ガスの流速が遅い領域では燃料供給弁15から供給されたほとんどの燃料は小型酸化触媒14内において消費され、従ってこのとき改質燃料はほとんど排気浄化触媒13内に送り込まれない。従ってこのときには排気浄化触媒13は排気ガス流による弱い冷却作用しか受けず、また改質燃料の気化潜熱による冷却作用もほとんど受けないので排気ガス温TEが低くても排気浄化触媒13が活性状態に維持されるようになる。
図6に示されるように排気浄化触媒13が活性化した状態に維持されないときに燃料供給弁15から燃料を供給するとこの燃料は排気浄化触媒13を素通りして大気中に放出されてしまう。従って本発明では、排出ガス量Geを代表する量および小型酸化触媒14に流入する排気ガス温TEから排気浄化触媒13が触媒活性維持可能領域内にあると判断されたときには燃料供給弁15から燃料を供給して排気浄化触媒13の昇温作用を行い、排出ガス量Geを代表する量および小型酸化触媒14に流入する排気ガス温TEにより排気浄化触媒13が触媒活性維持不可能領域内にあると判断されたときには燃料供給弁15からの燃料の供給を停止して排気浄化触媒13の昇温作用を行わないようにしている。
図7(A)におけるQ1,Q2・・・Qiは排気浄化触媒13の温度TCを目標温度,例えば650℃まで上昇させるのに必要な等燃料量線を表しており,Q1からQiに向かうに従って燃料量は減少していく。なお、図5および図6からわかるように燃料供給弁15からは一定の時間間隔でもってパルス状に燃料が供給され、燃料供給量はこのパルス状の燃料噴射期間を変化させることによって制御される。即ち、燃料供給量Qが増大せしめられる場合にはパルス状の燃料噴射期間が長くされる。
この排気浄化触媒13の温度TCを目標温度とするのに必要な燃料供給弁15からの燃料供給量Qは触媒活性維持可能領域について吸入空気量Gaおよび小型酸化触媒14に流入する排気ガス温TEの関数として図7(B)に示されるマップの形で予めROM32内に記憶されている。なお、本発明による実施例ではパティキュレートフィルタ16を再生するためのパティキュレートフィルタ16の目標温度、NOX吸蔵触媒17からSOXを放出するためのNOX吸蔵触媒17の目標温度、排気浄化触媒13を活性化するための排気浄化触媒13の目標温度等、種々の目標温度が存在し、パティキュレートフィルタ16等の温度を夫々対応する目標温度とするのに必要な燃料供給量Qが図7(B)に示すようなマップの形で夫々記憶されている。
図8は時刻t0において小型酸化触媒14が活性化していない場合を示している。この場合にはまず初めに例えば燃料噴射弁3からの燃料噴射時期を遅角させるか、或いは燃料噴射弁3から膨張行程に追加の燃料を噴射することにより燃焼室2から排出される排気ガスの温度を上昇せしめる排気昇温制御が行われる。本発明による実施例ではこの排気昇温制御は小型酸化触媒14の温度TSが設定温度TS0になるまで行われる。TS>TS0になると排気浄化触媒13の温度TCを活性化させるための目標温度、例えば300℃まで上昇させるのに必要な燃料が燃料供給弁15から供給される。
図9に排気浄化触媒13、パティキュレートフィルタ16或いはNOX吸蔵触媒17を目標温度まで昇温すべき指令が発せられたときに実行される昇温制御ルーチンを示している。
図9を参照するとまず初めにステップ50において温度センサ25の出力信号に基づき小型酸化触媒14が活性化しているか否かが判別される。小型酸化触媒14が活性化しているときにはステップ53に進む。
図9を参照するとまず初めにステップ50において温度センサ25の出力信号に基づき小型酸化触媒14が活性化しているか否かが判別される。小型酸化触媒14が活性化しているときにはステップ53に進む。
これに対し小型酸化触媒14が活性化していないときにはステップ51進んで機関から排出される排気ガス温を上昇させる排気昇温制御が開始される。次いでステップ52では小型酸化触媒14の温度TSが図8に示される設定温度TS0よりも高くなったか否かが判別される。TS≦TS0のときにはステップ51に戻って排気昇温制御が続行される。これに対し、ステップ52においてTS>TS0になったと判断されたときにはステップ53に進む。
ステップ53では温度センサ26の出力信号に基づいて小型酸化触媒14に流入する排気ガス温TEが読込まれ、次いでステップ54では吸入空気量検出器8の出力信号に基づいて吸入空気量Gaが読込まれる。次いでステップ55では目標温度に応じたマップが選定され、次いでステップ56では選定されたマップにおける触媒活性維持可能領域であるか否かが判別される。触媒活性維持可能領域であるときにはステップ57に進んでマップから燃料供給量Qが算出され、次いでステップ58において算出された燃料供給量Qに基づいて燃料供給弁15から燃料が供給される。次いでステップ59では昇温制御が完了したか否かが判別され、昇温制御が完了していないときにはステップ58に戻って燃料の供給作用が続行される。
次に図10を参照しつつ燃料供給弁15の配置、或いは小型酸化触媒14の配置及び/又は形状に関する種々の変形例について順次説明する。
まず初めに図10(A)から説明するとこの図10(A)に示される変形例では燃料供給弁15のノズル口が高温の排気ガス流に直接晒されないように排気管12の内壁面上に形成された凹部内に配置されている。また、図10(B)に示す変形例では小型酸化触媒14の上流側端面上に上流側端面の周縁部から上流に向けて延びるトラフ状の燃料案内部14aが形成されており、燃料供給弁15から燃料案内部14aに向けて燃料が噴射される。
まず初めに図10(A)から説明するとこの図10(A)に示される変形例では燃料供給弁15のノズル口が高温の排気ガス流に直接晒されないように排気管12の内壁面上に形成された凹部内に配置されている。また、図10(B)に示す変形例では小型酸化触媒14の上流側端面上に上流側端面の周縁部から上流に向けて延びるトラフ状の燃料案内部14aが形成されており、燃料供給弁15から燃料案内部14aに向けて燃料が噴射される。
図10(c)に示される変形例では排気浄化触媒13に向かう排気管12内の排気ガスの流通路が分岐された一対の流通路12a,12bから形成されており、これら一対の流通路12a,12bのうちの一方の流通路12a内に小型酸化触媒14が配置されている。燃料供給弁15からは小型酸化触媒14の上流側端面に向けて燃料が噴射される。
図11は排気浄化処理システムの種々の変形例を示している。しかしながらいずれの変形例においても酸化機能を有する排気浄化触媒13の上流に小型酸化触媒14と燃料供給弁15とが配置されていることには変わりない。
図11(A)に示される変形例では図1に示される実施例と同様に排気浄化触媒13が酸化触媒からなる。しかしながらこの変形例では酸化触媒13のすぐ下流にNOX吸蔵触媒17が配置され、NOX吸蔵触媒17の下流に酸化触媒60とパティキュレートフィルタ16とが配置されている。更に酸化触媒60の上流にはもう一つの燃料供給弁61が配置されている。
一方、図11(B)に示す変形例では排気浄化触媒13がNOX吸蔵触媒から構成される。このNOX吸蔵触媒の下流には図11(A)と同様に燃料供給弁61、酸化触媒60およびパティキュレートフィルタ16が配置される。図11(A),(B)に示される実施例ではパティキュレートフィルタ16を再生する際には燃料供給弁61のみから、或いは燃料供給弁15に加えて燃料供給弁61からも燃料が供給される。
図11(c)に示される変形例では図1に示される実施例と同様に排気浄化触媒13が酸化触媒からなり、酸化触媒13のすぐ下流にパティキュレートフィルタ16が配置されている。しかしながらこの変形例では排気浄化触媒13およびパティキュレートフィルタ16下流の機関排気通路内にアンモニアの存在のもとで排気ガス中のNOXを還元することのできるNOX選択還元触媒62と、NOX選択還元触媒62に尿素水を供給するための尿素水供給弁63とが配置される。尿素水供給弁63からは排気ガス中に含まれるNOXを還元するのに必要な量の尿素水が供給され、排気ガス中のNOXはNOX選択還元触媒62において尿素水から生成されたアンモニアによって還元される。この変形例ではNOX選択還元触媒62を活性化すべきときには燃料供給弁15から燃料が供給される。
4 吸気マニホルド
5 排気マニホルド
7 排気ターボチャージャ
12 排気管
13 排気浄化触媒
14 小型酸化触媒
15 燃料供給弁
16 パティキュレートフィルタ
17 NOX吸蔵触媒
5 排気マニホルド
7 排気ターボチャージャ
12 排気管
13 排気浄化触媒
14 小型酸化触媒
15 燃料供給弁
16 パティキュレートフィルタ
17 NOX吸蔵触媒
Claims (14)
- 機関排気通路内に酸化機能を有する排気浄化触媒を配置し、該排気浄化触媒上流の機関排気通路内に該排気浄化触媒よりも体積が小さくかつ排気浄化触媒に流入する排気ガスの一部が流通する小型酸化触媒と、該小型酸化触媒に燃料を供給するための燃料供給弁とを配置し、排気浄化触媒を昇温すべく燃料供給弁から活性化している小型酸化触媒に燃料が供給されたときの排気浄化触媒への流入排気ガスの温度変化を予測し、排気浄化触媒が活性化しているか否かにかかわらずに予測された排気浄化触媒への流入排気ガス温が排気浄化触媒を活性状態に維持可能となる温度以上に上昇するときには燃料供給弁から燃料を供給して排気浄化触媒の昇温作用を行い、排気浄化触媒が活性化しているか否かにかかわらずに予測された排気浄化触媒への流入排気ガス温が排気浄化触媒を活性状態に維持不可能となる温度までしか上昇しないときには燃料供給弁からの燃料の供給を停止して排気浄化触媒の昇温作用を行わないようにした内燃機関の排気浄化装置。
- 排気浄化触媒が活性化しているか否かにかかわらずに燃料供給弁から活性化している小型酸化触媒に燃料を供給することにより排気浄化触媒を活性状態に維持可能な触媒活性維持可能領域と、排気浄化触媒が活性化しているか否かにかかわらずに燃料供給弁から活性化している小型酸化触媒に燃料を供給しても排気浄化触媒を活性状態に維持不可能な触媒活性維持不可能領域とが機関からの排出ガス量を代表する量および小型酸化触媒に流入する排気ガス温に応じて予め定められており、該排出ガス量を代表する量および小型酸化触媒に流入する排気ガス温から排気浄化触媒が該触媒活性維持可能領域内にあると判断されたときには燃料供給弁から燃料を供給して排気浄化触媒の昇温作用を行い、該排出ガス量を代表する量および小型酸化触媒に流入する排気ガス温から排気浄化触媒が該触媒活性維持不可能領域内にあると判断されたときには燃料供給弁からの燃料の供給を停止して排気浄化触媒の昇温作用を行わないようにした請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記触媒活性維持可能領域は、燃料供給弁から活性化している小型酸化触媒に燃料を供給することによって排気浄化触媒の温度を目標温度まで上昇可能な領域である請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記触媒活性維持可能領域については、排気浄化触媒の温度を目標温度とするのに必要な燃料供給弁からの燃料供給量が上記排出ガス量を代表する量および小型酸化触媒に流入する排気ガス温の関数として予め記憶されている請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記触媒活性維持不可能領域は、燃料供給弁から活性化している小型酸化触媒に燃料を供給しても排気浄化触媒の温度を目標温度まで上昇させて該目標温度に維持できない領域である請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記触媒活性維持可能領域と触媒活性維持不可能領域との境界における小型酸化触媒への流入排気ガス温は上記排出ガス量を代表する量が増大するほど高くなる請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記排出ガス量を代表する量が吸入空気量である請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 排気浄化触媒を昇温すべきときに小型酸化触媒が活性化していないときには小型酸化触媒を活性化するために燃焼室から排出される排気ガスの温度が上昇せしめられる請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 排気浄化触媒が酸化触媒からなると共に排気浄化触媒下流の機関排気通路内に排気ガス中のパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタが配置され、パティキュレートフィルタを再生すべくパティキュレートフィルタを昇温させるときに燃料供給弁から燃料が供給される請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 排気浄化触媒は、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるNOXを吸蔵し流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸蔵したNOXを放出するNOX吸蔵触媒から構成されており、NOX吸蔵触媒をSOX放出温度まで昇温させるときに燃料供給弁から燃料が供給される請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 排気浄化触媒下流の機関排気通路内にアンモニアの存在のもとで排気ガス中のNOXを還元することのできるNOX選択還元触媒と、NOX選択還元触媒に尿素水を供給するための尿素水供給弁とが配置されており、NOX選択還元触媒を活性化すべきときに燃料供給弁から燃料が供給される請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記小型酸化触媒は排気浄化触媒に向かう排気ガスの全流路断面よりも小さな断面を有すると共に排気ガスの流れ方向に延びる筒状をなす請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 小型酸化触媒の上流側端面上に該上流側端面の周縁部から上流に向けて延びる燃料案内部が形成されており、燃料供給弁から該燃料案内部に向けて燃料が噴射される請求項12に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 排気浄化触媒に向かう排気ガスの流通路が一対の流通路から形成されており、これら一対の流通路のうちの一方の流通路内に上記小型酸化触媒が配置されている請求項12に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008207252A JP2010043583A (ja) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008207252A JP2010043583A (ja) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010043583A true JP2010043583A (ja) | 2010-02-25 |
Family
ID=42015143
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008207252A Withdrawn JP2010043583A (ja) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010043583A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012081461A1 (ja) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | いすゞ自動車株式会社 | Dpfシステム |
WO2013179393A1 (ja) * | 2012-05-29 | 2013-12-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP2015187400A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-29 | ヤンマー株式会社 | 排気浄化装置 |
KR20160055244A (ko) * | 2013-09-16 | 2016-05-17 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 변형된 희박 NOx 트랩을 갖는 배기 시스템 |
-
2008
- 2008-08-11 JP JP2008207252A patent/JP2010043583A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012081461A1 (ja) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | いすゞ自動車株式会社 | Dpfシステム |
JP2012127299A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Isuzu Motors Ltd | Dpfシステム |
WO2013179393A1 (ja) * | 2012-05-29 | 2013-12-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JPWO2013179393A1 (ja) * | 2012-05-29 | 2016-01-14 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
KR20160055244A (ko) * | 2013-09-16 | 2016-05-17 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 변형된 희박 NOx 트랩을 갖는 배기 시스템 |
JP2016535203A (ja) * | 2013-09-16 | 2016-11-10 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company | 改良型リーンNOxトラップを備えた排気システム |
US10119445B2 (en) | 2013-09-16 | 2018-11-06 | Johnson Matthey Public Limited Company | Exhaust system with a modified lean NOx trap |
KR102277783B1 (ko) * | 2013-09-16 | 2021-07-15 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 변형된 희박 NOx 트랩을 갖는 배기 시스템 |
JP2015187400A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-29 | ヤンマー株式会社 | 排気浄化装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8534051B2 (en) | Exhaust purification device of internal combustion engine | |
JP4586911B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2009114879A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2009156168A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4888380B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JPWO2010116535A1 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4730379B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2010043583A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4867911B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2010048134A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
EP2511493B1 (en) | Exhaust gas purifying device for internal combustion engine | |
EP3085935B1 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
EP3030763B1 (en) | Exhaust purification system of internal combustion engine | |
JP5892290B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
US9567889B2 (en) | Exhaust purification system for internal combustion engine | |
JP2009209766A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
EP2530267B1 (en) | Method for exhaust purification in exhaust purification system of internal combustion engine | |
JP2009041441A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
EP2835510B1 (en) | Exhaust purification system of internal combustion engine | |
JP5018631B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
EP3036412B1 (en) | Exhaust purification system of internal combustion engine | |
JP4438880B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
WO2008123629A1 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2008002359A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4254505B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20111101 |