JP3066514B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Description
【０００１】本発明は、ディーゼルエンジンに装着され
る排気ガス浄化装置、詳しくは、窒素酸化物分解触媒と
排気ガス還流装置とを用いて排気ガス中の窒素酸化物を
浄化する排気ガス浄化装置に関するものである。
る排気ガス浄化装置、詳しくは、窒素酸化物分解触媒と
排気ガス還流装置とを用いて排気ガス中の窒素酸化物を
浄化する排気ガス浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス還流装置は、エンジンから排出
される排気の一部を吸気側に再吸気して、燃焼温度をさ
げて排気ガス中の窒素酸化物を抑制するものである。ま
た、エンジン、特にディーゼルエンジンから排出される
排気ガス中には、すすと共にミスト状の微粒子が多く含
まれていて、これらは高負荷高回転時で多く発生され
る。
される排気の一部を吸気側に再吸気して、燃焼温度をさ
げて排気ガス中の窒素酸化物を抑制するものである。ま
た、エンジン、特にディーゼルエンジンから排出される
排気ガス中には、すすと共にミスト状の微粒子が多く含
まれていて、これらは高負荷高回転時で多く発生され
る。
【０００３】一方、ディーゼルエンジンの排気路には、
排気ガス中に含まれる窒素酸化物の浄化に有効とされる
窒素酸化物分解触媒が配設されていて、排気ガス中の窒
素酸化物を効率的に浄化している。
排気ガス中に含まれる窒素酸化物の浄化に有効とされる
窒素酸化物分解触媒が配設されていて、排気ガス中の窒
素酸化物を効率的に浄化している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、窒素酸化物分
解触媒は、その触媒活性温度が３００℃前後であるので
ある程度、排気温度が高くなければ浄化効率が上がらな
い。すなわち、エンジン暖気時などの排気温度の低い時
では、触媒が活性化されておらず、窒素酸化物の浄化作
用が積極的に働かないことが問題となっている。
解触媒は、その触媒活性温度が３００℃前後であるので
ある程度、排気温度が高くなければ浄化効率が上がらな
い。すなわち、エンジン暖気時などの排気温度の低い時
では、触媒が活性化されておらず、窒素酸化物の浄化作
用が積極的に働かないことが問題となっている。
【０００５】また、排気ガス還流装置は、排気ガスの還
流量を排気還流弁によって調整しているが、この排気還
流弁に排気ガス中のすすや微粒子が付着して弁の動作に
不具合を誘発させ、排気ガス還流装置の耐久性や信頼性
に問題があった。
流量を排気還流弁によって調整しているが、この排気還
流弁に排気ガス中のすすや微粒子が付着して弁の動作に
不具合を誘発させ、排気ガス還流装置の耐久性や信頼性
に問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ディーゼルエ
ンジンの排気路に設けられる窒素酸化物分解触媒と、排
気路を流れる排気ガスの一部をエンジンの吸気路に還流
する還流路及び同還流路に設けられ還流路を開閉する還
流量調整弁を有する排気ガス還流装置と、ディーゼルエ
ンジンの排気温度が、窒素酸化物分解触媒の活性温度の
下限値にあたる設定排気温度以下では還流量調整弁を駆
動して排気ガス還流装置を作動させ、排気温度が設定排
気温度を超えるときには排気ガス還流装置を非作動とす
る制御手段とを有し、設定排気温度が排気ガス中のすす
や微粒子の発生の少ない温度２００℃〜３００℃に設定
されていることを特徴としている。
ンジンの排気路に設けられる窒素酸化物分解触媒と、排
気路を流れる排気ガスの一部をエンジンの吸気路に還流
する還流路及び同還流路に設けられ還流路を開閉する還
流量調整弁を有する排気ガス還流装置と、ディーゼルエ
ンジンの排気温度が、窒素酸化物分解触媒の活性温度の
下限値にあたる設定排気温度以下では還流量調整弁を駆
動して排気ガス還流装置を作動させ、排気温度が設定排
気温度を超えるときには排気ガス還流装置を非作動とす
る制御手段とを有し、設定排気温度が排気ガス中のすす
や微粒子の発生の少ない温度２００℃〜３００℃に設定
されていることを特徴としている。
【０００７】
【作用】排気温度が窒素酸化物分解触媒の活性温度の下
限値にあたる設定排気温度以下であると、還流量調整弁
が駆動されて排気ガス還流装置が作動し、排気ガスの一
部がエンジンの吸気路に還流して燃焼温度が下げられ
る。設定排気温度は、排気ガス中のすすや微粒子の発生
の少ない温度２００℃〜３００℃に設定されているの
で、還流量調整弁の摺動部やシート部にすすや微粒子が
付着して堆積することで硬くなる微粒子の、還流量調整
弁の摺動部やシート部へのかみ込みや堆積が低減され、
還流量調整弁の作動不良を回避して排気ガス還流装置の
耐久性や信頼性が向上する。排気温度が窒素酸化物分解
触媒の設定排気温度を超えると、排気ガス還流装置が非
作動とされるので、排気ガスの吸気路への還流がなくな
る。
限値にあたる設定排気温度以下であると、還流量調整弁
が駆動されて排気ガス還流装置が作動し、排気ガスの一
部がエンジンの吸気路に還流して燃焼温度が下げられ
る。設定排気温度は、排気ガス中のすすや微粒子の発生
の少ない温度２００℃〜３００℃に設定されているの
で、還流量調整弁の摺動部やシート部にすすや微粒子が
付着して堆積することで硬くなる微粒子の、還流量調整
弁の摺動部やシート部へのかみ込みや堆積が低減され、
還流量調整弁の作動不良を回避して排気ガス還流装置の
耐久性や信頼性が向上する。排気温度が窒素酸化物分解
触媒の設定排気温度を超えると、排気ガス還流装置が非
作動とされるので、排気ガスの吸気路への還流がなくな
る。
【０００８】
【実施例】図１において、符号１は本発明の排気ガス浄
化装置を示す。排気ガス浄化装置１は、ディーゼルエン
ジン２（以下「エンジン２」と記す）に装備されてお
り、エンジン２の各気筒＃１〜＃４から排出される排気
ガスを浄化して大気中に放出している。
化装置を示す。排気ガス浄化装置１は、ディーゼルエン
ジン２（以下「エンジン２」と記す）に装備されてお
り、エンジン２の各気筒＃１〜＃４から排出される排気
ガスを浄化して大気中に放出している。
【０００９】排気ガス浄化装置１は、窒素酸化物分解触
媒３（以下、「ＮＯｘ触媒３」と記す）と、排気ガス還
流装置４（以下、「ＥＧＲ４」と記す）と、制御手段で
あるエンジンコントロールユニット５（以下、「ＥＣＵ
５」と記す）とから構成されている。
媒３（以下、「ＮＯｘ触媒３」と記す）と、排気ガス還
流装置４（以下、「ＥＧＲ４」と記す）と、制御手段で
あるエンジンコントロールユニット５（以下、「ＥＣＵ
５」と記す）とから構成されている。
【００１０】ＮＯｘ触媒３は、エンジン２から排出され
る排気ガスの流路である排気路６上に触媒コンバータ７
に収納されて配設されている。ＮＯｘ触媒３は、モノリ
ス型の触媒担持体にゼオライト系の触媒を付したもので
あって、例えば、銅系ゼオライト触媒（ＣＵ／ＺＳＭ−
５）が使用される。この触媒の特性を図４に示す。この
図から排気温度が２００℃以上でＮＯｘの浄化が行なわ
れ、４００℃前後で浄化率がピークとなっており、触媒
活性温度は２００度℃以上であることが分かる。
る排気ガスの流路である排気路６上に触媒コンバータ７
に収納されて配設されている。ＮＯｘ触媒３は、モノリ
ス型の触媒担持体にゼオライト系の触媒を付したもので
あって、例えば、銅系ゼオライト触媒（ＣＵ／ＺＳＭ−
５）が使用される。この触媒の特性を図４に示す。この
図から排気温度が２００℃以上でＮＯｘの浄化が行なわ
れ、４００℃前後で浄化率がピークとなっており、触媒
活性温度は２００度℃以上であることが分かる。
【００１１】一方、ＥＧＲ４は、排気ガスの一部をエン
ジン２の吸気側へ還流して図示しないエンジンの燃焼室
内での燃焼温度を低減させるものであって、排気ガスを
エンジンの吸気路８に再び還流させる還流路９と、この
還流路９上に設けられる還流量調整弁１０（以下、「Ｅ
ＧＲ弁１０」と記す）とから構成される。
ジン２の吸気側へ還流して図示しないエンジンの燃焼室
内での燃焼温度を低減させるものであって、排気ガスを
エンジンの吸気路８に再び還流させる還流路９と、この
還流路９上に設けられる還流量調整弁１０（以下、「Ｅ
ＧＲ弁１０」と記す）とから構成される。
【００１２】還流路９は、ＮＯｘ触媒３より上流側に位
置する排気路６と吸気路８とを連通する配管構造であっ
て、排気ガスを吸気路８へ導いている。ＥＧＲ弁１０
は、排気路８へ還流する排気ガスの流量を調整する常閉
のソレノイド電磁弁であってＥＣＵ５に接続しており、
ＥＣＵ５の発する駆動信号に応じて開閉駆動される。な
お、還流路９を同図に２点鎖線で示すようにＮＯｘ触媒
３より下流に位置する排気路６ａから吸気路８へ配設し
ても良い。
置する排気路６と吸気路８とを連通する配管構造であっ
て、排気ガスを吸気路８へ導いている。ＥＧＲ弁１０
は、排気路８へ還流する排気ガスの流量を調整する常閉
のソレノイド電磁弁であってＥＣＵ５に接続しており、
ＥＣＵ５の発する駆動信号に応じて開閉駆動される。な
お、還流路９を同図に２点鎖線で示すようにＮＯｘ触媒
３より下流に位置する排気路６ａから吸気路８へ配設し
ても良い。
【００１３】ここで、ＥＣＵ５について説明する。ＥＣ
Ｕ５は、周知のマイクロコンピュータでその要部が構成
されていて、ここでは最新のエンジン回転情報Ｎｅと図
示しないアクセルペダルの開度に応じた負荷情報Ａｃｃ
を取り込んで、図２，図３に示すマップ及びプログラム
に従ってＥＧＲ弁１０を駆動するように機能する。エン
ジン回転情報Ｎｅと負荷情報Ａｃｃは、図示しないクラ
ンク角センサ及びアクセルポジションセンサによって検
知され、ＥＣＵ５に出力される。
Ｕ５は、周知のマイクロコンピュータでその要部が構成
されていて、ここでは最新のエンジン回転情報Ｎｅと図
示しないアクセルペダルの開度に応じた負荷情報Ａｃｃ
を取り込んで、図２，図３に示すマップ及びプログラム
に従ってＥＧＲ弁１０を駆動するように機能する。エン
ジン回転情報Ｎｅと負荷情報Ａｃｃは、図示しないクラ
ンク角センサ及びアクセルポジションセンサによって検
知され、ＥＣＵ５に出力される。
【００１４】図２に示すマップは、エンジン回転数Ｎｅ
と負荷情報Ａｃｃから排気ガス温度の等温線を求めたマ
ップであって、予めＥＣＵ５に記憶されている。同マッ
プにおける曲線ａは、触媒活性温度の下限値にあたる排
気温度（設定排気温度）を示し、曲線ｂは触媒活性温度
の上限値にあたる排気温度を示す。本実施例では曲線ａ
を排気ガス温度３００℃の等温線とする。
と負荷情報Ａｃｃから排気ガス温度の等温線を求めたマ
ップであって、予めＥＣＵ５に記憶されている。同マッ
プにおける曲線ａは、触媒活性温度の下限値にあたる排
気温度（設定排気温度）を示し、曲線ｂは触媒活性温度
の上限値にあたる排気温度を示す。本実施例では曲線ａ
を排気ガス温度３００℃の等温線とする。
【００１５】つまり、図２中、曲線ａと曲線ｂの間に示
すエリアＢが触媒活性温度範囲であって、曲線ａより下
方のエリアＡが触媒活性温度以下の範囲、すなわち設定
排気温度以下の範囲を示す。本実施例のＥＣＵ５では、
取り込まれた情報がエリアＡであると駆動信号をＥＧＲ
弁１０に送信する。
すエリアＢが触媒活性温度範囲であって、曲線ａより下
方のエリアＡが触媒活性温度以下の範囲、すなわち設定
排気温度以下の範囲を示す。本実施例のＥＣＵ５では、
取り込まれた情報がエリアＡであると駆動信号をＥＧＲ
弁１０に送信する。
【００１６】次に排気ガス浄化装置１の動作を説明す
る。エンジン２が運転に入ると、各気筒＃１〜＃４の排
気工程で排気ガスが排気路６に排出される。また、この
時ＥＣＵ５は図示しない周知のメインルーチンに沿って
エンジン駆動制御に入り、その途中でＥＧＲ制御ルーチ
ンに達すると図３の処理に入る。
る。エンジン２が運転に入ると、各気筒＃１〜＃４の排
気工程で排気ガスが排気路６に排出される。また、この
時ＥＣＵ５は図示しない周知のメインルーチンに沿って
エンジン駆動制御に入り、その途中でＥＧＲ制御ルーチ
ンに達すると図３の処理に入る。
【００１７】先ず、ステップＮ１で図示しないクランク
角センサやアクセルポジションセンサ等から送られるエ
ンジン回転情報Ｎｅや負荷情報Ａｃｃを読み込み、ステ
ップＮ２で読み込まれた値からマップを用いて触媒活性
化温度範囲を算出し、ステップＮ３に達する。そして、
算出された値がエリアＡであればステップＮ４で駆動信
号を発してＥＧＲ弁１０を駆動し、エリアＡでなければ
ＥＧＲ弁１０を駆動せずに、メインルーチンにリターン
する。
角センサやアクセルポジションセンサ等から送られるエ
ンジン回転情報Ｎｅや負荷情報Ａｃｃを読み込み、ステ
ップＮ２で読み込まれた値からマップを用いて触媒活性
化温度範囲を算出し、ステップＮ３に達する。そして、
算出された値がエリアＡであればステップＮ４で駆動信
号を発してＥＧＲ弁１０を駆動し、エリアＡでなければ
ＥＧＲ弁１０を駆動せずに、メインルーチンにリターン
する。
【００１８】つまり、ＮＯｘ触媒３が活性化されていな
ければ、ＥＧＲ弁１０を開いて排気ガスの一部を吸気路
８に還流させ、各気筒＃１〜＃４の図示しない燃焼室内
での燃焼温度を下げてＮＯｘの生成を抑制する。ＮＯｘ
触媒３が活性化されていれば、排気ガスを還流させずに
ＮＯｘ触媒３に送り、そこで排気ガスを効率的に浄化し
て大気中に排出する。
ければ、ＥＧＲ弁１０を開いて排気ガスの一部を吸気路
８に還流させ、各気筒＃１〜＃４の図示しない燃焼室内
での燃焼温度を下げてＮＯｘの生成を抑制する。ＮＯｘ
触媒３が活性化されていれば、排気ガスを還流させずに
ＮＯｘ触媒３に送り、そこで排気ガスを効率的に浄化し
て大気中に排出する。
【００１９】ＮＯｘ触媒３は、活性温度になっていない
と浄化効率が著しく良くないという特性があるので、触
媒活性化まえ、すなわち、排気ガスの低い例えば、暖気
運転時や低負荷、低回転時にＥＧＲ４を使用することで
排気ガス中に含まれるＮＯｘの含有量を減少させること
ができる。
と浄化効率が著しく良くないという特性があるので、触
媒活性化まえ、すなわち、排気ガスの低い例えば、暖気
運転時や低負荷、低回転時にＥＧＲ４を使用することで
排気ガス中に含まれるＮＯｘの含有量を減少させること
ができる。
【００２０】本実施例では、ＮＯｘ触媒３の触媒活性温
度の下限値にあたる排気温度（設定排気温度）を３００
℃と設定したがこれに限定されるものではなく、この温
度は使用する触媒の種類によって変化するものである。
しかし、この触媒活性温度が余りに高いとＥＧＲ装置４
の信頼性（すすや微粒子の付着による弁の不作動）を損
なうことになるので、この点を考慮すると２００℃から
３００℃前後が適当と思われる。また、ＥＧＲ弁１０に
はソレノイド型の弁を用いたが、例えばステップモータ
等を用いて弁の開閉角度を調整できる構成としても構わ
ない。
度の下限値にあたる排気温度（設定排気温度）を３００
℃と設定したがこれに限定されるものではなく、この温
度は使用する触媒の種類によって変化するものである。
しかし、この触媒活性温度が余りに高いとＥＧＲ装置４
の信頼性（すすや微粒子の付着による弁の不作動）を損
なうことになるので、この点を考慮すると２００℃から
３００℃前後が適当と思われる。また、ＥＧＲ弁１０に
はソレノイド型の弁を用いたが、例えばステップモータ
等を用いて弁の開閉角度を調整できる構成としても構わ
ない。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、ディーゼルエンジンの
排気温度が、窒素酸化物分解触媒の活性温度の下限値で
あり、排気ガス中のすすや微粒子の発生の少ない温度２
００℃〜３００℃に設定されている設定排気温度以下の
ときには排気ガス還流装置を使用して低負荷、低回転時
の窒素酸化物の生成を抑制し、設定排気温度を超える時
には窒素酸化物分解触媒により排気ガス中の窒素酸化物
が効率的に浄化されるので、還流量調整弁の摺動部やシ
ート部への微粒子のかみ込みや堆積を回避でき、長期に
わたって使用しても排気ガス還流装置の耐久性や信頼性
を確保しながら、大気中へ排出される窒素酸化物の量を
減少することができる。
排気温度が、窒素酸化物分解触媒の活性温度の下限値で
あり、排気ガス中のすすや微粒子の発生の少ない温度２
００℃〜３００℃に設定されている設定排気温度以下の
ときには排気ガス還流装置を使用して低負荷、低回転時
の窒素酸化物の生成を抑制し、設定排気温度を超える時
には窒素酸化物分解触媒により排気ガス中の窒素酸化物
が効率的に浄化されるので、還流量調整弁の摺動部やシ
ート部への微粒子のかみ込みや堆積を回避でき、長期に
わたって使用しても排気ガス還流装置の耐久性や信頼性
を確保しながら、大気中へ排出される窒素酸化物の量を
減少することができる。
【図１】本発明の排気ガス浄化装置の概略全体構成図で
ある。
ある。
【図２】排気ガス還流装置の駆動切り換え範囲を示す特
性線図である。
性線図である。
【図３】排気ガス還流装置の駆動ルーチンのフローチャ
ートである。
ートである。
【図４】窒素酸化物浄化触媒の特性を示す線図である。
１ 排気ガス浄化装置 ２ ディーゼルエンジン ３ 窒素酸化物分解触媒（ＮＯX触
媒） ４ 排気ガス還流装置 ５ 制御手段 ６ 排気路 ８ 吸気路 ９ 還流路 １０ 還流量調整弁
媒） ４ 排気ガス還流装置 ５ 制御手段 ６ 排気路 ８ 吸気路 ９ 還流路 １０ 還流量調整弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊谷 保昭 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 小室 秀一 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動 車工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】ディーゼルエンジンの排気路に設けられる
窒素酸化物分解触媒と、 上記排気路を流れる排気ガスの一部を上記エンジンの吸
気路に還流する還流路及び同還流路に設けられ上記還流
路を開閉する還流量調整弁を有する排気ガス還流装置
と、 上記ディーゼルエンジンの排気温度が、上記窒素酸化物
分解触媒の活性温度の下限値にあたる設定排気温度以下
では上記還流量調整弁を駆動して上記排気ガス還流装置
を作動させ、上記排気温度が上記設定排気温度を超える
ときには上記排気ガス還流装置を非作動とする制御手段
とを有し、 上記設定排気温度が排気ガス中のすすや微粒子の発生の
少ない温度２００℃〜３００℃に設定されていることを
特徴とする排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4259755A JP3066514B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4259755A JP3066514B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06108927A JPH06108927A (ja) | 1994-04-19 |
| JP3066514B2 true JP3066514B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=17338506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4259755A Expired - Fee Related JP3066514B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3066514B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3465490B2 (ja) * | 1996-09-09 | 2003-11-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6321718B2 (ja) * | 1981-12-23 | 1988-05-09 | Toyo Enjiniaringu Kk | |
| JPH0625510B2 (ja) * | 1986-02-12 | 1994-04-06 | 株式会社大井製作所 | 自動車用開閉体のロツク操作装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6321718U (ja) * | 1986-07-28 | 1988-02-13 | ||
| JPH04111540U (ja) * | 1991-03-19 | 1992-09-28 | 日産デイーゼル工業株式会社 | 排出ガス浄化装置 |
| JPH0625510U (ja) * | 1992-08-31 | 1994-04-08 | 日産ディーゼル工業株式会社 | エンジンの排気浄化装置 |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP4259755A patent/JP3066514B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6321718B2 (ja) * | 1981-12-23 | 1988-05-09 | Toyo Enjiniaringu Kk | |
| JPH0625510B2 (ja) * | 1986-02-12 | 1994-04-06 | 株式会社大井製作所 | 自動車用開閉体のロツク操作装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06108927A (ja) | 1994-04-19 |
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| A02 | Decision of refusal |
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