JP6649602B2 - 車両の排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の排気浄化装置に関する。

エンジンの排ガスに含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を低減するための技術として、尿素水を選択還元触媒よりも排ガス流通方向上流側に添加し加水分解で発生するアンモニアを還元剤として利用し、アンモニアを含有する排ガスを選択還元触媒と接触させることで、排ガス中のＮＯｘを窒素に還元する車両の排気浄化装置が種々開発されている。

ところで、上述の車両の排気浄化装置では、アンモニアを選択還元触媒にて一旦貯蔵し利用するが、選択還元触媒にて貯蔵できる最大量が存在することから、それを超えるとアンモニアがスリップする（放出する）ことがある。アンモニアは特有の刺激臭を持つ物質であることから、アンモニアのスリップを抑制または低減するために、選択還元触媒よりも排ガス流通方向下流側に触媒を設置している場合がある。このように触媒を設置するとその分コスト高となることから、スリップしたアンモニアを水に溶解させ、このアンモニア水を回収して再利用することが提案されている。

例えば、下記特許文献１には、尿素水添加弁により尿素水が添加されたエンジンの排気を選択還元触媒と接触させて当該エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を窒素に還元する車両の排気浄化装置であって、尿素水を貯蔵する尿素水タンクと、選択還元触媒の下流側の排気通路と尿素水タンクを接続する第一および第二通路とを備え、第一および第二通路により、排気通路内の排気ガスを当該排気通路から尿素水タンク内に案内して尿素水と接触させ、尿素水と接触した排気ガスを再び排気通路に送り返す車両の排気浄化装置が開示されている。

特開２０１５−８６７９２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両の排気浄化装置では、アンモニアのスリップを抑制することができるものの、排気ガスを尿素水タンクに貯蔵される尿素水中を通過させることによる圧力損失が懸念されていた。

以上のことから、本発明は、上述したような課題を解決するために為されたものであって、排ガス中の窒素酸化物を確実に還元除去する一方、装置外へのアンモニアのスリップを抑制すると共に、排ガスを装置外へ円滑に排出することができる車両の排気浄化装置を提供することを目的としている。

前述した課題を解決する第１の発明に係る車両の排気浄化装置は、尿素水タンクに溜められた尿素水を排ガスに添加する添加手段と、前記添加手段で添加された前記尿素水を用いて排ガス中の窒素酸化物を還元除去する選択還元触媒とを有する車両の排気浄化装置であって、前記選択還元触媒に対し排ガス流通方向下流側に設けられ、前記排ガスに水を添加する水添加手段と、前記水添加手段に対し排ガス流通方向下流側に設けられ、前記水添加手段から添加された水に前記排ガス中のアンモニアが吸収されて生成されるアンモニア水を回収するアンモニア水回収手段と、前記水添加手段による前記排ガスへの前記水の添加時期を制御する水添加時期制御手段と、前記選択還元触媒に対し排ガス流通方向下流側に設けられ、前記排ガス中のアンモニアの濃度を検出するアンモニア濃度検出手段と、を備え、前記水添加時期制御手段は、前記アンモニア濃度検出手段で検出された検出値が所定値以上であるときに、前記水添加手段を制御して前記排ガスに前記水を添加することを特徴とする。

前述した課題を解決する第２の発明に係る車両の排気浄化装置は、第１の発明に係る車両の排気浄化装置において、前記排ガスが流通する排気管を有し、前記アンモニア水回収手段は、前記排気管が車両下方側へ傾斜して延設する傾斜部を有することを特徴とする。

前述した課題を解決する第３の発明に係る車両の排気浄化装置は、第２の発明に係る車両の排気浄化装置において、前記傾斜部に隣接して設けられ車両下方側に膨出する凹部を備え、前記凹部は、前記尿素水タンクと接続されることを特徴とする。

前述した課題を解決する第４の発明に係る車両の排気浄化装置は、第１又は２の発明に係る車両の排気浄化装置において、前記アンモニア水回収手段で回収された前記アンモニア水を溜めるアンモニア水タンクと前記アンモニア水回収手段とは接続され、前記アンモニア水タンクは、前記添加手段と接続され、前記尿素水タンクと前記添加手段との接続と、前記アンモニア水タンクと前記添加手段との接続とを切り換える切換手段をさらに備えることを特徴とする。

前述した課題を解決する第５の発明に係る車両の排気浄化装置は、第４の発明に係る車両の排気浄化装置において、前記添加手段に対し排ガス流通方向上流側に配置され、前記排ガスに含まれる微粒子を捕集し、捕集した微粒子を燃焼除去する微粒子捕集手段と、前記微粒子捕集手段で捕集した微粒子を燃焼除去しているときに、前記添加手段から前記排ガスに前記アンモニア水タンク内の前記水を噴射するように、前記切換手段により前記アンモニア水タンクと前記添加手段とを接続するように制御する水噴射制御手段とを備えることを特徴とする。

前述した課題を解決する第６の発明に係る車両の排気浄化装置は、第１から第５の何れか一つの発明に係る車両の排気浄化装置において、前記水は、吸気中の水分を凝縮水分離器で凝縮させてなる凝縮水であることを特徴とする。

本発明によれば、尿素水より生成したアンモニアが温度変化等によりスリップすることがあるが、選択還元触媒よりも排ガス流通方向下流側にて排ガスに水を添加することにより、当該水に排ガス中のアンモニアが吸収されてアンモニア水となり、アンモニア水が回収される。よって、装置外へのアンモニアのスリップを抑制すると共に、排ガスを装置外へ円滑に排出することができる。

本発明の第一の実施形態に係る車両の排気浄化装置の概略構成図である。 前記車両の排気浄化装置の制御フローを示す図である。 本発明の第二の実施形態に係る車両の排気浄化装置の概略構成図である。 前記車両の排気浄化装置の制御フローを示す図である。

本発明に係る車両の排気浄化装置の各実施形態について、図面を用いて説明するが、以下に説明する実施形態のみに限定されるものではない。

［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態に係る車両の排気浄化装置について、図１および図２を用いて以下に説明する。

本実施形態に係る車両の排気浄化装置１００は、図１に示すように、排ガス１中のＮＯｘを還元浄化する装置であって、尿素水インジェクタ１１３と選択還元触媒（ＳＣＲ）１１１とを有する。選択還元触媒１１１は、排ガス１が流通する排気管１０１の拡径部１０１ｂに収容される。拡径部１０１ｂは、この拡径部１０１ｂに対し排ガス流通方向上流側で接続する排気管１０１の上流直管部１０１ａと同軸をなしこの上流側直管部１０１ａよりも径方向に拡がった形状をなしている。上流直管部１０１ａは直線状に延設している。

尿素水インジェクタ１１３は、排ガス１に尿素水１１を添加する機器である。尿素水インジェクタ１１３は、選択還元触媒１１１に対し排ガス流通方向上流側に配置される。

尿素水インジェクタ１１３の基端側は、尿素水供給管１１４および尿素水ポンプ１１５を介して尿素水タンク１１６と接続している。尿素水ポンプ１１５を駆動すると共に、尿素水インジェクタ１１３を制御することにより、尿素水タンク１１６内の尿素水１１または尿素水１１と詳細につき後述するＮＨ₃含有凝縮水１３とが尿素水供給管１１４を流通して、尿素水インジェクタ１１３から排ガス１に所定量で噴射されることになる。

車両の排気浄化装置１００は、さらに、アンモニアセンサ１３１と、アンモニア排出抑制機１２０とを有する。アンモニアセンサ１３１は、選択還元触媒１１１に対し排ガス流通方向下流側である排気管１０１の中央直管部１０１ｃに配置される。中央直管部１０１ｃは、拡径部１０１ｂに対し排ガス流通方向下流側で接続し、直線状に延設し、上流側直管部１０１ａと同軸および同径をなしている。アンモニアセンサ１３１は、アンモニア濃度を検出する機器である。これにより、選択還元触媒１１１で処理された後の排ガス１ａのアンモニア濃度が検出される。

アンモニア排出抑制機１２０は、凝縮水インジェクタ１２１とアンモニア水回収器（アンモニア水回収手段）１２４とを有する。凝縮水インジェクタ１２１は、アンモニアセンサ１３１に対し排ガス流通方向下流側である排気管１０１の傾斜部１０１ｄに配置される。傾斜部１０１ｄは、中央直管部１０１ｃに対し排ガス流通方向下流側で接続している。傾斜部１０１ｄは、中央直管部１０１ｃと同径であり、中央直管部１０１ｃの延設方向に対し車両下方側へ所定の傾斜角で延設する形状をなしている。

凝縮水インジェクタ１２１の基端側は、凝縮水送給管１２２を介して凝縮水分離器１２３と接続している。凝縮水分離器１２３は、吸気中の水分を凝縮させてなる凝縮水が発生する凝縮水発生機器（例えば、インタークーラ）と接続しており、凝縮水発生機器で発生した凝縮水をガスから分離している。凝縮水インジェクタ１２１を制御することにより、凝縮水分離器１２３で分離された凝縮水が凝縮水送給管１２２を流通して、凝縮水インジェクタ１２１から排ガス１ａに所定量で噴射されることになる。

アンモニア排出抑制機１２０は、さらに、アンモニア水回収器１２４を備える。アンモニア水回収器１２４は、排気管１０１の傾斜部１０１ｄと排気管１０１の凹部１０１ｅとを備える。凹部１０１ｅは、傾斜部１０１ｄとこの傾斜部１０１ｄに対し排ガス流通方向下流側で接続する下流側直管部１０１ｆとの間に設けられる。下流側直管部１０１ｆは、中央直管部１０１ｃと同径をなし、直線状に延設する形状をなしている。凹部１０１ｅは、下流側直管部１０１ｆよりも車両下方側に膨出した形状をなしている。すなわち、凹部１０１ｅは、凝縮水インジェクタ１２１から噴射された凝縮水１２が排ガス１ａ中のアンモニアを吸収してなるＮＨ₃含有凝縮水（アンモニア水）１３を尿素水タンク１１６へ流し込むことが可能な形状をなしている。

アンモニア排出抑制機１２０は、ＮＨ₃含有凝縮水送給管１２５をさらに有する。ＮＨ₃含有凝縮水送給管１２５は、基端側が排気管１０１の凹部１０１ｅと接続する一方、尿素水タンク１１６の側壁部と接続している。これにより、ＮＨ₃含有凝縮水１３は、凹部１０１ｅおよびＮＨ₃含有凝縮水送給管１２５を介して尿素水タンク１１６に送給されることになる。

車両の排気浄化装置１００は、尿素水インジェクタ１１３、尿素水ポンプ１１５および凝縮水インジェクタ１２１を制御する制御装置１３０をさらに備える。制御装置１３０は、エンジンなどの運転状況に基づき、尿素水ポンプ１１５および尿素水インジェクタ１１３による尿素水１１の噴射時期や尿素水１１の噴射量を調整する。

また、制御装置１３０は、アンモニアセンサ１３１で検出された排ガス１ａ中のアンモニア濃度が所定値を超えたときに、エンジンなどの運転状況に基づき、凝縮水１２の噴射時期や凝縮水１２の噴射量を調整して、凝縮水インジェクタ１２１により排ガス１ａに所定量で凝縮水１２が噴射される。これにより、排ガス１ａに含まれるアンモニアが凝縮水１２に吸収されてＮＨ₃含有凝縮水（アンモニア水）１３となる。ＮＨ₃含有凝縮水１３は、凹部１０１ｅおよびＮＨ₃含有凝縮水送給管１２５を介して尿素水タンク１１６に流通し、当該尿素水タンク１１６で回収されることになる。アンモニアが除去された排ガス２は、排気管１０１の下流側直管部１０１ｆから車両の外側へそのまま排出されることになる。なお、アンモニアセンサ１３１で検出された排ガス１ａ中のアンモニア濃度が所定値以下であるときには、排ガス１ａは排気管１０１の下流側直管部１０１ｆから車両の外側へそのまま排出されることになる。

さらに、制御装置１３０は、凝縮水１２の噴射量や排ガス１ａのアンモニア濃度などからＮＨ₃含有凝縮水１３のアンモニア濃度、尿素水タンク１１６内の尿素水１１とＮＨ₃含有凝縮水１３の合計のアンモニア濃度、尿素水タンク１１６内の尿素水１１とＮＨ₃含有凝縮水１３の合計の液体量（アンモニア含有尿素水量）などを演算し、これらの演算結果に基づき、尿素水インジェクタ１１３、尿素水ポンプ１１５および凝縮水インジェクタ１２１を制御している。

ここで、制御装置１３０による尿素水インジェクタ１１３の制御方法について、図１および図２を用いて以下に説明する。

先ず、凝縮水インジェクタ１２１により排ガス１ａに対し凝縮水１２を添加したかどうかを判定する（ステップＳ１１）。

凝縮水１２を添加していない場合には、ステップＳ１２に進み、このステップＳ１２にて、尿素水ポンプ１１５および尿素水インジェクタ１１３を制御して、尿素水１１を所定量で排ガス１に添加することになる。この場合、尿素水インジェクタ１１３で添加された尿素水１１を用いて、選択還元触媒１１１が排ガス１中の窒素酸化物を還元除去することになる。窒素酸化物が除去された排ガス１ａは、選択還元触媒１１１に対して排ガス流通方向下流側に流通することになる。

他方、凝縮水インジェクタ１２１により凝縮水１２を排ガス１ａに添加した場合には、ステップＳ１３に進み、このステップＳ１３にて、凝縮水１２の添加量（凹部１０１ｅで回収されたＮＨ₃含有凝縮水１３の量）およびＮＨ₃含有凝縮水１３のアンモニア濃度が算出される。具体的には、凝縮水インジェクタ１２１による凝縮水の噴射時期およびその噴射量と、アンモニアセンサ１３１による排ガス１ａのアンモニア濃度とから、凹部１０１ｅで回収されたＮＨ₃含有凝縮水１３の量と、排ガス１ａ中のアンモニアを吸収してなるＮＨ₃含有凝縮水１３のアンモニア濃度とが算出される。

続いて、ステップＳ１４に進み、このステップＳ１４にて、現在の尿素水タンク１１６内のＮＨ₃含有尿素水のアンモニア濃度が算出される。具体的には、ステップＳ１４に至るまでの、尿素水インジェクタ１１３および尿素水ポンプ１１５による尿素水１１の噴射量、ステップＳ１３で算出された、凹部１０１ｅで回収されたＮＨ₃含有凝縮水１３の量およびＮＨ₃含有凝縮水１３のアンモニア濃度に基づき、現在の尿素水タンク１１６内における、尿素水１１とＮＨ₃含有凝縮水１３との合計のアンモニア濃度が算出される。

続いて、ステップＳ１５に進み、このステップＳ１５にて、ＮＨ₃含有尿素水１１，１３の添加量が算出される。具体的には、ステップＳ１４で算出された、尿素水１１とＮＨ₃含有凝縮水１３との合計のアンモニア濃度に基づき、尿素水１１およびＮＨ₃含有凝縮水１３の添加量が算出される。

続いて、ステップＳ１６に進み、このステップＳ１６にて、尿素水ポンプ１１５および尿素水インジェクタ１１３を制御して、ステップＳ１５で算出された添加量でＮＨ₃含有尿素水１１，１３を排ガス１に添加することになる。この場合、尿素水インジェクタ１１３で添加されたＮＨ₃含有尿素水１１，１３を用いて、選択還元触媒１１１が排ガス１中の窒素酸化物を還元除去することになる。窒素酸化物が除去された排ガス１ａは、選択還元触媒１１１に対し排ガス流通方向下流側に流通することになる。

よって、上述した手順で尿素水タンク１１６内の液体１１，１３のアンモニア濃度を算出し、この算出結果に基づき、尿素水インジェクタ１１３による液体１１，１３の添加量を調整することができる。これにより、排ガス１中の窒素酸化物を選択還元触媒１１１で窒素に確実に還元することができ、尿素水１１にＮＨ₃含有凝縮水１３を混合することに起因する排ガス１中の窒素酸化物の除去率の低下が抑制される。

したがって、本実施形態によれば、排ガス１に含まれるアンモニアの排出を抑制するアンモニア排出抑制機１２０を備え、アンモニア排出抑制機１２０が、選択還元触媒１１１で処理された後の排ガス１ａに対して凝縮水１２を噴射する凝縮水インジェクタ１２１と、凝縮水インジェクタ１２１により噴射された凝縮水１２が排ガス１ａ中のアンモニアを吸収してなるＮＨ₃含有凝縮水１３を回収するアンモニア水回収器１２４とを有することにより、排ガスの圧力損失の増加を抑制しながらも、車両から排出されるアンモニア量を抑制することができる。

［第二の実施形態］
本発明の第二の実施形態に係る車両の排気浄化装置について、図３および図４を用いて以下に説明する。
なお、本実施形態では、上述した図１に示した車両の排気浄化装置とは異なり、尿素水とＮＨ₃含有凝縮水（アンモニア水）をそれぞれ尿素水インジェクタへ供給可能とし、微粒子捕集フィルタを追加した構成となっている。これらの機器以外は、図１に示し上述した車両の排気浄化装置と概ね同様であり、同一の機器には、同一の符号を付記し重複する説明を適宜省略する。

本実施形態に係る車両の排気浄化装置２００は、図３に示すように、微粒子捕集フィルタ１１２を備える。微粒子捕集フィルタ１１２は、選択還元触媒１１１に対し排ガス流通方向上流側である排気管１０１の第２拡径部１０１ｈに収容される。第２拡径部１０１ｈは、この第２拡径部１０１ｈに対し排ガス流通方向下流側で接続する排気管１０１の上流直管部１０１ａと同軸をなしこの上流側直管部１０１ａよりも径方向に拡がった形状をなしている。第２拡径部１０１ｈは、この第２拡径部１０１ｈに対し排ガス流通方向上流側で最上流直管部１０１ｇの先端側と接続している。なお、最上流直管部１０１ｇは、上流直管部１０１ａと同様、直線状に延設している。

微粒子捕集フィルタ１１２は、排ガス１に含まれる微粒子を捕集するフィルタである。微粒子捕集フィルタ１１２で捕集した微粒子は、微粒子捕集フィルタ１１２の再生処理により燃焼されて当該微粒子捕集フィルタ１１２から除去される。なお、微粒子捕集フィルタ１１２で処理されて排ガス１中の微粒子が除去された排ガス１ｂは、選択還元触媒１１３に流通することになる。

車両の排気浄化装置２００は、アンモニア排出抑制機２２０を備える。アンモニア排出抑制機２２０は、凝縮水インジェクタ１２１、凝縮水送給管１２２、凝縮水分離器１２３およびアンモニア水回収器１２４を備えると共に、ＮＨ₃含有凝縮水（アンモニア水）１３を溜めるＮＨ₃含有凝縮水タンク（アンモニア水タンク）２２６を備える。ＮＨ₃含有凝縮水タンク２２６は、ＮＨ₃含有凝縮水送給管２２５を介して排気管１０１の凹部１０１ｅと接続している。これにより、ＮＨ₃含有凝縮水１３は、凹部１０１ｅおよびＮＨ₃含有凝縮水送給管２２５を介してＮＨ₃含有凝縮水タンク２２６に送給されることになる。ＮＨ₃含有凝縮水タンク２２６は、ＮＨ₃含有凝縮水ポンプ２２７、ＮＨ₃含有凝縮水供給管２２８および切換弁２２９を介して尿素水供給管１１４と接続している。ＮＨ₃含有凝縮水供給管２２８が尿素水供給管１１４を介して尿素水インジェクタ１１３と接続するように切換弁２２９を制御し、ＮＨ₃含有凝縮水ポンプ２２７を駆動すると共に、尿素水インジェクタ１１３を制御することにより、ＮＨ₃含有凝縮水タンク２２６内のＮＨ₃含有凝縮水１３が尿素水供給管１１４を流通して、尿素水インジェクタ１１３から排ガス１ｂに所定量で噴射されることになる。

なお、尿素水供給管１１４が尿素水インジェクタ１１３と接続するように切換弁２２９を制御し、尿素水ポンプ１１５を駆動すると共に、尿素水インジェクタ１１３を制御することにより、尿素水タンク１１６内の尿素水１１が尿素水供給管１１４を流通して、尿素水インジェクタ１１３から排ガス１ｂに所定量で噴射されることになる。

車両の排気浄化装置２００は、尿素水インジェクタ１１３、尿素水ポンプ１１５および凝縮水インジェクタ１２１を制御すると共に、ＮＨ₃含有凝縮水ポンプ２２７および切換弁２２９を制御する制御装置２３０をさらに備える。制御装置２３０は、エンジンなどの運転状況に基づき、尿素水ポンプ１１５および尿素水インジェクタ１１３による尿素水１１の噴射時期や尿素水の噴射量を調整する。

また、制御装置２３０は、アンモニアセンサ１３１で検出された排ガス１ａ中のアンモニア濃度が所定値を超えたときに、エンジンなどの運転状況に基づき、凝縮水１２の噴射時期や凝縮水１２の噴射量を調整して、凝縮水インジェクタ１２１により排ガス１ａに所定量で凝縮水１２が噴射される。これにより、排ガス１ａに含まれるアンモニアが凝縮水１２に吸収されてＮＨ₃含有凝縮水（アンモニア水）１３となる。ＮＨ₃含有凝縮水１３は、凹部１０１ｅおよびＮＨ₃含有凝縮水送給管２２５を介してＮＨ₃含有凝縮水タンク２２６に流通して回収されることになる。アンモニアが除去された排ガス２は、排気管１０１の下流側直管部１０１ｆから車両の外側へそのまま排出されることになる。なお、アンモニアセンサ１３１で検出された排ガス１ａ中のアンモニア濃度が所定値以下であるときには、排ガス１ａは排気管１０１の下流側直管部１０１ｆから車両の外側へそのまま排出されることになる。

さらに、制御装置２３０は、凝縮水１２の噴射量や排ガス１ａのアンモニア濃度などからＮＨ₃含有凝縮水１３のアンモニア濃度などを演算し、これらの演算結果に基づき、切換弁２２９、尿素水インジェクタ１１３、ＮＨ₃含有凝縮水ポンプ２２７を制御している。

ここで、ＮＨ₃含有凝縮水タンク２２６内のＮＨ₃含有凝縮水１３を尿素水インジェクタ１１３から噴射する場合の制御装置２３０による制御方法について、図３および図４を用いて以下に説明する。

先ず、微粒子捕集フィルタ１１２を再生処理中であるかどうかを判定する（ステップＳ２１）。

微粒子捕集フィルタ１１２を再生処理中ではない場合には、そのまま終了となる。すなわち、尿素水インジェクタ１１３から排ガス１ｂにＮＨ₃含有凝縮水１３を噴射せずに、上述した第一の実施形態の場合と同様、エンジンなどの運転状況に応じて、尿素水タンク１１６内の尿素水１１が尿素水供給管１１４を介して尿素水インジェクタ１１３から排ガス１ｂに噴射されることになる。

他方、微粒子捕集フィルタ１１２を再生処理中である場合には、ステップＳ２２に進むことになる。ステップＳ２２にて、ＮＨ₃含有凝縮水供給管２２８およびＮＨ₃含有凝縮水ポンプ２２７を介してＮＨ₃含有凝縮水タンク２２６と、尿素水供給管１１４を介して尿素水インジェクタ１１３とを接続するように、切換弁２２９が制御される。続いて、ステップＳ２３に進み、このステップＳ２３にて、ＮＨ₃含有凝縮水タンク２２６内のＮＨ₃含有凝縮水（アンモニア水）１３が、ＮＨ₃含有凝縮水ポンプ２２７およびＮＨ₃含有凝縮水供給管２２８を介して尿素水インジェクタ１１３から排ガス１ｂに所定量で噴射されることになる。これにより、従来、排ガスの温度が高温の場合にアンモニアは窒素酸化物への酸化が促進されるため尿素水の利用効率が低いこと、および尿素水タンク量の制限等により、一般的に微粒子捕集フィルタで捕集した微粒子の燃焼除去中は尿素水を添加せず、多量の窒素酸化物が放出されていたが、回収したＮＨ₃含有凝縮水（アンモニア水）１３を選択還元触媒１１１に添加できることから、少なからず排ガス中の窒素酸化物を除去することができる。すなわち、微粒子捕集フィルタ１１２を再生処理中であっても、排ガス１ｂ中の窒素酸化物を除去することができる。

したがって、本実施形態に係る車両の排気浄化装置２００によれば、アンモニアの排出抑制のために用いられ、当該アンモニアを吸収したＮＨ₃含有凝縮水１３を利用して、微粒子捕集フィルタ１１２の再生処理時の排ガス中の窒素酸化物を還元除去することができる。これにより、このときに排ガス中の窒素酸化物を還元除去する処理を行っていない従来の車両の排気浄化装置の場合と比べて、排ガス中の窒素酸化物を効率良く除去することができる。

本発明に係る車両の排気浄化装置によれば、選択還元触媒で消費され得なかった尿素水（アンモニア）の装置外側への放出を抑制することができるので、自動車産業などにおいて、極めて有益に利用することができる。

１ 排ガス
１ａ ＮＯｘ除去済み排ガス
２ アンモニア処理済み排ガス
１１ 尿素水
１２ 凝縮水
１３ ＮＨ₃含有凝縮水（アンモニア水）
１００ 車両の排気浄化装置
１０１ 排気管
１０１ｄ 傾斜部
１０１ｅ 凹部
１１１ 選択還元触媒
１１２ 微粒子捕集フィルタ（微粒子捕集手段）
１１３ 尿素水インジェクタ（添加手段）
１１４ 尿素水供給管
１１５ 尿素水ポンプ
１１６ 尿素水タンク
１２０ アンモニア排出抑制機
１２１ 凝縮水インジェクタ（水添加手段）
１２２ 凝縮水送給管
１２３ 凝縮水分離器
１２４ アンモニア水回収器（アンモニア水回収手段）
１３０ 制御装置（水添加時期制御手段、添加量制御手段）
１３１ アンモニアセンサ
２００ 車両の排気浄化装置
２２０ アンモニア排出抑制機
２２６ ＮＨ₃含有凝縮水タンク（アンモニア水タンク）
２２７ ＮＨ₃含有凝縮水ポンプ
２２８ ＮＨ₃含有凝縮水供給管
２２９ 切換弁（切換手段）
２３０ 制御装置（水噴射制御手段）

Claims (6)

1. 尿素水タンクに溜められた尿素水を排ガスに添加する添加手段と、前記添加手段で添加された前記尿素水を用いて排ガス中の窒素酸化物を還元除去する選択還元触媒とを有する車両の排気浄化装置であって、
   前記選択還元触媒に対し排ガス流通方向下流側に設けられ、前記排ガスに水を添加する水添加手段と、
   前記水添加手段に対し排ガス流通方向下流側に設けられ、前記水添加手段から添加された水に前記排ガス中のアンモニアが吸収されて生成されるアンモニア水を回収するアンモニア水回収手段と、
   前記水添加手段による前記排ガスへの前記水の添加時期を制御する水添加時期制御手段と、
   前記選択還元触媒に対し排ガス流通方向下流側に設けられ、前記排ガス中のアンモニアの濃度を検出するアンモニア濃度検出手段と、を備え、
   前記水添加時期制御手段は、前記アンモニア濃度検出手段で検出された検出値が所定値以上であるときに、前記水添加手段を制御して前記排ガスに前記水を添加する
   ことを特徴とする車両の排気浄化装置。
2. 請求項１に記載された車両の排気浄化装置において、
   前記排ガスが流通する排気管を有し、
   前記アンモニア水回収手段は、前記排気管が車両下方側へ傾斜して延設する傾斜部を有する
   ことを特徴とする車両の排気浄化装置。
3. 請求項２に記載された車両の排気浄化装置において、
   前記傾斜部に隣接して設けられ車両下方側に膨出する凹部を備え、
   前記凹部は、前記尿素水タンクと接続される
   ことを特徴とする車両の排気浄化装置。
4. 請求項１又は２に記載された車両の排気浄化装置において、
   前記アンモニア水回収手段で回収された前記アンモニア水を溜めるアンモニア水タンクと前記アンモニア水回収手段とは接続され、
   前記アンモニア水タンクは、前記添加手段と接続され、
   前記尿素水タンクと前記添加手段との接続と、前記アンモニア水タンクと前記添加手段との接続とを切り換える切換手段をさらに備える
   ことを特徴とする車両の排気浄化装置。
5. 請求項４に記載された車両の排気浄化装置において、
   前記添加手段に対し排ガス流通方向上流側に配置され、前記排ガスに含まれる微粒子を捕集し、捕集した微粒子を燃焼除去する微粒子捕集手段と、
   前記微粒子捕集手段で捕集した微粒子を燃焼除去しているときに、前記添加手段から前記排ガスに前記アンモニア水タンク内の前記水を噴射するように、前記切換手段により前記アンモニア水タンクと前記添加手段とを接続するように制御する水噴射制御手段とを備える
   ことを特徴とする車両の排気浄化装置。
6. 請求項１から請求項５の何れか一項に記載された車両の排気浄化装置において、
   前記水は、吸気中の水分を凝縮水分離器で凝縮させてなる凝縮水である
   ことを特徴とする車両の排気浄化装置。

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