JP2012062818A - エンジンの排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】選択還元型触媒上におけるアンモニアの吸着量の分布を制御することにより、排ガス中のＮＯｘの触媒による還元性能を向上し、アンモニアの大気への放出を抑制する。
【解決手段】エンジン１１の排気管１３ｂに排ガス上流側から排ガス下流側に向って選択還元型触媒１７の第１触媒部１７ａ及び第２触媒部１７ｂをこの順に設ける。液体供給手段２４が第１触媒部より排ガス上流側の排気管に臨む液体噴射ノズル２４ａから尿素系液体２４ｂを噴射し、第２触媒部より排ガス下流側の排気管にアンモニア酸化触媒１８を設ける。液体噴射ノズルより排ガス上流側の排気管に第１ＮＯｘセンサ３１を設け、第１触媒部と第２触媒部との間の排気管に第２ＮＯｘセンサ３２を設け、アンモニア酸化触媒より排ガス下流側の排気管に第３ＮＯｘセンサ３３を設け、これらのＮＯｘセンサの各検出出力に基づいてコントローラ３４が液体供給手段を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの排ガスに含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を低減して排ガスを浄化する装置に関するものである。

従来、この種の排ガス浄化装置として、酸素過剰のもとでアンモニアにより排ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒を排気通路内に配置し、供給手段が上記触媒にアンモニア発生化合物を含む液体又は固体を供給し、供給制御手段が液体又は固体の供給量を制御し、更に触媒が、この触媒に供給された液体又は固体内に含まれるアンモニア発生化合物からアンモニアを発生しこの発生したアンモニアにより排ガス中のＮＯｘを還元する機能を有する内燃機関の排気浄化装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この排気浄化装置では、触媒から流出するＮＯｘ量を検出するために触媒下流の排気通路内にＮＯｘセンサが配置され、触媒に流入するＮＯｘ量である流入ＮＯｘ量が流入ＮＯｘ量増減手段により一時的に増減される。また流入ＮＯｘ量増減手段により流入ＮＯｘ量が一時的に増減されたときの、ＮＯｘセンサにより検出されたＮＯｘ量である検出ＮＯｘ量に基づいて判断手段がアンモニアスリップが発生しているか否かを判断するように構成される。

このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、判断手段は、流入ＮＯｘ量増減手段により流入ＮＯｘ量が一時的に減少されても検出ＮＯｘ量が減少しない場合にアンモニアスリップが発生していると判断し、流入ＮＯｘ量増減手段により流入ＮＯｘ量が一時的に減少されると検出ＮＯｘ量が減少する場合にアンモニアスリップが発生していないと判断する。また判断手段は、流入ＮＯｘ量増減手段により流入ＮＯｘ量が一時的に増大されても検出ＮＯｘ量が増大しない場合にアンモニアスリップが発生していると判断し、流入ＮＯｘ量増減手段により流入ＮＯｘ量が一時的に増大されると検出ＮＯｘ量が増大する場合にアンモニアスリップが発生していないと判断する。更に供給制御手段は、判断手段によりアンモニアスリップが発生していると判断されたときに液体又は固体の供給量を減量補正し、アンモニアスリップが発生していないと判断されたときに液体又は固体の供給量を増量補正する。この結果、アンモニアスリップを発生又は増長させることなく、アンモニアスリップの発生の有無を正確に判断することができる。

一方、内燃機関から排出される排ガスに対して還元剤供給手段が還元剤を供給し、還元剤供給手段により供給される還元剤を介して選択還元型触媒が排ガス中の特定成分を選択的に還元し、選択還元型触媒の排ガス下流側に配設された浄化触媒が還元剤に起因する所定の成分を浄化し、選択還元型触媒と浄化触媒との間に設けられた還元剤成分検出手段が還元剤に起因する所定の成分を検出し、浄化触媒の排気下流側に設けられた特定成分検出手段が特定成分を検出するように構成された排気処理装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この排気処理装置では、選択還元型触媒がＮＯｘを選択的に還元する選択還元型ＮＯｘ触媒であり、この触媒に供給される還元剤が選択還元型ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給可能な還元剤である。また還元剤に起因する所定の成分がアンモニアであり、浄化触媒が酸化触媒である。

このように構成された排気処理装置では、選択還元型ＮＯｘ触媒にアンモニアを供給可能な還元剤を排ガスに供給し、選択還元型ＮＯｘ触媒が還元剤を介して排ガス中のＮＯｘを還元して浄化し、この触媒より排ガス下流側の排気通路に設けられた酸化触媒が余剰の還元剤を処理するので、簡単かつ安価な構成により、ＯＢＤ（On Board Diagnosis：車載コンピュータによる自己故障診断）の要請に応えながら、ＮＯｘの排出量に応じて還元剤の供給量を好適に制御できるようになっている。

特開２０１０− ３８０２２号公報（請求項１〜４、段落［０００８］、図１） 特開２００９−１５６２２９号公報（請求項１及び４〜６、段落［００２４］、図２）

ところで、選択還元型触媒上において排ガス下流側より排ガス上流側でのアンモニア吸着量を多くすることにより、排ガス中のＮＯｘの触媒による還元性能を向上できるとともに、アンモニアの大気への放出を抑制できる可能性がある。

しかし、上記従来の特許文献１に示された排気浄化装置や特許文献２に示された排気処理装置では、選択還元型触媒が単一ブロックで構成されているため、触媒上におけるアンモニアの吸着量の分布まで制御することができない問題点があった。

本発明の目的は、選択還元型触媒上におけるアンモニアの吸着量の分布を制御することにより、排ガス中のＮＯｘの触媒による還元性能を向上でき、アンモニアの大気への放出を抑制できる、エンジンの排ガス浄化装置を提供することにある。

本発明の第１の観点は、図１に示すように、エンジン１１の排気管１３ｂに排ガス上流側から排ガス下流側に向って第１触媒部１７ａ及び第２触媒部１７ｂがこの順に設けられた選択還元型触媒１７と、第１触媒部１７ａより排ガス上流側の排気管１３ｂに臨む液体噴射ノズル２４ａを有しこの液体噴射ノズル２４ａから第１触媒部１７ａに向って尿素系液体２４ｂを噴射する液体供給手段２４と、第２触媒部１７ｂより排ガス下流側の排気管１３ｂに設けられたアンモニア酸化触媒１８と、液体噴射ノズル２４ａより排ガス上流側の排気管１３ｂに設けられ排ガス中のＮＯｘ濃度を検出する第１ＮＯｘセンサ３１と、第１触媒部１７ａと第２触媒部１７ｂとの間の排気管１３ｂに設けられ排ガス中のＮＯｘ及びアンモニアの合計濃度を検出する第２ＮＯｘセンサ３２と、アンモニア酸化触媒１８より排ガス下流側の排気管１３ｂに設けられ排ガス中のＮＯｘ及びアンモニアの合計濃度を検出する第３ＮＯｘセンサ３３と、第１〜第３ＮＯｘセンサ３１〜３３の各検出出力に基づいて液体供給手段２４を制御するコントローラ３４とを備えたエンジンの排ガス浄化装置である。

本発明の第２の観点は、図５に示すように、第１触媒部１７ａと第２触媒部１７ｂとの間の排気管１３ｂに温度センサ５１が設けられ、コントローラ３４が第１〜第３ＮＯｘセンサ３１〜３３及び温度センサ５１の各検出出力に基づいて液体供給手段２４を制御するように構成されたことを特徴とする。

本発明の第１の観点のエンジンの排ガス浄化装置では、コントローラが第１〜第３ＮＯｘセンサの各検出出力に基づいて液体供給手段を制御し、選択還元型触媒の第１触媒部に第２触媒部より多くのアンモニアを吸着させることにより、液体噴射ノズルから噴射された尿素系液体を第１及び第２触媒部におけるＮＯｘの還元作用に使い切ることができる。また第１触媒部と第２触媒部の間に第２ＮＯｘセンサを設けることにより、第１触媒部から排出されるアンモニア濃度を検出できる。これにより第１触媒部上へのアンモニア吸着量を精度良く予測することができるとともに、第１触媒部からのアンモニアのリークし始めを早期に検出できる。このように、第１〜第３ＮＯｘセンサにてＮＯｘ濃度のみならずアンモニア濃度も積極的に検出することにより、第１及び第２触媒部上でのアンモニアの吸着分布を精度良く推定することができるので、排ガス中のＮＯｘの選択還元型触媒による還元性能を向上できるとともに、アンモニアの大気への放出を抑制できる。

本発明の第２の観点のエンジンの排ガス浄化装置では、温度センサの検出した排ガス温度から第１及び第２触媒部の温度を推定することができるので、選択還元型触媒上でのアンモニアの吸着分布を更に精度良く推定できる。この結果、排ガス中のＮＯｘの選択還元型触媒による還元性能を更に向上できるとともに、アンモニアの大気への放出を更に抑制できる。

本発明第１実施形態のエンジンの排ガス浄化装置の構成図である。 コントローラが第１〜第３ＮＯｘセンサの各検出出力に基づいて液体噴射ノズルからの尿素の噴射量を制御する手順を示すフローチャートである。 第１及び第２触媒部上におけるアンモニア吸着量の理想的な分布を示す図である。 第２触媒部からのアンモニアのリーク量が増え始めたときの第１及び第２触媒部上におけるアンモニア吸着量の分布を示す図である。 本発明第２実施形態のエンジンの排ガス浄化装置の構成図である。

次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、ディーゼルエンジン１１の吸気ポートには吸気マニホルド１２ａを介して吸気管１２ｂが接続され、排気ポートには排気マニホルド１３ａを介して排気管１３ｂが接続される。上記吸気マニホルド１２ａと吸気管１２ｂとにより吸気通路１２が構成され、上記排気マニホルド１３ａと排気管１３ｂにより排気通路１３が構成される。吸気管１２ｂには、ターボ過給機１４のコンプレッサケース１４ａと、ターボ過給機１４により圧縮された吸気を冷却するインタクーラ１６とがそれぞれ設けられ、排気マニホルド１３ａに近い排気管１３ｂにはターボ過給機１４のタービンケース１４ｂが設けられる。

タービンケース１４ｂより排ガス下流側の排気管１３ｂには選択還元型触媒１７が設けられる。この選択還元型触媒１７は第１触媒部１７ａと第２触媒部１７ｂとを有する。第１及び第２触媒部１７ａ,１７ｂは排ガス上流側から排ガス下流側に向ってこの順に直列に設けられる。なお、第１及び第２触媒部１７ａ,１７ｂの合計体積が従来の単一の選択還元型触媒の体積と略等しくなるように設定される。即ち、第１及び第２触媒部１７ａ,１７ｂは従来の単一の選択還元型触媒を２分割して構成される。また、この実施の形態では、第１及び第２触媒部１７ａ,１７ｂは同一体積を有するように構成される。但し、選択還元型触媒１７に要求される排ガス中のＮＯｘの還元性能に応じて、第１触媒部１７ａを第２触媒部１７ｂより大きく形成したり、或いは第２触媒部１７ｂを第１触媒部１７ａより大きく形成してもよい。更に選択還元型触媒１７の第２触媒部１７ｂより排ガス下流側の排気管１３ｂにはアンモニア酸化触媒１８が設けられ、選択還元型触媒１７の第１触媒部１７ａより排ガス上流側であってタービンケース１４ｂより排ガス下流側の排気管１３ｂには酸化触媒１９及びパティキュレートフィルタ２３が排ガス上流側から排ガス下流側に向ってこの順に設けられる。第１触媒部１７ａ、第２触媒部１７ｂ及びアンモニア酸化触媒１８は排気管１３ｂの直径より大径の筒状の第１コンバータ２１に収容され、酸化触媒１９及びパティキュレートフィルタ２３は排気管１３ｂより大径の第２コンバータ２２に収容される。

第１触媒部１７ａ及び第２触媒部１７ｂは、図示しないが両端が開放されかつ排ガスの流通方向に延びる複数のセル（貫通孔）が形成されたコージェライト製の円筒状のハニカム担体に、銅イオン交換ゼオライト（Ｃｕ−ＺＳＭ−５）等をコーティングしたり、或いは両端が開放されかつ排ガスの流通方向に延びる複数のセル（貫通孔）が形成されたステンレス鋼製の円筒状のメタル担体に、銅イオン交換ゼオライト（Ｃｕ−ＺＳＭ−５）等をコーティングすることにより形成される。上記銅イオン交換ゼオライト触媒はＮａ型のＺＳＭ−５ゼオライトのＮａイオンをＣｕイオンとイオン交換した物質である。なお、銅イオン交換ゼオライトではなく、鉄イオン交換ゼオライト、ゼオライト、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム又は酸化タングステン等をコーティングしてもよい。

またアンモニア酸化触媒１８及び酸化触媒１９は、図示しないが両端が開放されかつ排ガスの流通方向に延びる複数のセル（貫通孔）が形成されたコージェライト製の円筒状のハニカム担体に白金やパラジウム等の活性物質をコーティング（担持）したり、或いは両端が開放されかつ排ガスの流通方向に延びる複数のセル（貫通孔）が形成されたステンレス鋼製の円筒状のメタル担体に白金やパラジウム等の活性物質をコーティング（担持）することにより形成される。更にパティキュレートフィルタ２３は、図示しないが、排ガスの通過可能な多孔質の隔壁で区画されかつ排ガスの流通方向に延びる複数のセル（貫通孔）が形成されたコージェライト製の円筒状の担体と、複数のセル（貫通孔）の相隣接する入口部と出口部を交互に実質的に封止する封止部材とを有し、排ガス中のパティキュレートを捕集可能に構成される。

選択還元型触媒１７の第１触媒部１７ａより排ガス上流側であってパティキュレートフィルタ２３より排ガス下流側の排気管１３ｂには、液体供給手段２４の液体噴射ノズル２４ａが臨むように構成される。この液体供給手段２４は、選択還元型触媒１７の第１触媒部１７ａに向って尿素系液体２４ｂを噴射する上記液体噴射ノズル２４ａと、尿素系液体２４ｂを貯留する液体タンク２４ｃと、液体タンク２４ｃ及び液体噴射ノズル２４ａを連通接続する液体供給管２４ｄと、液体供給管２４ｄに設けられ液体タンク２４ｃ内の尿素系液体２４ｂを液体噴射ノズル２４ａに圧送するポンプ２４ｅとを有する。上記尿素系液体２４ｂとしては、この実施の形態では尿素水溶液を用いたが、アンモニア水やアンモニア誘導物質等を用いてもよい。また液体供給管２４ｄには液体噴射ノズル２４ａへの尿素系液体２４ｂの供給圧力を調整する圧力調整弁２４ｆが設けられる。圧力調整弁２４ｆは第１〜第３ポート２４ｇ〜２４ｉを有する三方弁であり、第１ポート２４ｇはポンプ２４ｅの吐出口に接続され、第２ポート２４ｈは液体噴射ノズル２４ａに接続され、第３ポート２４ｉは戻り管２４ｊを介して液体タンク２４ｃに接続される。圧力調整弁２４ｆがオンすると第１ポート２４ｇと第２ポート２４ｈが連通し、オフすると第１ポート２４ｇと第３ポート２４ｉが連通するように構成される。更に液体噴射ノズル２４ａにはこのノズルを開閉するノズル開閉弁２４ｋが設けられる。

液体噴射ノズル２４ａより排ガス上流側であってパティキュレートフィルタ２３より排ガス下流側の排気管１３ｂには第１ＮＯｘセンサ３１が設けられ、第１触媒部１７ａと第２触媒部１７ｂとの間の第１コンバータ２１には第２ＮＯｘセンサ３２が設けられ、アンモニア酸化触媒１８より排ガス下流側の排気管１３ｂには第３ＮＯｘセンサ３３が設けられる。第１〜第３ＮＯｘセンサ３１〜３３は固体電解質型のセンサであり、排ガス中のＮＯｘ及びアンモニアの合計濃度を検出するように構成される。上記第１〜第３ＮＯｘセンサ３１〜３３の各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３４の制御入力に接続され、コントローラ３４の制御出力はポンプ２４ｅ、圧力調整弁２４ｆ及びノズル開閉弁２４ｋにそれぞれ接続される。またコントローラ３４にはメモリ３６が設けられる。

このメモリ３６には、第１〜第３ＮＯｘセンサ３１〜３３の各検出出力に基づく液体噴射ノズル２４ａからの尿素系液体２４ｂの噴射量がマップとして記憶される。具体的には、メモリ３６には、排ガス流量に基づく第１触媒部１７ａのＮＯｘ低減率Ｒ₁（０＜Ｒ₁＜１）が記憶される。またメモリ３６には、排ガス流量に基づく第１触媒部１７ａから第２触媒部１７ｂに移るアンモニアの許容値及びＮＯｘ量がマップとして記憶されるとともに、上記アンモニアの許容値及びＮＯｘ量の合計値に対する係数ｋがマップとして記憶される。更に排ガス流量は、図示しないエンジン回転センサ及びエンジン負荷センサによりそれぞれ検出されるエンジン回転速度及びエンジン負荷に基づいて算出される。ここで、係数ｋの取り得る範囲は１．０〜２．２である。例えば、係数ｋが１．６であれば、第１触媒部１７ａから第２触媒部１７ｂに移って第２触媒部１７ｂで還元されるＮＯｘ濃度を１００％としたとき、濃度６０％までのアンモニアが第１触媒部１７ａから第２触媒部１７ｂに移ることが許容されることを意味する。即ち、還元ＮＯｘ濃度の６割までの濃度のアンモニアが第２触媒部１７ｂに移ることが許容され、このアンモニアが第２触媒部１７ｂでＮＯｘの還元に消費される。また、係数ｋが１．０であれば、アンモニアの第１触媒部１７ａから第２触媒部１７ｂへの移行は全く許されないことを意味する。更に、係数ｋが２．０であれば、第１触媒部１７ａから第２触媒部１７ｂに移って第２触媒部１７ｂで還元されるＮＯｘ濃度を１００％としたとき、濃度１００％までのアンモニアが第１触媒部１７ａから第２触媒部１７ｂに移ることが許容されることを意味する。

一方、ターボ過給機１４のコンプレッサケース１４ａ内にはコンプレッサホイール（図示せず）が回転可能に設けられ、タービンケース１４ｂにはタービンホイール（図示せず）が回転可能に設けられ、これらのホイールはシャフト（図示せず）により連結される。エンジン１１から排出される排ガスのエネルギによりタービンホイール及びシャフトを介してコンプレッサホイールが回転し、このコンプレッサホイールの回転により吸気管１２ｂ内の吸入空気が圧縮されるように構成される。また排気マニホルド１３ａと吸気管１２ｂとはエンジン１１をバイパスするようにＥＧＲパイプ３７にて連通接続され、このＥＧＲパイプ３７には排気マニホルド１３ａから吸気管１２ｂに向って排ガスの一部であるＥＧＲガスが還流されるように構成される。更にＥＧＲパイプ３７には、このＥＧＲパイプ３７を流れるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ弁３８と、ＥＧＲパイプ３７を流れるＥＧＲガスをエンジン冷却水により冷却するＥＧＲクーラ３９とが設けられる。

このように構成されたエンジン１１の排ガス浄化装置の動作を図２のフローチャートに基づいて説明する。第１ＮＯｘセンサ３１は酸化触媒１９及びパティキュレートフィルタ２３を通過した排ガス中のＮＯｘ濃度［Ａ］を検出し、第２ＮＯｘセンサ３２は選択還元型触媒１７の第１触媒部１７ａを通過した排ガス中のＮＯｘ及びアンモニアの合計濃度［Ｂ］を検出し、第３ＮＯｘセンサ３３は選択還元型触媒１７の第２触媒部１７ｂ及びアンモニア酸化触媒１８を通過した排ガス中のＮＯｘ及びアンモニアの合計濃度［Ｃ］を検出する。コントローラ３４は第１触媒部１７ａのＮＯｘ低減率Ｒ₁（０＜Ｒ₁＜１）をメモリ３６に記憶されたマップから求めた後、ＮＯｘのリーク率（スリップ率）ＳをＳ＝１−Ｒ₁から算出する。またコントローラ３４は第１触媒部１７ａから第２触媒部１７ｂに移るアンモニアの許容値とＮＯｘ量をメモリ３６に記憶されたマップからそれぞれ求めた後、アンモニアの許容値及びＮＯｘ量を合計し、この合計値をメモリ３６に記憶されたマップと比較して係数ｋを求める。

(1) 合計濃度［Ｃ］が濃度［Ａ］未満である場合
合計濃度［Ｂ］が濃度［Ａ］にＮＯｘのリーク率Ｓ及び係数ｋを乗じた値（［Ａ］×Ｓ×ｋ）未満であると、コントローラ３４は液体噴射ノズル２４ａから濃度［Ａ］に見合った量ｆ(ｔ)だけ尿素系液体２４ｂを噴射する。これにより選択還元型触媒１７の第１触媒部１７ａに第２触媒部１７ｂより多くのアンモニアを吸着させることができるので、第１及び第２触媒部１７ａ,１７ｂ上におけるアンモニア吸着量は図３に示すような理想的な分布となると推定される。この結果、液体噴射ノズル２４ａから噴射された尿素系液体２４ｂを排ガス中のＮＯｘの還元作用に使い切ることができる。

一方、合計濃度［Ｂ］が濃度［Ａ］にＮＯｘのリーク率Ｓ及び係数ｋを乗じた値（［Ａ］×Ｓ×ｋ）以上になると、コントローラ３４は液体噴射ノズル２４ａから濃度［Ａ］に見合った量ｆ(ｔ)に係数β（例えば、β＝０．８）を乗じた量の尿素系液体２４ｂを噴射する。これは、ＮＯｘのリーク率Ｓ又は係数ｋのいずれか一方又は双方が小さくなったため、第１触媒部１７ａから第２触媒部１７ｂに移るアンモニア濃度の許容値が小さなったと推定され、尿素系液体２４ｂの噴射量を上記の場合（［Ａ］＞［Ｃ］かつ［Ａ］×Ｓ×ｋ＞［Ｂ］の場合）より若干減らすことにより、アンモニアの第２触媒部１７ｂからのリーク量を減少させるためである。この結果、液体噴射ノズル２４ａから噴射された尿素系液体２４ｂを排ガス中のＮＯｘの還元作用に使い切ることができる。

(2) 合計濃度［Ｃ］が濃度［Ａ］以上になった場合
合計濃度［Ｂ］が濃度［Ａ］にＮＯｘのリーク率Ｓ及び係数ｋを乗じた値（［Ａ］×Ｓ×ｋ）未満であると、コントローラ３４は液体噴射ノズル２４ａから濃度［Ａ］に見合った量ｆ(ｔ)に係数α（例えば、α＝０．５）を乗じた量の尿素系液体２４ｂを噴射する。これは、合計濃度［Ｂ］が濃度［Ａ］にＮＯｘのリーク率Ｓ及び係数ｋを乗じた値（［Ａ］×Ｓ×ｋ）未満であるけれども、大気中に放出されるアンモニア量が増え始めているため（［Ｃ］≧［Ａ］）、尿素系液体２４ｂの噴射量を上記(1)の場合（［Ｃ］＜［Ａ］の場合）より大幅に減らすことにより、大気中にアンモニアが放出されるのを防止するためである。

一方、合計濃度［Ｂ］が濃度［Ａ］にＮＯｘのリーク率Ｓ及び係数ｋを乗じた値（［Ａ］×Ｓ×ｋ）以上になると、コントローラ３４は液体噴射ノズル２４ａから濃度［Ａ］に見合った量ｆ(ｔ)に係数α（例えば、α＝０．５）及び係数β（例えば、β＝０．８）を乗じた量の尿素系液体２４ｂを噴射する。これは、大気中に放出されるアンモニア量が増え始めており（［Ｃ］≧［Ａ］）、しかもＮＯｘのリーク率Ｓ又は係数ｋのいずれか一方又は双方が小さくなって、第１触媒部１７ａから第２触媒部１７ｂに移るアンモニア濃度の許容値が小さなったと推定されるため、即ち第２触媒部１７ｂに第１触媒部１７ａより多くのアンモニアが吸着し、第１及び第２触媒部１７ａ,１７ｂ上におけるアンモニア吸着量が図４に示すような分布となったと推定されるため、尿素系液体２４ｂの噴射量を上記の場合（［Ａ］≦［Ｃ］かつ［Ａ］×Ｓ×ｋ＞［Ｂ］の場合）より若干減らすことにより、アンモニアの第２触媒部１７ｂからのリーク量を減少させて、大気中にアンモニアが放出されるのを防止するためである。

このように、第１〜第３ＮＯｘセンサ３１〜３３にてＮＯｘ濃度のみならずアンモニア濃度も積極的に検出することにより、第１及び第２触媒部１７ａ,１７ｂ上でのアンモニアの吸着分布を精度良く推定することができる。この結果、排ガス中のＮＯｘの選択還元型触媒１７による還元性能を向上できるとともに、アンモニアの大気への放出を抑制できる。

＜第２の実施の形態＞
図５は本発明の第２の実施の形態を示す。図５において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、第１触媒部１７ａと第２触媒部１７ｂとの間の排気管１３ｂに、この排気管１３ｂ中の排ガス温度を検出する温度センサ５１が設けられる。コントローラ３４は第１〜第３ＮＯｘセンサ３１〜３３及び温度センサ５１の各検出出力に基づいて液体供給手段２４を制御するように構成される。またメモリ３６には、第１〜第３ＮＯｘセンサ３１〜３３の各検出出力に基づく液体噴射ノズル２４ａからの尿素系液体２４ｂの噴射量がマップとして記憶される。具体的には、メモリ３６には、排ガス流量及び排ガス温度（温度センサ５１の検出温度）に基づく第１触媒部１７ａのＮＯｘ低減率Ｒ₁（０＜Ｒ₁＜１）が記憶される。またメモリ３６には、排ガス流量及び排ガス温度（温度センサ５１の検出温度）に基づく第１触媒部１７ａから第２触媒部１７ｂに移るアンモニアの許容値及びＮＯｘ量がマップとして記憶されるとともに、上記アンモニアの許容値及びＮＯｘ量の合計値に対する係数ｋがマップと記憶される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。

このように構成されたエンジン１１の排ガス浄化装置では、温度センサ５１により第１及び第２触媒部１７ａ,１７ｂ間の排ガス温度を検出することにより、第１及び第２触媒部１７ａ,１７ｂ内の温度を推定することができるので、第１及び第２触媒部１７ａ,１７ｂ上へのアンモニアの吸着分布を更に精度良く推定できる。この結果、排ガス中のＮＯｘの選択還元型触媒１７による還元性能を更に向上できるとともに、アンモニアの大気への放出を更に抑制できる。上記以外の動作は第１の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。

なお、上記第１及び第２の実施の形態では、本発明の酸化触媒をディーゼルエンジンの排気管に設けたが、本発明の酸化触媒をガソリンエンジンの排気管に設けてもよい。また、上記第１及び第２の実施の形態では、本発明の排ガス浄化装置をターボ過給機付ディーゼルエンジンに適用したが、本発明の排ガス浄化装置を自然吸気型ディーゼルエンジンに適用してもよい。

１１ ディーゼルエンジン（エンジン）
１３ｂ 排気管
１７ 選択還元型触媒
１７ａ 第１触媒部
１７ｂ 第２触媒部
１８ アンモニア酸化触媒
２４ 液体供給手段
２４ａ 液体噴射ノズル
２４ｂ 尿素系液体
３１ 第１ＮＯｘセンサ
３２ 第２ＮＯｘセンサ
３３ 第３ＮＯｘセンサ
３４ コントローラ
５１ 温度センサ

Claims (2)

1. エンジン(11)の排気管(13b)に排ガス上流側から排ガス下流側に向って第１触媒部(17a)及び第２触媒部(17b)がこの順に設けられた選択還元型触媒(17)と、
   前記第１触媒部(17a)より排ガス上流側の排気管(13b)に臨む液体噴射ノズル(24a)を有しこの液体噴射ノズル(24a)から前記第１触媒部(17a)に向って尿素系液体(24b)を噴射する液体供給手段(24)と、
   前記第２触媒部(17b)より排ガス下流側の排気管(13b)に設けられたアンモニア酸化触媒(18)と、
   前記液体噴射ノズル(24a)より排ガス上流側の排気管(13b)に設けられ排ガス中のＮＯｘ濃度を検出する第１ＮＯｘセンサ(31)と、
   前記第１触媒部(17a)と前記第２触媒部(17b)との間の排気管(13b)に設けられ排ガス中のＮＯｘ及びアンモニアの合計濃度を検出する第２ＮＯｘセンサ(32)と、
   前記アンモニア酸化触媒(18)より排ガス下流側の排気管(13b)に設けられ排ガス中のＮＯｘ及びアンモニアの合計濃度を検出する第３ＮＯｘセンサ(33)と、
   前記第１〜第３ＮＯｘセンサ(31〜33)の各検出出力に基づいて前記液体供給手段(24)を制御するコントローラ(34)と
   を備えたエンジンの排ガス浄化装置。
2. 前記第１触媒部(17a)と前記第２触媒部(17b)との間の排気管(13b)に温度センサ(51)が設けられ、前記コントローラ(34)が前記第１〜第３ＮＯｘセンサ(31〜33)及び前記温度センサ(51)の各検出出力に基づいて前記液体供給手段(24)を制御するように構成された請求項１記載のエンジンの排ガス浄化装置。

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