JP2022054622A - Exhaust emission control system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust purification system for an internal combustion engine.
トラックやバス等の車両に搭載されるディーゼルエンジンの排気ガス中のNOxを浄化するための排気ガス浄化システムとして、尿素水等を還元剤として用いてNOxを窒素と水に還元する選択還元型触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)を用いたシステムが開発され、実現されている。SCRを用いた排気浄化システムは、例えば特許文献1などで開示されている。
A selective reduction catalyst that reduces NOx to nitrogen and water using urea water as a reducing agent as an exhaust gas purification system for purifying NOx in the exhaust gas of diesel engines mounted on vehicles such as trucks and buses. A system using (SCR: Selective Catalytic Reduction) has been developed and realized. An exhaust gas purification system using SCR is disclosed in, for example,
SCRを用いた排気浄化システムは、尿素水タンクに貯留された尿素水をSCR上流の排気管に供給し、排気ガスの熱で尿素を加水分解してアンモニアを生成し、このアンモニアによってSCRでNOxを還元するようになっている。尿素水は、例えば排気通路を構成する排気管に設けられた尿素水インジェクターによって適量が噴射される。 The exhaust purification system using SCR supplies urea water stored in the urea water tank to the exhaust pipe upstream of SCR, hydrolyzes urea with the heat of the exhaust gas to generate ammonia, and NOx is produced by this ammonia in SCR. Is designed to be reduced. An appropriate amount of urea water is injected, for example, by a urea water injector provided in an exhaust pipe constituting an exhaust passage.
また、尿素水に代えてアンモニアを排気管内に供給する技術も知られている(例えば特許文献2参照)。 Further, a technique of supplying ammonia into an exhaust pipe instead of urea water is also known (see, for example, Patent Document 2).
SCRは、触媒反応が活性化する最適な温度がある(以下これを「活性化温度」と呼ぶ)。活性化温度は、触媒の種類にもよるが、例えば200℃程度である。 The SCR has an optimum temperature at which the catalytic reaction is activated (hereinafter, this is referred to as "activation temperature"). The activation temperature depends on the type of catalyst, but is, for example, about 200 ° C.
ここで、排気温度が低下すると、SCRの活性化温度よりも低くなり、触媒の反応効率が低下する。なお、触媒としてLNT(Lean NOx Trap)などのNOx吸蔵触媒を用いた場合にも同様であり、LNTの活性化温度よりも低くなると触媒の反応効率が低下する。 Here, when the exhaust temperature is lowered, the temperature becomes lower than the activation temperature of SCR, and the reaction efficiency of the catalyst is lowered. The same applies when a NOx storage catalyst such as LNT (Lean NOx Trap) is used as the catalyst, and the reaction efficiency of the catalyst decreases when the temperature becomes lower than the activation temperature of LNT.
これを考慮して、例えば特許文献3などに開示されているように、排気管内の温度を昇温することにより、触媒の反応効率の低下を防止する技術がある。特許文献3では、LNTの上流側に設けられている酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)に未燃燃料を供給し、DOCによる未燃燃料の酸化により発生する熱で排気を昇温することで、下流側のLNTの触媒反応を高める構成が開示されている。 In consideration of this, for example, as disclosed in Patent Document 3, there is a technique for preventing a decrease in the reaction efficiency of the catalyst by raising the temperature in the exhaust pipe. In Patent Document 3, unburned fuel is supplied to an oxidation catalyst (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) provided on the upstream side of the LNT, and the exhaust temperature is raised by the heat generated by the oxidation of the unburned fuel by the DOC. , A configuration that enhances the catalytic reaction of LNT on the downstream side is disclosed.
ところが、未燃燃料の排気管への直接噴射やエンジンへのポスト噴射により排気の昇温を行うと、CO2が発生してしまう欠点がある。 However, if the temperature of the exhaust gas is raised by direct injection of unburned fuel into the exhaust pipe or post-injection into the engine, there is a drawback that CO2 is generated.
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、CO2の発生を抑制しつつ、排気温度を触媒の活性化温度に昇温して排気浄化効率を向上し得る、排気浄化システムを提供する。 The present invention has been made in consideration of the above points, and is an exhaust gas purification system capable of improving the exhaust purification efficiency by raising the exhaust temperature to the activation temperature of the catalyst while suppressing the generation of CO2. offer.
本発明の内燃機関の排気浄化システムの一つの態様は、
内燃機関の排気を浄化する排気浄化システムであって、
前記内燃機関の排気管に配置されたNOx還元型触媒又はNOx吸蔵触媒と、
前記NOx還元型触媒又はNOx吸蔵触媒よりも上流側の前記排気管に配置された酸化触媒と、
前記酸化触媒よりも上流側の前記排気管内にアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、
前記排気管内に供給された前記アンモニアを燃焼させる点火装置と、
前記アンモニアが供給される前記排気管内の酸素濃度を検出する酸素センサーと、
前記酸素センサーによって検出された酸素濃度に基づいて、前記アンモニア供給装置による前記排気管内へのアンモニアの供給を制御する制御部と、
を備える。
One aspect of the exhaust gas purification system for an internal combustion engine of the present invention is:
An exhaust purification system that purifies the exhaust gas of an internal combustion engine.
With the NOx reduction catalyst or NOx storage catalyst arranged in the exhaust pipe of the internal combustion engine,
An oxidation catalyst arranged in the exhaust pipe on the upstream side of the NOx reduction catalyst or the NOx storage catalyst,
An ammonia supply device that supplies ammonia into the exhaust pipe on the upstream side of the oxidation catalyst,
An ignition device that burns the ammonia supplied into the exhaust pipe,
An oxygen sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust pipe to which the ammonia is supplied, and
A control unit that controls the supply of ammonia into the exhaust pipe by the ammonia supply device based on the oxygen concentration detected by the oxygen sensor.
To prepare for.
本発明によれば、CO2の発生を抑制しつつ、排気温度を触媒の活性化温度に昇温して排気浄化効率を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the exhaust gas purification efficiency by raising the exhaust temperature to the activation temperature of the catalyst while suppressing the generation of CO2.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1>実施の形態1
<1-1>排気浄化システムの構成
図1は、本実施の形態の排気浄化システムの要部構成を示した図である。本実施形態では、本発明を、ディーゼルエンジン10の排気浄化システム100に適用した態様について説明する。ただし、本実施形態に係る排気浄化システムは、ディーゼルエンジン10の排気浄化システム100に限らず、ガソリンエンジンの排気浄化システムにも適用し得る。
<1>
<1-1> Configuration of Exhaust Gas Purification System FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of an exhaust gas purification system according to the present embodiment. In this embodiment, an embodiment in which the present invention is applied to the exhaust
排気浄化システム100は、例えば、トラック等の車両に搭載されており、エンジン10の排気ガス中のNOxを浄化する。
The
エンジン10は、例えば、燃焼室、燃焼室内で燃料を噴射する燃料噴射装置、及び、燃料噴射装置を制御するエンジンECU等(図示せず)を含んで構成される。エンジン10は、燃焼室内で、燃料と空気の混合気を燃焼及び膨張させて、動力を発生する。エンジン10には、燃焼室内に空気を導入する吸気管20と、燃焼室から排出される燃焼後の排気ガスを、車両の外部に排出する排気管30と、が接続されている。
The
排気浄化システム100は、DOC(Diesel Oxidation Catalyst)101、DPF(Diesel Particulate Filter)102及びSCR(Selective Catalytic Reduction)103を有する。なお、排気浄化システム100は、触媒として、SCR103に加えて、あるいは、SCRに代えて、LNT(Lean NOx Trap)などを有していてもよい。
The exhaust
DOC101は、酸化アルミニウム又は金属等からなる担持体に、ロジウム、白金等を担持して形成される。DOC101は、排気中の未燃成分(炭化水素HC及び一酸化炭素CO)を酸化除去するとともに、このときの反応熱で排気ガスを加熱昇温し、また排気中のNOをNO2に酸化する。 DOC101 is formed by supporting rhodium, platinum or the like on a carrier made of aluminum oxide, metal or the like. DOC101 oxidizes and removes unburned components (hydrocarbon HC and carbon monoxide CO) in the exhaust, heats and raises the exhaust gas with the reaction heat at this time, and oxidizes NO in the exhaust to NO2.
DPF102は、触媒付きフィルターからなり、排気中に含まれる粒子状物質(PM: Particulate Matter)を捕集するとともに、捕集したPMを燃焼除去する。
The
SCR103は、例えば円柱形状を有し、セラミックで作製されたハニカム担体を有する。ハニカム壁面には、例えばゼオライトやバナジウム等の触媒が担持又はコーティングされる。SCR103は、アンモニアを吸蔵するとともに、当該吸蔵したアンモニアによって排気ガス中からNOxを選択的に還元浄化する。
The SCR 103 has, for example, a cylindrical shape and has a honeycomb carrier made of ceramic. A catalyst such as zeolite or vanadium is supported or coated on the wall surface of the honeycomb. The
排気浄化システム100は、排気管30内にアンモニアを供給するアンモニア供給装置110を有する。アンモニア供給装置110は、液化アンモニア(液化NH3)を貯蔵するアンモニアタンク111、遮断弁112、減圧弁113、流量調整弁114、115及びアンモニア噴射ポート116、117を有する。
The
さらに、排気浄化システム100は、ECU(Electronic Control Unit)130を有する。ECU130は、排気浄化システム100の動作を制御する。
Further, the exhaust
ECU130は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力ポート、及び出力ポート等を含んで構成されている。ECU130の後述する機能は、例えば、CPUがROM、RAM等に記憶された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。但し、当該機能は、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア回路によっても実現できることは勿論である。
The ECU 130 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input port, an output port, and the like. The functions described later in the
なお、ECU130は、エンジン10のエンジンECU(図示せず)等と通信することで、これらを制御したり、これらの状態を取得したりする。
The ECU 130 communicates with the engine ECU (not shown) of the
ECU130は、アンモニア供給装置110によるDOC101へのアンモニアの供給を制御する制御部として機能する。
The
具体的には、ECU130は、SCR103の入り口に設けられた温度センサー141、DOC101の入り口に設けられた温度センサー142により検出された温度情報を入力し、当該温度情報に基づいて、遮断弁112、流量調整弁114、115の開度を制御することにより、アンモニア噴射ポート116、117から噴射されるアンモニアの量を制御する。
Specifically, the
これに加えて、排気管30内には酸素センサーとしてのラムダセンサー160が設けられている。ラムダセンサー160は、アンモニア噴射ポート117の上流側に配設されている。ラムダセンサー160により検出された酸素濃度は、ECU130に送られる。
In addition to this, a
ECU130は、ラムダセンサー160によって検出された酸素濃度に基づいて、アンモニア供給装置110による排気管30内へのアンモニアの供給を制御する。具体的には、ECU130は、検出された酸素濃度が高いほど、流量調整弁115の開度を大きくしてアンモニア供給量を多くする。
The
<1-2>昇温制御
次に、本実施の形態による昇温制御について説明する。
<1-2> Temperature rise control Next, the temperature rise control according to the present embodiment will be described.
図2は、本実施の形態による昇温制御の説明に供するフローチャートである。図2のフローチャートは、ECU130によって実行される。
FIG. 2 is a flowchart provided for explaining the temperature rise control according to the present embodiment. The flowchart of FIG. 2 is executed by the
ECU130は、昇温制御を開始すると、ステップS11において、温度センサー141によって検出された温度情報を入力することで、排気温情報を取得する。
When the temperature rise control is started, the
ECU130は、続くステップS12において、排気昇温要求があるか否か判断する。具体的には、ECU130は、排気温がSCR活性温度(例えば200℃)未満であれば、排気昇温要求があると判断し、排気温がSCR活性温度以上であれば排気昇温要求がないと判断する。なお、ステップS12で用いる閾値(SCR活性温度)は、勿論、用いるSCR触媒の種類や構造によって適宜設定することが好ましい。
In the subsequent step S12, the
ECU130は、ステップS12で否定結果を得た場合(ステップS12;NO)、当該昇温制御を終了する。
When a negative result is obtained in step S12 (step S12; NO), the
一方、ECU130は、ステップS12で肯定結果を得た場合(ステップS12;YES)、ステップS13に移る。ECU130は、ステップS13において、温度センサー142によって検出された排気温度がDOC101のアンモニア燃焼温度未満であるか否か判断する。
On the other hand, when the
ECU130は、ステップS13で肯定結果を得た場合(ステップS13;YES)、
ステップS14に移って、ラムダセンサー160からの酸素濃度情報を取得し、続くステップS15において、酸素濃度に基づいて供給するアンモニア量を算出する。
When the
The process proceeds to step S14, the oxygen concentration information from the
ECU130は、続くステップS16において、排気管30内に算出した量のアンモニアを供給するとともに、点火装置150を点火させる。これにより、点火装置150によってアンモニアを燃焼させて排気温を昇温する。なお、排気管30内に供給するアンモニア量の調整は、流量調整弁115の開度を調節することで実現できる。
In the subsequent step S16, the
これに対して、ECU130は、ステップS13で否定結果を得た場合(ステップS13;NO)、ステップS17に移って、遮断弁112及び流量調整弁115を開状態に制御することでアンモニア噴射ポート117からアンモニアを噴射させることで、DOC101にアンモニアを供給する。ステップS17では、ECU130は、点火装置150を点火させない。
On the other hand, when the negative result is obtained in step S13 (step S13; NO), the
ECU130は、ステップS16又はステップS17の処理を行った後に、あるいは、ステップS16又はステップS17の処理を行いながら、ステップS11に戻る。
The
なお、ステップS13で用いる閾値(DOC101のアンモニア燃焼温度)は、勿論、用いるDOCの種類や構造によって適宜設定することが好ましい。 The threshold value (ammonia combustion temperature of DOC101) used in step S13 is, of course, preferably set appropriately depending on the type and structure of the DOC used.
要は、本実施の形態の制御は、排気温度が所定閾値未満の場合には、DOC101にアンモニアを供給してしまうと、DOC101によってアンモニアの燃焼(酸化)が十分に行われず、昇温効果が低くなるので、最初は点火装置150によってアンモニアを燃焼させて排気温度を所定閾値まで上昇させる。そして、排気温度が所定閾値まで達した場合には、DOC101にアンモニアを供給してアンモニアによる昇温を行うようにする。
In short, in the control of the present embodiment, when the exhaust temperature is less than a predetermined threshold value, if ammonia is supplied to the
ECU130は、DOC101によるアンモニア燃焼によって、排気温がSCRの活性温度まで昇温されると、流量調整弁114を開状態に制御してSCR103にアンモニアを供給する。このとき、ECU130は、流量調整弁1を閉状態に制御してもよく、開状態のままに制御してもよい。
When the exhaust temperature is raised to the active temperature of the SCR by the combustion of ammonia by the
ここで、ステップS15において算出する、酸素濃度に基づくアンモニア供給量について説明する。本実施の形態では、以下の点を考慮してアンモニア供給量を決定する。 Here, the amount of ammonia supplied based on the oxygen concentration calculated in step S15 will be described. In the present embodiment, the ammonia supply amount is determined in consideration of the following points.
(1)排気管30内に噴射されるアンモニア濃度が点火装置150によって点火(燃焼)可能な濃度であること。
(1) The concentration of ammonia injected into the
(2)O2に対してアンモニアが少なすぎると、点火装置150による燃焼時に有害物質であるNOxが発生するので、それを考慮した量のアンモニアを供給すること。具体的には、完全燃焼の化学式は、4NH3 + 3O2 →2N2 +6H2Oで表されるので、アンモニア供給装置110は、ラムダセンサー160によって検出された酸素濃度に基づいて、アンモニアの燃焼空間において、アンモニアの分子数が酸素の分子数に対して4/3以上となるようにアンモニアを供給することが好ましい。つまり、アンモニアの分子数が酸素の分子数に対して4/3未満であると、NOxが発生するので好ましくない。
(2) If the amount of ammonia is too small with respect to O2, NOx, which is a harmful substance, is generated during combustion by the
(3)アンモニアの燃焼によって排気中の酸素が全て消費してしまわないこと。なぜなら、排気中にはHCやCOが含まれており、ディーゼルエンジンの場合には、DOC101において、余剰な酸素でHCやCOを燃焼させてCO2やH2Oに変えている。よって、アンモニア燃焼のためにO2を使い切ってしまうと、DOC101でHCやCOを浄化できなくなる問題が生じる。 (3) Combustion of ammonia does not consume all the oxygen in the exhaust. This is because HC and CO are contained in the exhaust gas, and in the case of a diesel engine, HC and CO are burned with excess oxygen in the DOC101 to convert them into CO2 and H2O. Therefore, if O2 is used up for ammonia combustion, there arises a problem that HC and CO cannot be purified by DOC101.
本実施の形態では、上記(1)、(2)、(3)を考慮して、アンモニア噴射ポート117から噴射させるアンモニア量及び噴射タイミングを適切化するようになっている。
In the present embodiment, in consideration of the above (1), (2), and (3), the amount of ammonia to be injected from the
以上の構成によれば、内燃機関の排気管30に配置されたSCR103と、SCR103よりも上流側の排気管30に配置されたDOC101と、DOC101よりも上流側の排気管30内にアンモニアを供給するアンモニア供給装置110と、排気管30内に供給されたアンモニアを燃焼させる点火装置150と、アンモニアが供給される排気管30内の酸素濃度を検出する酸素センサー(ラムダセンサー160)と、少なくとも酸素センサー(ラムダセンサー160)によって検出された酸素濃度に基づいて、アンモニア供給装置110による排気管30内へのアンモニアの供給を制御する制御部(ECU130)と、を設けたことにより、CO2の発生を抑制しつつ、排気温度を触媒の活性化温度に昇温して排気浄化効率を向上させることができる。
According to the above configuration, ammonia is supplied into the
ここで、DOC101でのアンモニア燃焼により発生するのは、無害で温室効果のないN2とH2Oである。一部のアンモニアは、NOxとなるが、下流のSCR103でN2とH2Oに浄化されるので環境への影響は無い。 Here, what is generated by the combustion of ammonia in DOC101 is N2 and H2O, which are harmless and have no greenhouse effect. Some ammonia becomes NOx, but since it is purified to N2 and H2O by SCR103 downstream, there is no impact on the environment.
また、本実施の形態によれば、アンモニア供給装置110を、DOC101とSCR103とで共有しているので、排気浄化システムの大型化も抑制できる。ただし、SCR103にはアンモニアに代えて尿素水を供給する構成にしてもよい。
Further, according to the present embodiment, since the
なお、ステップS16における予備的な昇温は、上述したように点火装置150によるアンモニア燃焼のみで行ってもよく、エンジンによる排気温の昇温とを組み合わせて行ってもよい。
As described above, the preliminary temperature rise in step S16 may be performed only by combustion of ammonia by the
さらに、点火装置150によるアンモニア燃焼と、排気管30内に設けた電気ヒーター(図示せず)による排気温の昇温と、を組み合わせることでステップS16の予備的な昇温を行うようにしてもよい。
Further, by combining the combustion of ammonia by the
なお、本実施の形態では、本発明を、NOxを浄化するための触媒としてSCR103を用いた排気浄化システム100に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、触媒反応が温度に依存したNOx還元型触媒又はNOx吸蔵触媒を用いる場合に広く適用できる。つまり、制御部(ECU130)は、NOx還元型触媒又はNOx吸蔵触媒の活性化温度と、排気温との関係基づいて、排気昇温要求の有無を判断し、排気昇温要求があると判断した場合に、DOC101の上流側の排気管30にアンモニアを供給すればよい。
In the present embodiment, the case where the present invention is applied to the exhaust
<2>実施の形態2
図3及び図4は、実施の形態2による排気管30の構成を示す略線的断面図である。
<2> Embodiment 2
3 and 4 are schematic cross-sectional views showing the configuration of the
図3は、実施の形態2による排気管の第1の構成例を示す図であり、図3Aは排気管30を排気管30の長手方向に平行な面で切った略線的断面図、図3Bは排気管30を排気管30の長手方向と垂直な面で切った略線的断面図である。
FIG. 3 is a diagram showing a first configuration example of the exhaust pipe according to the second embodiment, and FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the
図4は、実施の形態2による排気管の第2の構成例を示す図であり、図4Aは排気管30を排気管30の長手方向に平行な面で切った略線的断面図、図4Bは排気管30を排気管30の長手方向と垂直な面で切った略線的断面図である。
FIG. 4 is a diagram showing a second configuration example of the exhaust pipe according to the second embodiment, and FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of the
先ず、図3の構成について説明する。DOC101よりも上流側の排気管30には、排気流を分割する隔壁170が設けられ、アンモニア供給装置110のアンモニア噴射ポート117及び点火装置150は、隔壁170により分割された1つの流路30aに設けられている。
First, the configuration of FIG. 3 will be described. The
これにより、上記(1)、(2)、(3)の要求を満たすことができるようになる。つまり、隔壁170で分割された流路30aには、点火装置150によるアンモニア燃焼が可能な十分な濃度、かつ、アンモニアの分子数が酸素の分子数に対して4/3以上となる十分な量のアンモニアを供給できる。よって、排気温度がDOC101のアンモニア燃焼温度以上になるまでの予備的なアンモニア燃焼を確実に行うことができるとともに、このときのNOxの発生を防止できる。これにより、上記(1)、(2)要求を満たすことができる。一方で、排気中のO2は点火装置150によるアンモニア燃焼が行われない他方の流路30bを通ってDOC101に到達するので、上記(3)の要求を満たすことができる。
As a result, the above requirements (1), (2) and (3) can be satisfied. That is, in the
次に、図4の構成について説明する。図4の構成で特徴的なのは、図4Bから分かるように、隔壁170で分割された流路30a、30bの断面がほぼ円形形状となっている点である。これにより、流路30aに容易にスロットルバルブを設けることができ、ECU130によってスロットルバルブの開度を制御することで、流路30aの排気流量を調整することができる。
Next, the configuration of FIG. 4 will be described. As can be seen from FIG. 4B, the configuration of FIG. 4 is characterized in that the cross sections of the
ここで、運転状態によっては排気管30内の排気流量が非常に速くなり、アンモニアの供給量を大きくしてもアンモニア濃度を大きくすることができず、その結果、アンモニアを着火できないおそれがある。このような場合には、流路30aに設けたスロットルバルブ(図示せず)を絞る(つまり開口率を小さくする)ことで、アンモニア濃度を大きくし、点火装置150によってアンモニアを着火することができるようになる。
Here, depending on the operating state, the exhaust flow rate in the
<3>実施の形態3
図5は、実施の形態3によるアンモニア供給の様子を示す図である。
<3> Embodiment 3
FIG. 5 is a diagram showing a state of ammonia supply according to the third embodiment.
本実施の形態では、アンモニア供給装置110が、排気管30内に間欠的にアンモニアを供給する。この結果、図5に示したように、排気流の中にアンモニア濃度が高い領域(NH3リッチ領域)と、アンモニア濃度が低い領域(NH3無噴射領域)とが交互に存在するようになる。アンモニア濃度が高い領域(NH3リッチ)は、上記(1)、(2)の要求を満たすような量のアンモニアを供給することで形成すればよい。上記(3)の要求は、アンモニア濃度が低い領域(NH3無噴射領域)がDOC101に到達することで達成される。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態のように、排気管30内に間欠的にアンモニアを供給すれば、全体のアンモニア濃度を大きくする場合と比較して、アンモニアを節約しつつ、着火確率を高めることもできる。
Further, if ammonia is intermittently supplied into the
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiment is merely an example of the embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner by these. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from its gist or its main features.
本発明は、CO2の発生を抑制しつつ、排気温度を触媒の活性化温度に昇温して排気浄化効率を向上できるといった効果を有し、触媒反応が温度に依存する(活性化温度を有する)触媒を用いた排気浄化システムに広く適用可能である。 The present invention has an effect that the exhaust gas temperature can be raised to the activation temperature of the catalyst to improve the exhaust gas purification efficiency while suppressing the generation of CO2, and the catalytic reaction depends on the temperature (has an activation temperature). ) Widely applicable to exhaust gas purification systems using catalysts.
10 ディーゼルエンジン(エンジン)
20 吸気管
30 排気管
30a、30b 流路
100、200 排気浄化システム
101 DOC(酸化触媒)
102 DPF(ディーゼル微粒子捕集フィルター)
103 SCR(選択還元型触媒)
110 アンモニア供給装置
111 アンモニアタンク
112 遮断弁
113 減圧弁
114、115 流量調整弁
116、117 アンモニア噴射ポート
130 ECU(制御部)
141、142 温度センサー
150 点火装置
160 ラムダセンサー
170 隔壁
10 Diesel engine (engine)
20
102 DPF (Diesel Particulate Filter)
103 SCR (selective reduction catalyst)
110
141, 142
Claims (5)
前記内燃機関の排気管に配置されたNOx還元型触媒又はNOx吸蔵触媒と、
前記NOx還元型触媒又はNOx吸蔵触媒よりも上流側の前記排気管に配置された酸化触媒と、
前記酸化触媒よりも上流側の前記排気管内にアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、
前記排気管内に供給された前記アンモニアを燃焼させる点火装置と、
前記アンモニアが供給される前記排気管内の酸素濃度を検出する酸素センサーと、
前記酸素センサーによって検出された酸素濃度に基づいて、前記アンモニア供給装置による前記排気管内へのアンモニアの供給を制御する制御部と、
を備える排気浄化システム。 An exhaust purification system that purifies the exhaust gas of an internal combustion engine.
With the NOx reduction catalyst or NOx storage catalyst arranged in the exhaust pipe of the internal combustion engine,
An oxidation catalyst arranged in the exhaust pipe on the upstream side of the NOx reduction catalyst or the NOx storage catalyst,
An ammonia supply device that supplies ammonia into the exhaust pipe on the upstream side of the oxidation catalyst,
An ignition device that burns the ammonia supplied into the exhaust pipe,
An oxygen sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust pipe to which the ammonia is supplied, and
A control unit that controls the supply of ammonia into the exhaust pipe by the ammonia supply device based on the oxygen concentration detected by the oxygen sensor.
Exhaust purification system equipped with.
前記アンモニア供給装置のアンモニア噴射ポート及び前記点火装置は、前記隔壁により分割された1つの流路に設けられている、
請求項1に記載の排気浄化システム。 The exhaust pipe on the upstream side of the oxidation catalyst is provided with a partition wall for dividing the exhaust flow.
The ammonia injection port of the ammonia supply device and the ignition device are provided in one flow path divided by the partition wall.
The exhaust purification system according to claim 1.
請求項1に記載の排気浄化システム。 The ammonia supply device intermittently supplies ammonia into the exhaust pipe.
The exhaust purification system according to claim 1.
請求項1から3のいずれか一項に記載の排気浄化システム。 The ammonia supply device supplies ammonia so that the number of molecules of ammonia is 4/3 or more of the number of molecules of oxygen in the combustion space of ammonia based on the oxygen concentration detected by the oxygen sensor. ,
The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 3.
前記制御部は、前記排気昇温要求の有無を、前記NOx還元型触媒又は前記NOx吸蔵触媒の活性化温度と、排気温との関係に基づいて判断する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の排気浄化システム。 In the NOx reduction type catalyst or NOx storage catalyst, the catalytic reaction depends on the temperature, and the catalytic reaction depends on the temperature.
The control unit determines whether or not there is a request for raising the temperature of the exhaust gas based on the relationship between the activation temperature of the NOx reduction catalyst or the NOx storage catalyst and the exhaust temperature.
The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 4.
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