JP3521798B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関から排出
される排気ガス中のＮＯxを浄化する内燃機関の排気浄
化装置に関するものである。
される排気ガス中のＮＯxを浄化する内燃機関の排気浄
化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸素過剰の雰囲気で還元剤の存在下でＮ
Ｏxを還元または分解する選択還元型ＮＯx触媒（以下、
ＮＯx触媒と略す）は、リーン空燃比で燃焼可能な内燃
機関（例えばディーゼルエンジンやリーンバーンガソリ
ンエンジン）から排出される排気ガス中のＮＯxを浄化
する排気浄化装置として多用されている。
Ｏxを還元または分解する選択還元型ＮＯx触媒（以下、
ＮＯx触媒と略す）は、リーン空燃比で燃焼可能な内燃
機関（例えばディーゼルエンジンやリーンバーンガソリ
ンエンジン）から排出される排気ガス中のＮＯxを浄化
する排気浄化装置として多用されている。
【０００３】従来は前記還元剤として炭化水素を用いる
ことが多かったが、これに代わる還元剤として尿素が着
目されている。この尿素の貯蔵形態としては液体、気
体、固体の三形態が考えられる。このうち尿素水の如き
液体の場合には、溶解度の制約及び凍結回避のために容
積及び重量が大きくなり、また、アンモニアガスの如き
気体の場合には極めて大きな貯蔵容積が必要になり、い
ずれも車両用内燃機関の排気浄化装置に組み込むには、
搭載性に問題がある。そこで、車両搭載性に優れた固体
尿素の利用が考えられている。
ことが多かったが、これに代わる還元剤として尿素が着
目されている。この尿素の貯蔵形態としては液体、気
体、固体の三形態が考えられる。このうち尿素水の如き
液体の場合には、溶解度の制約及び凍結回避のために容
積及び重量が大きくなり、また、アンモニアガスの如き
気体の場合には極めて大きな貯蔵容積が必要になり、い
ずれも車両用内燃機関の排気浄化装置に組み込むには、
搭載性に問題がある。そこで、車両搭載性に優れた固体
尿素の利用が考えられている。
【０００４】例えば、特開平５−２７２３３１号公報に
開示されている排気浄化装置では、還元剤タンクに収容
された粉体尿素を加熱炉に導き、この加熱炉内で粉体尿
素を加熱しガス化して還元ガスとし、この還元ガスを前
記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流の排気通路に供給し
ている。
開示されている排気浄化装置では、還元剤タンクに収容
された粉体尿素を加熱炉に導き、この加熱炉内で粉体尿
素を加熱しガス化して還元ガスとし、この還元ガスを前
記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流の排気通路に供給し
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、粉体尿
素をガス化するには多大な熱量が必要であり、熱源の大
型化に伴って排気浄化装置が大型化するという不具合が
あった。また、前記公報に開示された排気浄化装置で
は、還元ガスを排気通路に圧送する手段として加圧空気
を利用しているが、この加圧空気を貯留するためのエア
タンクや、加圧空気を発生させてエアタンクに供給する
ためのエアコンプレッサなどの機器が必要になり、装置
の大型化及び複雑化を招き、車両への搭載性に難があっ
た。
素をガス化するには多大な熱量が必要であり、熱源の大
型化に伴って排気浄化装置が大型化するという不具合が
あった。また、前記公報に開示された排気浄化装置で
は、還元ガスを排気通路に圧送する手段として加圧空気
を利用しているが、この加圧空気を貯留するためのエア
タンクや、加圧空気を発生させてエアタンクに供給する
ためのエアコンプレッサなどの機器が必要になり、装置
の大型化及び複雑化を招き、車両への搭載性に難があっ
た。
【０００６】また、還元ガスの供給量を制御するために
は、加熱炉に供給される粉体尿素の供給量制御と、加圧
空気の流量制御の二つを行わなければならず、制御が複
雑で、制御性も悪かった。
は、加熱炉に供給される粉体尿素の供給量制御と、加圧
空気の流量制御の二つを行わなければならず、制御が複
雑で、制御性も悪かった。
【０００７】さらに、粉体尿素をガス化する際に加えら
れる熱、排気ガスの熱、又は高温下に車外から入ってく
る熱が還元剤タンクに伝えられ、さらにはその熱が還元
剤タンクに収容されている固体還元剤に伝えられて、還
元剤タンク内で還元ガスが発生し、この還元ガスが還元
剤タンクから大気に漏出する虞れがあった。
れる熱、排気ガスの熱、又は高温下に車外から入ってく
る熱が還元剤タンクに伝えられ、さらにはその熱が還元
剤タンクに収容されている固体還元剤に伝えられて、還
元剤タンク内で還元ガスが発生し、この還元ガスが還元
剤タンクから大気に漏出する虞れがあった。
【０００８】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、ゲル状の還元剤を用いることにより排気浄化装
置の小型化、簡略化、制御性の向上を図ることにある。
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、ゲル状の還元剤を用いることにより排気浄化装
置の小型化、簡略化、制御性の向上を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。即ち、本発明は、
内燃機関の排気通路に設けられ還元剤の存在下でＮＯx
を還元または分解する選択還元型ＮＯx触媒と、還元剤
を貯蔵する還元剤貯蔵室と、この還元剤貯蔵室に貯蔵さ
れた還元剤を前記選択還元型ＮＯx触媒の上流の排気通
路に供給する還元剤供給手段と、を備える内燃機関の排
気浄化装置において、前記還元剤貯蔵室に貯蔵された還
元剤がゲル状であることを特徴とする。
するために、以下の手段を採用した。即ち、本発明は、
内燃機関の排気通路に設けられ還元剤の存在下でＮＯx
を還元または分解する選択還元型ＮＯx触媒と、還元剤
を貯蔵する還元剤貯蔵室と、この還元剤貯蔵室に貯蔵さ
れた還元剤を前記選択還元型ＮＯx触媒の上流の排気通
路に供給する還元剤供給手段と、を備える内燃機関の排
気浄化装置において、前記還元剤貯蔵室に貯蔵された還
元剤がゲル状であることを特徴とする。
【００１０】ゲル状の還元剤は加熱することによりガス
化することができ、ガス化された還元剤、即ち還元ガス
は排気ガスとともに選択還元型ＮＯx触媒に供給され
る。その結果、排気ガス中のＮＯxが選択還元型ＮＯx触
媒において還元され、浄化される。尚、ゲル状の還元剤
を加熱するための加熱源は、排気ガスが有する熱とする
こともできるし、電気ヒータ等の加熱手段とすることも
できる。したがって、ゲル状の還元剤を排気通路に供給
するだけで、ゲル状の還元剤をガス化することも可能で
ある。
化することができ、ガス化された還元剤、即ち還元ガス
は排気ガスとともに選択還元型ＮＯx触媒に供給され
る。その結果、排気ガス中のＮＯxが選択還元型ＮＯx触
媒において還元され、浄化される。尚、ゲル状の還元剤
を加熱するための加熱源は、排気ガスが有する熱とする
こともできるし、電気ヒータ等の加熱手段とすることも
できる。したがって、ゲル状の還元剤を排気通路に供給
するだけで、ゲル状の還元剤をガス化することも可能で
ある。
【００１１】ゲル状の還元剤をガス化する位置について
は、還元剤を排気通路へ供給する還元剤通路において還
元剤貯蔵室の直ぐ下流の位置であっても構わないが、排
気通路への供給口の直ぐ上流の位置でガス化する方が好
ましい。即ち、還元剤は、排気通路への供給口近傍に到
達するまでゲル状で移送するのが好ましい。
は、還元剤を排気通路へ供給する還元剤通路において還
元剤貯蔵室の直ぐ下流の位置であっても構わないが、排
気通路への供給口の直ぐ上流の位置でガス化する方が好
ましい。即ち、還元剤は、排気通路への供給口近傍に到
達するまでゲル状で移送するのが好ましい。
【００１２】排気通路への供給口近傍に到達するまで還
元剤をゲル状で移送した場合にあっても、前記供給口近
傍に加熱手段を備えることができる。このようにする
と、還元剤のガス化を促進させることができ、また、排
気ガス温度が低いときの補助加熱手段とすることができ
る。加熱手段としては、電気ヒータ等を例示することが
できる。
元剤をゲル状で移送した場合にあっても、前記供給口近
傍に加熱手段を備えることができる。このようにする
と、還元剤のガス化を促進させることができ、また、排
気ガス温度が低いときの補助加熱手段とすることができ
る。加熱手段としては、電気ヒータ等を例示することが
できる。
【００１３】ゲル状の還元剤は水溶液の還元剤に比較し
て貯蔵容量が小さくて済み、装置を小型、簡略化するこ
とができる。
て貯蔵容量が小さくて済み、装置を小型、簡略化するこ
とができる。
【００１４】本発明において、内燃機関は、筒内直接噴
射式のリーンバーンガソリンエンジンやディーゼルエン
ジンを例示することができる。前記選択還元型ＮＯx触
媒には、ゼオライトにＣｕ等の遷移金属をイオン交換し
て担持した触媒、ゼオライトまたはアルミナに貴金属を
担持した触媒、等が含まれる。本発明において、還元剤
はアンモニア由来の還元剤を採用することができ、尿素
やカルバミン酸アンモニウムを例示することができる。
射式のリーンバーンガソリンエンジンやディーゼルエン
ジンを例示することができる。前記選択還元型ＮＯx触
媒には、ゼオライトにＣｕ等の遷移金属をイオン交換し
て担持した触媒、ゼオライトまたはアルミナに貴金属を
担持した触媒、等が含まれる。本発明において、還元剤
はアンモニア由来の還元剤を採用することができ、尿素
やカルバミン酸アンモニウムを例示することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の一実施の形態を図１の図面に基いて説明す
る。尚、この実施の形態は、本発明を内燃機関としての
車両駆動用ディーゼルエンジンに適用した態様である。
気浄化装置の一実施の形態を図１の図面に基いて説明す
る。尚、この実施の形態は、本発明を内燃機関としての
車両駆動用ディーゼルエンジンに適用した態様である。
【００１６】車両用ディーゼルエンジン１の各気筒の燃
焼室２にはエアクリーナ３を経て吸気管４から空気が導
入され、燃料噴射弁５から各燃焼室２に燃料が噴射さ
れ、リーン空燃比で燃焼される。尚、図１において、符
号６はピストンを示す。
焼室２にはエアクリーナ３を経て吸気管４から空気が導
入され、燃料噴射弁５から各燃焼室２に燃料が噴射さ
れ、リーン空燃比で燃焼される。尚、図１において、符
号６はピストンを示す。
【００１７】各燃焼室２から排気された排気ガスは、排
気管（排気通路）７、ＮＯx触媒コンバータ８、排気管
（排気通路）９を通って、大気中に排気される。ＮＯx
触媒コンバータ８には、還元剤の存在下でＮＯxを還元
または分解するゼオライト・シリカ系の選択還元型ＮＯ
x触媒（以下、ＮＯx触媒と略すこともある）１０が収容
されている。
気管（排気通路）７、ＮＯx触媒コンバータ８、排気管
（排気通路）９を通って、大気中に排気される。ＮＯx
触媒コンバータ８には、還元剤の存在下でＮＯxを還元
または分解するゼオライト・シリカ系の選択還元型ＮＯ
x触媒（以下、ＮＯx触媒と略すこともある）１０が収容
されている。
【００１８】選択還元型ＮＯx触媒１０によって排気ガ
ス中のＮＯxを浄化するには還元剤の存在が必要であ
り、そのために、この排気浄化装置には、ＮＯx触媒コ
ンバータ８よりも上流の排気管７内に還元剤を供給する
還元剤供給装置１１が設けられている。
ス中のＮＯxを浄化するには還元剤の存在が必要であ
り、そのために、この排気浄化装置には、ＮＯx触媒コ
ンバータ８よりも上流の排気管７内に還元剤を供給する
還元剤供給装置１１が設けられている。
【００１９】この還元剤供給装置１１は、ゲル状の還元
剤Ａを排気管７内に供給するものであり、ゲル状の還元
剤Ａを貯蔵する還元剤貯蔵タンク１２と、還元剤貯蔵タ
ンク１２内のゲル状の還元剤Ａを排気管７に導く還元剤
供給管１３と、ゲル状の還元剤Ａの供給量を制御する制
御弁１４と、ゲル状の還元剤Ａを加熱する加熱部１５と
からなる。尚、この実施の形態では、ゲル状の還元剤Ａ
としてゲル状の尿素を用いている。
剤Ａを排気管７内に供給するものであり、ゲル状の還元
剤Ａを貯蔵する還元剤貯蔵タンク１２と、還元剤貯蔵タ
ンク１２内のゲル状の還元剤Ａを排気管７に導く還元剤
供給管１３と、ゲル状の還元剤Ａの供給量を制御する制
御弁１４と、ゲル状の還元剤Ａを加熱する加熱部１５と
からなる。尚、この実施の形態では、ゲル状の還元剤Ａ
としてゲル状の尿素を用いている。
【００２０】還元剤貯蔵タンク１２は内部が二重構造に
なっていて、堅牢な外容器１６と伸縮自在な内容器１７
との間に圧力室１８を備えて構成されている。内容器１
７内にはゲル状の還元剤Ａが収容されており、この実施
の形態において内容器１７は還元剤貯蔵室を構成する。
そして、この内容器１７に前記還元剤供給管１３が接続
されている。また、圧力室１８には不活性な加圧ガスＢ
が封入されており、この加圧ガスＢの圧力が内容器１７
を介してゲル状の還元剤Ａに伝達され、ゲル状の還元剤
Ａを加圧する。
なっていて、堅牢な外容器１６と伸縮自在な内容器１７
との間に圧力室１８を備えて構成されている。内容器１
７内にはゲル状の還元剤Ａが収容されており、この実施
の形態において内容器１７は還元剤貯蔵室を構成する。
そして、この内容器１７に前記還元剤供給管１３が接続
されている。また、圧力室１８には不活性な加圧ガスＢ
が封入されており、この加圧ガスＢの圧力が内容器１７
を介してゲル状の還元剤Ａに伝達され、ゲル状の還元剤
Ａを加圧する。
【００２１】つまり、内容器１７は、ゲル状の還元剤Ａ
と加圧ガスＢとを分離しシールする機能と、加圧ガスＢ
の圧力をゲル状の還元剤Ａに伝達する機能を有する。こ
の内容器１７は、例えば、テフロン樹脂製の袋やステン
レス製のベローズなどで構成することができる。
と加圧ガスＢとを分離しシールする機能と、加圧ガスＢ
の圧力をゲル状の還元剤Ａに伝達する機能を有する。こ
の内容器１７は、例えば、テフロン樹脂製の袋やステン
レス製のベローズなどで構成することができる。
【００２２】この還元剤貯蔵タンク１２はカートリッジ
式になっていて、内容器１７内のゲル状の還元剤Ａがな
くなったときには、還元剤貯蔵タンク１２をそっくり交
換する。この実施の形態の還元剤貯蔵タンク１２の場合
には、加圧ガスＢも補給されることがなく、したがっ
て、ゲル状の還元剤Ａの減少に伴い内容器１７が収縮す
ると、加圧ガスＢのガス圧は漸次減少していくことにな
る。
式になっていて、内容器１７内のゲル状の還元剤Ａがな
くなったときには、還元剤貯蔵タンク１２をそっくり交
換する。この実施の形態の還元剤貯蔵タンク１２の場合
には、加圧ガスＢも補給されることがなく、したがっ
て、ゲル状の還元剤Ａの減少に伴い内容器１７が収縮す
ると、加圧ガスＢのガス圧は漸次減少していくことにな
る。
【００２３】内容器１７内のゲル状の還元剤Ａは常に加
圧ガスＢによって加圧されているので、制御弁１４を開
くとゲル状の還元剤Ａが加熱部１５を通って排気管７内
に供給される。制御弁１４はその開閉時間をエンジンコ
ントロール用電子制御ユニット（ＥＣＵ）１９によって
デューティ比制御され、これによってゲル状の還元剤Ａ
の供給量や供給タイミングが制御される。この実施例に
おいて、圧力室１８及びこれに封入されている加圧ガス
Ｂと、還元剤供給管１３と、制御弁１４は、還元剤供給
手段を構成する。
圧ガスＢによって加圧されているので、制御弁１４を開
くとゲル状の還元剤Ａが加熱部１５を通って排気管７内
に供給される。制御弁１４はその開閉時間をエンジンコ
ントロール用電子制御ユニット（ＥＣＵ）１９によって
デューティ比制御され、これによってゲル状の還元剤Ａ
の供給量や供給タイミングが制御される。この実施例に
おいて、圧力室１８及びこれに封入されている加圧ガス
Ｂと、還元剤供給管１３と、制御弁１４は、還元剤供給
手段を構成する。
【００２４】加熱部１５は、制御弁１４を流れ出たゲル
状の還元剤Ａを加熱し、還元剤Ａのガス化を促進するた
めのものであり、排気管７における還元剤Ａの供給口近
傍に設けられている。加熱部１５は電気ヒータで構成さ
れており、排気ガスの温度が所定温度Ｔ1以下のときに
作動し、所定温度Ｔ2程度に維持するように、ＥＣＵ１
９によって制御される。
状の還元剤Ａを加熱し、還元剤Ａのガス化を促進するた
めのものであり、排気管７における還元剤Ａの供給口近
傍に設けられている。加熱部１５は電気ヒータで構成さ
れており、排気ガスの温度が所定温度Ｔ1以下のときに
作動し、所定温度Ｔ2程度に維持するように、ＥＣＵ１
９によって制御される。
【００２５】還元剤貯蔵タンク１２には、加圧ガスＢの
圧力を検出する圧力センサ２０が設けられており、圧力
センサ２０は検出した圧力に比例した出力信号をＥＣＵ
１９に出力する。前述したように、加圧ガスＢの圧力
は、内容器１７に貯蔵されているゲル状の還元剤Ａの減
少に伴って低下するので、圧力センサ２０の出力値から
還元剤Ａの残量を推定することができ、圧力センサ２０
は残量センサとしても機能する。そこで、この実施の形
態では、圧力センサ２０の出力値が所定値以下になった
ときに、ＥＣＵ１９は、メータパネル３０の警報ランプ
３１を点灯し、ゲル状の還元剤Ａの残量が少なくなった
ことを知らせる。
圧力を検出する圧力センサ２０が設けられており、圧力
センサ２０は検出した圧力に比例した出力信号をＥＣＵ
１９に出力する。前述したように、加圧ガスＢの圧力
は、内容器１７に貯蔵されているゲル状の還元剤Ａの減
少に伴って低下するので、圧力センサ２０の出力値から
還元剤Ａの残量を推定することができ、圧力センサ２０
は残量センサとしても機能する。そこで、この実施の形
態では、圧力センサ２０の出力値が所定値以下になった
ときに、ＥＣＵ１９は、メータパネル３０の警報ランプ
３１を点灯し、ゲル状の還元剤Ａの残量が少なくなった
ことを知らせる。
【００２６】ＮＯx触媒コンバータ８より上流の排気管
７には、ＮＯx触媒コンバータ８に流入する排気ガスの
圧力を検出する入りガス圧センサ２２が設けられてお
り、入りガス圧センサ２２は検出した排気ガス圧力に比
例した出力信号をＥＣＵ１９に出力する。
７には、ＮＯx触媒コンバータ８に流入する排気ガスの
圧力を検出する入りガス圧センサ２２が設けられてお
り、入りガス圧センサ２２は検出した排気ガス圧力に比
例した出力信号をＥＣＵ１９に出力する。
【００２７】ＥＣＵ１９はデジタルコンピュータからな
り、双方向バスによって相互に接続されたＲＯＭ（リー
ドオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）、ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）、入力
ポート、出力ポートを具備し、エンジン１の燃料噴射量
制御等の基本制御を行うほか、この実施の形態では、ゲ
ル状の還元剤Ａの供給量制御を行っている。
り、双方向バスによって相互に接続されたＲＯＭ（リー
ドオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）、ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）、入力
ポート、出力ポートを具備し、エンジン１の燃料噴射量
制御等の基本制御を行うほか、この実施の形態では、ゲ
ル状の還元剤Ａの供給量制御を行っている。
【００２８】これら制御のために、ＥＣＵ１９の入力ポ
ートには、アクセル開度センサ２４からの入力信号と、
クランク角センサ２５からの入力信号が入力される。ア
クセル開度センサ２４はアクセル開度に比例した出力電
圧をＥＣＵ１９に出力し、ＥＣＵ１９はアクセル開度セ
ンサ２４の出力信号に基づいて機関負荷を演算する。ク
ランク角センサ２５はエンジン１のクランクシャフトが
一定角度回転する毎に出力パルスをＥＣＵ１９に出力
し、ＥＣＵ１９はこの出力パルスに基づいて機関回転速
度を演算する。これらエンジン負荷とエンジン回転速度
によってエンジン１の運転状態が判別される。さらに、
ＥＣＵ１９の入力ポートには、エアフロメータ２６から
の入力信号がＡ／Ｄコンバータを介して入力される。エ
アフロメータ２６は吸気量に比例した出力信号をＥＣＵ
１９に出力し、ＥＣＵ１９はエアフロメータ２６の出力
信号に基づいて吸気量を演算する。
ートには、アクセル開度センサ２４からの入力信号と、
クランク角センサ２５からの入力信号が入力される。ア
クセル開度センサ２４はアクセル開度に比例した出力電
圧をＥＣＵ１９に出力し、ＥＣＵ１９はアクセル開度セ
ンサ２４の出力信号に基づいて機関負荷を演算する。ク
ランク角センサ２５はエンジン１のクランクシャフトが
一定角度回転する毎に出力パルスをＥＣＵ１９に出力
し、ＥＣＵ１９はこの出力パルスに基づいて機関回転速
度を演算する。これらエンジン負荷とエンジン回転速度
によってエンジン１の運転状態が判別される。さらに、
ＥＣＵ１９の入力ポートには、エアフロメータ２６から
の入力信号がＡ／Ｄコンバータを介して入力される。エ
アフロメータ２６は吸気量に比例した出力信号をＥＣＵ
１９に出力し、ＥＣＵ１９はエアフロメータ２６の出力
信号に基づいて吸気量を演算する。
【００２９】また、予め実験により、エンジン負荷とエ
ンジン回転速度とをパラメータとして、これらパラメー
タと単位時間当たりに排出されるＮＯx量との関係を求
めてマップ化し、このＮＯx排出量マップをＥＣＵ１９
のＲＯＭに記憶しておく。
ンジン回転速度とをパラメータとして、これらパラメー
タと単位時間当たりに排出されるＮＯx量との関係を求
めてマップ化し、このＮＯx排出量マップをＥＣＵ１９
のＲＯＭに記憶しておく。
【００３０】ＥＣＵ１９は、このＮＯx排出量マップを
参照し、エンジン負荷とエンジン回転速度に基づいてエ
ンジン１から排出されるＮＯx量を演算する。さらに、
ＥＣＵ１９は、このＮＯxを浄化するのに必要なゲル状
の還元剤Ａの目標供給量を演算し、この目標供給量を得
るのに必要な制御弁１４の開閉時間のデューティ比を演
算し、制御弁１４をデューティ比制御する。
参照し、エンジン負荷とエンジン回転速度に基づいてエ
ンジン１から排出されるＮＯx量を演算する。さらに、
ＥＣＵ１９は、このＮＯxを浄化するのに必要なゲル状
の還元剤Ａの目標供給量を演算し、この目標供給量を得
るのに必要な制御弁１４の開閉時間のデューティ比を演
算し、制御弁１４をデューティ比制御する。
【００３１】尚、制御弁１４を流れるゲル状の還元剤Ａ
の流量は、制御弁１４のデューティ比が同じであっても
ゲル状の還元剤Ａの供給圧力や制御弁１４の出口側の背
圧が異なると変わってくるので、制御弁１４をデューテ
ィ比制御する際に、ＥＣＵ１９は、圧力センサ２０によ
り検出した加圧ガスＢの圧力（即ち、これが還元剤Ａの
供給圧力となる）と、入りガス圧センサ２２により検出
した排気ガス圧力に基づいて、目標デューティ比の補正
を行う。
の流量は、制御弁１４のデューティ比が同じであっても
ゲル状の還元剤Ａの供給圧力や制御弁１４の出口側の背
圧が異なると変わってくるので、制御弁１４をデューテ
ィ比制御する際に、ＥＣＵ１９は、圧力センサ２０によ
り検出した加圧ガスＢの圧力（即ち、これが還元剤Ａの
供給圧力となる）と、入りガス圧センサ２２により検出
した排気ガス圧力に基づいて、目標デューティ比の補正
を行う。
【００３２】次に、この内燃機関の排気浄化装置の作用
を説明する。前述したように、ＥＣＵ１９は、エンジン
１の運転状態に応じて、即ちＮＯx排出量に応じて、制
御弁１４のデューティ比制御を行い、ゲル状の還元剤Ａ
の供給量を適正に制御する。
を説明する。前述したように、ＥＣＵ１９は、エンジン
１の運転状態に応じて、即ちＮＯx排出量に応じて、制
御弁１４のデューティ比制御を行い、ゲル状の還元剤Ａ
の供給量を適正に制御する。
【００３３】制御弁１４から流れ出たゲル状の還元剤Ａ
は、加熱部１５によって加熱されるとともに排気管７を
流れる排気ガスの熱によって加熱されて還元ガス（アン
モニアガス）となり、排気ガスと共にＮＯx触媒コンバ
ータ８に流入する。
は、加熱部１５によって加熱されるとともに排気管７を
流れる排気ガスの熱によって加熱されて還元ガス（アン
モニアガス）となり、排気ガスと共にＮＯx触媒コンバ
ータ８に流入する。
【００３４】この還元ガスはＮＯx触媒１０において排
気ガスに含まれるＮＯxを還元あるいは分解し、排気ガ
スを浄化する。浄化された排気ガスは排気管９を通って
大気に放出される。
気ガスに含まれるＮＯxを還元あるいは分解し、排気ガ
スを浄化する。浄化された排気ガスは排気管９を通って
大気に放出される。
【００３５】尚、上述した実施の形態では、還元剤貯蔵
タンク１２の圧力室１８に加圧ガスＢの補給がされない
システムを例に挙げて説明したが、圧力室１８に加圧ガ
スを補給可能にしてもよい。このようにすると、還元剤
Ａの供給圧力の変動を少なくしたり、あるいは供給圧力
を一定にすることができ、還元剤Ａの供給量制御が容易
になる。この場合の加圧ガスとしてはターボチャージャ
で昇圧された過給気を例示することができる。また、加
圧ガスの代わりに、オイルポンプで昇圧されたエンジン
オイルや冷却水ポンプで昇圧されたエンジン冷却水を圧
力室１８に供給して内容器１７内の還元剤Ａを加圧して
もよい。
タンク１２の圧力室１８に加圧ガスＢの補給がされない
システムを例に挙げて説明したが、圧力室１８に加圧ガ
スを補給可能にしてもよい。このようにすると、還元剤
Ａの供給圧力の変動を少なくしたり、あるいは供給圧力
を一定にすることができ、還元剤Ａの供給量制御が容易
になる。この場合の加圧ガスとしてはターボチャージャ
で昇圧された過給気を例示することができる。また、加
圧ガスの代わりに、オイルポンプで昇圧されたエンジン
オイルや冷却水ポンプで昇圧されたエンジン冷却水を圧
力室１８に供給して内容器１７内の還元剤Ａを加圧して
もよい。
【００３６】さらに、上述した実施の形態では、ゲル状
の還元剤Ａの供給圧力を得る手段として圧力室１８内の
流体圧力を利用した例を挙げたが、これに限るものでは
ない。例えば、還元剤供給管１３の途中にゲル状の還元
剤Ａを昇圧する加圧ポンプを設け、この加圧ポンプによ
り還元剤Ａの供給圧力を得るようにしてもよい。
の還元剤Ａの供給圧力を得る手段として圧力室１８内の
流体圧力を利用した例を挙げたが、これに限るものでは
ない。例えば、還元剤供給管１３の途中にゲル状の還元
剤Ａを昇圧する加圧ポンプを設け、この加圧ポンプによ
り還元剤Ａの供給圧力を得るようにしてもよい。
【００３７】上述した実施の形態では、エンジン１の運
転状態とＮＯx排出量との関係を予めマップ化してお
き、このマップを参照して実際の個々のエンジン運転状
態におけるＮＯx排出量を推定算出しているが、これに
代えて、ＮＯx触媒コンバータ８の上流側の排気管７
に、排気ガスのＮＯx濃度を検出するＮＯxセンサを設
け、このＮＯxセンサで検出したＮＯx濃度とエアフロメ
ータ２６で検出した吸気量から、ＮＯx排出量を演算す
るようにしてもよい。
転状態とＮＯx排出量との関係を予めマップ化してお
き、このマップを参照して実際の個々のエンジン運転状
態におけるＮＯx排出量を推定算出しているが、これに
代えて、ＮＯx触媒コンバータ８の上流側の排気管７
に、排気ガスのＮＯx濃度を検出するＮＯxセンサを設
け、このＮＯxセンサで検出したＮＯx濃度とエアフロメ
ータ２６で検出した吸気量から、ＮＯx排出量を演算す
るようにしてもよい。
【００３８】この実施の形態の排気浄化装置によれば、
還元剤Ａがゲル状であるため、貯蔵容量が少なくて済む
ので還元剤貯蔵タンク１２が小さくて済み、したがっ
て、排気浄化装置を小型にでき、車両への搭載性も非常
に優れる。また、ゲル状の還元剤Ａは制御弁１４による
供給量制御が容易にできる。
還元剤Ａがゲル状であるため、貯蔵容量が少なくて済む
ので還元剤貯蔵タンク１２が小さくて済み、したがっ
て、排気浄化装置を小型にでき、車両への搭載性も非常
に優れる。また、ゲル状の還元剤Ａは制御弁１４による
供給量制御が容易にできる。
【００３９】
【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置に
よれば、内燃機関の排気通路に設けられ還元剤の存在下
でＮＯxを還元または分解する選択還元型ＮＯx触媒と、
還元剤を貯蔵する還元剤貯蔵室と、この還元剤貯蔵室に
貯蔵された還元剤を前記選択還元型ＮＯx触媒の上流の
排気通路に供給する還元剤供給手段と、を備え、前記還
元剤貯蔵室に貯蔵された還元剤がゲル状であることによ
り、排気浄化装置を小型、簡略化することができ、還元
剤の供給量制御も容易にできるという優れた効果が奏さ
れる。
よれば、内燃機関の排気通路に設けられ還元剤の存在下
でＮＯxを還元または分解する選択還元型ＮＯx触媒と、
還元剤を貯蔵する還元剤貯蔵室と、この還元剤貯蔵室に
貯蔵された還元剤を前記選択還元型ＮＯx触媒の上流の
排気通路に供給する還元剤供給手段と、を備え、前記還
元剤貯蔵室に貯蔵された還元剤がゲル状であることによ
り、排気浄化装置を小型、簡略化することができ、還元
剤の供給量制御も容易にできるという優れた効果が奏さ
れる。
【００４０】また、前記ゲル状の還元剤の前記排気通路
への供給口近傍に加熱手段を備えた場合には、排気通路
に供給されたゲル状の還元剤のガス化を促進することが
できるという効果がある。
への供給口近傍に加熱手段を備えた場合には、排気通路
に供給されたゲル状の還元剤のガス化を促進することが
できるという効果がある。
【図１】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の一実
施の形態における概略構成図である。
施の形態における概略構成図である。
１ ディーゼルエンジン（内燃機関）
７，９ 排気管（排気通路）
８ ＮＯx触媒コンバータ
１０ 選択還元型ＮＯx触媒
１１ 還元剤供給装置
１２ 還元剤貯蔵タンク
１３ 還元剤供給管（還元剤供給手段）
１４ 制御弁（還元剤供給手段）
１５ 加熱部
１７ 内容器（還元剤貯蔵室）
１８ 圧力室（還元剤供給手段）
１９ ＥＣＵ
Ａ ゲル状還元剤
Ｂ 加圧ガス（還元剤供給手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−272331（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−323216（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−259223（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01N 3/08 - 3/28
B01D 53/86
B01D 53/94
Claims (3)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられ還元剤の
存在下でＮＯxを還元または分解する選択還元型ＮＯx触
媒と、還元剤を貯蔵する還元剤貯蔵室と、この還元剤貯
蔵室に貯蔵された還元剤を前記選択還元型ＮＯx触媒の
上流の排気通路に供給する還元剤供給手段と、を備える
内燃機関の排気浄化装置において、 前記還元剤貯蔵室に貯蔵された還元剤はゲル状であるこ
とを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 前記還元剤は、排気通路への供給口近傍
に到達するまでゲル状で移送されることを特徴とする請
求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 前記供給口近傍に加熱手段を備えること
を特徴とする請求項２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 |
|---|---|---|---|
| JP11872199A JP3521798B2 (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11872199A JP3521798B2 (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000310112A JP2000310112A (ja) | 2000-11-07 |
| JP3521798B2 true JP3521798B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=14743450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11872199A Expired - Fee Related JP3521798B2 (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3521798B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070289288A1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-20 | Ford Global Technologies, Llc | Venting of on-board vehicle emissions treatment system with pressure assist |
| EP2014886A1 (en) * | 2007-07-09 | 2009-01-14 | Delphi Technologies, Inc. | Reservoir for a fluid dosing system |
| EP2522823B1 (fr) * | 2011-05-13 | 2014-04-23 | Aaqius & Aaqius S.A. | Dispositif de mesure d'une quantité d'un agent réducteur, de préférence de NH3, contenu dans un réservoir |
-
1999
- 1999-04-26 JP JP11872199A patent/JP3521798B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000310112A (ja) | 2000-11-07 |
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