JP2015094337A - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents
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Abstract
Description
下する虞がある。一方、尿素水の供給を停止してしまうと、還元剤の不足により、NOx浄化率を向上させることは困難となる。
内燃機関の排気通路に設けられ、アンモニアを還元剤として排気中のNOxを選択還元する選択還元型NOx触媒である第一SCR触媒と、
前記第一SCR触媒よりも下流の排気通路に設けられ、アンモニアを還元剤として排気中のNOxを選択還元する選択還元型NOx触媒である第二SCR触媒と、
前記第一SCR触媒へアンモニア又はアンモニアの前駆体を供給する供給装置と、
前記第一SCR触媒の温度が所定温度以上となる制御である昇温制御を実施する制御装置と、
を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記制御装置は、前記第二SCR触媒が吸着しているアンモニア量が、前記昇温制御を開始する閾値である昇温開始閾値以上のときに前記昇温制御を開始する。
アンモニアによりNOxを浄化することができる。
ここでは、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムを、車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合について説明する。ただし、本発明に係る内燃機関は、ディーゼルエンジンに限られるものではなく、ガソリンエンジン等であってもよい。
ニアを供給すべく、排気中にアンモニアを供給する。なお、アンモニアに代えて、アンモニアの前駆体を供給してもよい。アンモニアの前駆体としては、例えば尿素を挙げることができる。排気の熱により尿素が加水分解されると、アンモニアが生成される。アンモニア又はアンモニアの前駆体は、気体、液体、固体の何れの状態で供給してもよい。アンモニアの一部は、第一SCR触媒7aに吸着される。第一SCR触媒7aに吸着されなかったアンモニア、または、第一SCR触媒7aから脱離したアンモニアが、第二SCR触媒8に吸着される。そして、第一SCR触媒7aまたは第二SCR触媒8が吸着したアンモニアが還元剤となって、排気中のNOxが還元される。なお、本実施例においては還元剤供給弁6が、本発明における供給装置に相当する。
7に流入する排気が加熱される。これにより、SCRF7の温度が上昇する。フィルタ再生処理の実行時においては、前段触媒5へ供給する燃料量を制御することで、SCRF7の温度をPMの酸化が促進される所定のフィルタ再生温度(例えば、600〜650℃)まで上昇させる。その結果、SCRF7に堆積したPMが酸化され除去される。なお、内燃機関1から温度の高いガスを排出させることで、SCRF7の温度を上昇させることもできる。
てもよい。ここでいう閾値Aは、フィルタ再生処理の実行中に第二SCR触媒8においてNOxを還元するために必要となるアンモニア吸着量である。なお、本実施例においては閾値Aが、本発明における昇温開始閾値に相当する。
本実施例では、フィルタ再生処理を実行する前に、第一SCR触媒7aに供給するアンモニア量を積極的に増加させる。これにより、第二SCR触媒8に吸着されているアンモニア量を速やかに増加させる。その他の装置等は実施例1と同じため、説明を省略する。
吸着されるアンモニア量も少なくなる。このため、第二SCR触媒8に吸着されているアンモニア量が閾値A以上となるまでに時間がかかる虞がある。本実施例では、フィルタ再生処理を実行する要求があるときには、フィルタ再生処理を実行する要求がないときと比較して、第一SCR触媒7aに供給するアンモニア量を多くする。例えば、排気中のアンモニア濃度をより高くすることにより、第一SCR触媒7aから流出するアンモニア量を増加させることができる。このときには、アンモニアを供給する時間を長くすることによりアンモニアの供給量を多くすることで排気中のアンモニア濃度を高くしてもよいし、単位時間当たりのアンモア供給量を増加させることによりアンモニアの供給量を多くすることで排気中のアンモニア濃度を高くしてもよい。これにより、第一SCR触媒7aから流出するアンモニア量が増加するため、第二SCR触媒8に吸着されるアンモニア量が増加する。
本実施例では、フィルタ再生処理の実行中に、第二SCR触媒8に吸着されているアンモニア量が少なくなった場合について説明する。その他の装置等は実施例1と同じため、説明を省略する。
RF7の温度を急上昇させるための制御であるSCRF温度急上昇制御が実施される。このステップS306では、内燃機関1から温度の高い排気または未燃燃料を排出させたり、燃料添加弁4から燃料を添加したりして、SCRF7の温度をPMが酸化される温度まで速やかに上昇させる。
いるアンモニアがNOxの浄化に消費されるので、該第二SCR触媒8におけるアンモニア吸着量が減少する。
2 吸気通路
3 排気通路
4 燃料添加弁
5 前段触媒
6 還元剤供給弁
7a 第一SCR触媒
8 第二SCR触媒
17 燃料噴射弁
Claims (7)
- 内燃機関の排気通路に設けられ、アンモニアを還元剤として排気中のNOxを選択還元する選択還元型NOx触媒である第一SCR触媒と、
前記第一SCR触媒よりも下流の排気通路に設けられ、アンモニアを還元剤として排気中のNOxを選択還元する選択還元型NOx触媒である第二SCR触媒と、
前記第一SCR触媒へアンモニア又はアンモニアの前駆体を供給する供給装置と、
前記第一SCR触媒の温度が所定温度以上となる制御である昇温制御を実施する制御装置と、
を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記制御装置は、前記第二SCR触媒が吸着しているアンモニア量が、前記昇温制御を開始する閾値である昇温開始閾値以上のときに前記昇温制御を開始する内燃機関の排気浄化システム。 - 前記制御装置は、前記昇温制御を実施する要求があるときであって該昇温制御を実施する前には、前記昇温制御を実施する要求がないときよりも、前記供給装置から前記第一SCR触媒へ供給するアンモニア又はアンモニアの前駆体の量を多くする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。
- 前記制御装置は、前記昇温制御を実施する要求があるときであって該昇温制御を実施する前に、前記第二SCR触媒が吸着しているアンモニア量が前記昇温開始閾値未満の場合には、前記昇温開始閾値以上の場合よりも、前記供給装置から前記第一SCR触媒へ供給するアンモニア又はアンモニアの前駆体の量を多くする請求項2に記載の内燃機関の排気浄化システム。
- 前記制御装置は、前記昇温制御を実施する要求があるときであって該昇温制御を実施する前に、前記第一SCR触媒からアンモニア又はアンモニアの前駆体が流れ出るように、前記供給装置から前記第一SCR触媒へ供給するアンモニア又はアンモニアの前駆体の量を調整する請求項1から3の何れか1項に記載の内燃機関の排気浄化システム。
- 前記制御装置は、前記昇温制御を実施しているときには、前記供給装置から前記第一SCR触媒へのアンモニア又はアンモニアの前駆体の供給を停止する請求項1から4の何れか1項に記載の内燃機関の排気浄化システム。
- 前記制御装置は、前記昇温制御を実施しているときであっても、前記第一SCR触媒の温度が前記所定温度よりも低い場合、且つ、前記第二SCR触媒が吸着しているアンモニア量が前記昇温開始閾値未満の場合には、前記供給装置から前記第一SCR触媒へのアンモニア又はアンモニアの前駆体の供給を再開する請求項5に記載の内燃機関の排気浄化システム。
- 前記制御装置は、前記昇温制御を実施しているときであっても、前記第一SCR触媒の温度が前記所定温度以上の場合、且つ、前記第二SCR触媒が吸着しているアンモニア量がアンモニアの吸着を再開させる閾値であるアンモニア供給閾値以下の場合には、前記第一SCR触媒の温度を前記所定温度よりも下降させる制御である温度下降制御を実施し、該温度下降制御により前記第一SCR触媒の温度が所定温度よりも低くなった後に、前記供給装置から前記第一SCR触媒へのアンモニア又はアンモニアの前駆体の供給を再開する請求項5に記載の内燃機関の排気浄化システム。
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