JPH06173655A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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- JPH06173655A JPH06173655A JP4327746A JP32774692A JPH06173655A JP H06173655 A JPH06173655 A JP H06173655A JP 4327746 A JP4327746 A JP 4327746A JP 32774692 A JP32774692 A JP 32774692A JP H06173655 A JPH06173655 A JP H06173655A
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- Japan
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- hydrocarbon
- catalyst
- reducing
- nox
- exhaust gas
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/18—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/12—Hydrocarbons
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明の目的は、ＮＯｘ触媒の雰囲気温度
が比較的低温域にあっても、添加量の割にＮＯｘ浄化効
率を高めることにある。 【構成】 排気路Ｒ上に設けられ炭化水素を還元剤とし
て活性化され窒素酸化物ＮＯｘを分解する窒素酸化物還
元触媒９と、排気路Ｒ上で上記窒素酸化物還元触媒の上
流側に設けられる還元用炭化水素添加手段Ｍとを有し、
還元用炭化水素添加手段Ｍは燃料を改質しタンク１９，
３３，３９に貯蔵した炭化水素を主成分とした還元用炭
化水素を排気路Ｒに添加することを特徴とする。
が比較的低温域にあっても、添加量の割にＮＯｘ浄化効
率を高めることにある。 【構成】 排気路Ｒ上に設けられ炭化水素を還元剤とし
て活性化され窒素酸化物ＮＯｘを分解する窒素酸化物還
元触媒９と、排気路Ｒ上で上記窒素酸化物還元触媒の上
流側に設けられる還元用炭化水素添加手段Ｍとを有し、
還元用炭化水素添加手段Ｍは燃料を改質しタンク１９，
３３，３９に貯蔵した炭化水素を主成分とした還元用炭
化水素を排気路Ｒに添加することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、車両のディ
ーゼルエンジンから排出される排気ガスからＮＯｘ（窒
素酸化物）を効率良く排除できる排気ガス浄化装置、特
にここでは窒素酸化物還元触媒に還元用炭化水素を添加
してその浄化効率を向上させる排気ガス浄化装置に関す
る。
ーゼルエンジンから排出される排気ガスからＮＯｘ（窒
素酸化物）を効率良く排除できる排気ガス浄化装置、特
にここでは窒素酸化物還元触媒に還元用炭化水素を添加
してその浄化効率を向上させる排気ガス浄化装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、車両のエンジンを駆動すること
により排出される排気ガス中にはＣＯ2，Ｈ2Ｏ，Ｎ2の
他に、ＣＯ（一酸化炭素），ＨＣ（炭化水素），ＮＯｘ
（窒素酸化物）が含まれる。ここでＣＯ（一酸化炭
素），ＨＣ（炭化水素），ＮＯｘ（窒素酸化物）は有害
成分としてその排出量が規制されており、通常、ガソリ
ンエンジンではその排気系に三元触媒が装着され、しか
も、空燃比が理論空燃比に調整されることによって、こ
れらの有害成分の無害化処理を行なっている。
により排出される排気ガス中にはＣＯ2，Ｈ2Ｏ，Ｎ2の
他に、ＣＯ（一酸化炭素），ＨＣ（炭化水素），ＮＯｘ
（窒素酸化物）が含まれる。ここでＣＯ（一酸化炭
素），ＨＣ（炭化水素），ＮＯｘ（窒素酸化物）は有害
成分としてその排出量が規制されており、通常、ガソリ
ンエンジンではその排気系に三元触媒が装着され、しか
も、空燃比が理論空燃比に調整されることによって、こ
れらの有害成分の無害化処理を行なっている。
【０００３】これに対して、ディーゼルエンジンは酸素
過剰下で運転されることより、空燃比を理論空燃比に合
わせることができず、三元触媒を用いての排ガス浄化処
理は行なえなかった。即ち、供給酸素量が多い状態で運
転されるディーゼルエンジンではＣＯ，ＨＣの排出量は
比較的少なく、これに対して、ＮＯｘの排出量が高レベ
ルと成る。
過剰下で運転されることより、空燃比を理論空燃比に合
わせることができず、三元触媒を用いての排ガス浄化処
理は行なえなかった。即ち、供給酸素量が多い状態で運
転されるディーゼルエンジンではＣＯ，ＨＣの排出量は
比較的少なく、これに対して、ＮＯｘの排出量が高レベ
ルと成る。
【０００４】このため、ディーゼルエンジンの排気系に
はリーン運転下でＮＯｘを還元処理できる窒素酸化物還
元触媒を内蔵したＮＯｘ触媒コンバータが装着される傾
向にあり、各種提案が成されている。
はリーン運転下でＮＯｘを還元処理できる窒素酸化物還
元触媒を内蔵したＮＯｘ触媒コンバータが装着される傾
向にあり、各種提案が成されている。
【０００５】処で、ディーゼルエンジンの排気系にＮＯ
ｘを還元処理できるＮＯｘ触媒が装着された場合、その
ＮＯｘ触媒は図８に示すような活性化温度Ｔｓｏを上回
るとその浄化効率を高め、しかも排気ガス中のＨＣ（炭
化水素）／ＮＯｘのモル比が所定量を上回るとその浄化
効率を向上させることが知られており、たとえば図９に
示すような触媒活性域Ａを有している。なお、ここで横
軸はＨＣ／ＮＯｘの体積比であるモル比で表され、縦軸
は排気ガスの温度で、ここでの一例としてのＮＯｘ触媒
の触媒活性域はＨＣ／ＮＯｘモル比が１以上ある場合と
成っている。
ｘを還元処理できるＮＯｘ触媒が装着された場合、その
ＮＯｘ触媒は図８に示すような活性化温度Ｔｓｏを上回
るとその浄化効率を高め、しかも排気ガス中のＨＣ（炭
化水素）／ＮＯｘのモル比が所定量を上回るとその浄化
効率を向上させることが知られており、たとえば図９に
示すような触媒活性域Ａを有している。なお、ここで横
軸はＨＣ／ＮＯｘの体積比であるモル比で表され、縦軸
は排気ガスの温度で、ここでの一例としてのＮＯｘ触媒
の触媒活性域はＨＣ／ＮＯｘモル比が１以上ある場合と
成っている。
【０００６】これ故にＮＯｘ触媒の浄化効率ηNOXを高
めるべく、排気系のＮＯｘ触媒の上流側に還元用炭化水
素ＨＣを添加することが有効であると推測される。しか
し、排気系への添加の場合、燃料である軽油を添加する
と、この軽油はＮＯｘ触媒の浄化効率を高めることはで
きるが、ディーゼルエンジンの出力には全く寄与せず、
燃費の低下を招く可能性がある。
めるべく、排気系のＮＯｘ触媒の上流側に還元用炭化水
素ＨＣを添加することが有効であると推測される。しか
し、排気系への添加の場合、燃料である軽油を添加する
と、この軽油はＮＯｘ触媒の浄化効率を高めることはで
きるが、ディーゼルエンジンの出力には全く寄与せず、
燃費の低下を招く可能性がある。
【０００７】なお、還元用炭化水素ＨＣ（炭化水素）を
吸気路側に添加する方式を採ったものもあるが、吸気路
に添加された還元用炭化水素ＨＣは、実質的にＮＯｘ触
媒にどの程度達するか把握しずらく、しかも、添加され
たＨＣ（炭化水素）はシリンダ内壁面近傍に達してピス
トンの隙間からのオイル中に混入し、オイルの劣化を早
めるという問題も生じる。
吸気路側に添加する方式を採ったものもあるが、吸気路
に添加された還元用炭化水素ＨＣは、実質的にＮＯｘ触
媒にどの程度達するか把握しずらく、しかも、添加され
たＨＣ（炭化水素）はシリンダ内壁面近傍に達してピス
トンの隙間からのオイル中に混入し、オイルの劣化を早
めるという問題も生じる。
【０００８】処で、軽油等の燃料を成すＨＣ（炭化水
素）はその雰囲気、即ち温度や圧力によってその状態を
変化させ、特に、炭素数の相違に応じた各成分毎にその
特性は変化する。例えば、軽油はこれが常温常圧の雰囲
気下にあると、その生成物の内、炭素数が５乃至１５に
あるＨＣ（炭化水素）成分が液状を、炭素数４以下のＨ
Ｃ（炭化水素）成分がガス状を、炭素数１６以上のＨＣ
（炭化水素）成分が固体状を成すが、これら状態は温度
や圧力等の雰囲気の変化によって大きく変化する。しか
も、各生成物毎にその特性、特に、ＮＯｘ触媒を活性化
して窒素酸化物を分解する還元剤としての特性を異なら
せていることが推定されている。
素）はその雰囲気、即ち温度や圧力によってその状態を
変化させ、特に、炭素数の相違に応じた各成分毎にその
特性は変化する。例えば、軽油はこれが常温常圧の雰囲
気下にあると、その生成物の内、炭素数が５乃至１５に
あるＨＣ（炭化水素）成分が液状を、炭素数４以下のＨ
Ｃ（炭化水素）成分がガス状を、炭素数１６以上のＨＣ
（炭化水素）成分が固体状を成すが、これら状態は温度
や圧力等の雰囲気の変化によって大きく変化する。しか
も、各生成物毎にその特性、特に、ＮＯｘ触媒を活性化
して窒素酸化物を分解する還元剤としての特性を異なら
せていることが推定されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、排気系に
還元用炭化水素ＨＣとしての軽油等のＨＣ（炭化水素）
を添加する場合は添加量を確実に把握でき、オイル劣化
等の問題も生じないという利点があった。
還元用炭化水素ＨＣとしての軽油等のＨＣ（炭化水素）
を添加する場合は添加量を確実に把握でき、オイル劣化
等の問題も生じないという利点があった。
【００１０】しかし、排気系にＨＣ（炭化水素）として
軽油等の燃料を供給することによって、ＮＯｘ触媒を活
性化出来るとしても、軽油等の燃料を改質して添加する
場合、ガス、液体と個別にタンクに充分に貯蔵するよう
にしておかないと、常に変化するエンジン状態に最適な
量を供給することは困難な場合が多い。即ち、タンク無
しに、エンジン運転状態に応じたコントロールによって
エンジンの燃料を改質処理し供給するとしても、ＮＯｘ
触媒の浄化効率を充分に高めるだけの量の改質還元用炭
化水素ＨＣを添加出来ることは限らず、量確保が困難な
場合が多い。
軽油等の燃料を供給することによって、ＮＯｘ触媒を活
性化出来るとしても、軽油等の燃料を改質して添加する
場合、ガス、液体と個別にタンクに充分に貯蔵するよう
にしておかないと、常に変化するエンジン状態に最適な
量を供給することは困難な場合が多い。即ち、タンク無
しに、エンジン運転状態に応じたコントロールによって
エンジンの燃料を改質処理し供給するとしても、ＮＯｘ
触媒の浄化効率を充分に高めるだけの量の改質還元用炭
化水素ＨＣを添加出来ることは限らず、量確保が困難な
場合が多い。
【００１１】このように還元用炭化水素ＨＣとしての軽
油等のＨＣ（炭化水素）を必要量だけ常に確保できると
は限らず、従来は、添加量不足や、逆に過剰供給により
ＨＣ（炭化水素）の大気排出量が多くなるという問題が
あった。
油等のＨＣ（炭化水素）を必要量だけ常に確保できると
は限らず、従来は、添加量不足や、逆に過剰供給により
ＨＣ（炭化水素）の大気排出量が多くなるという問題が
あった。
【００１２】本発明の目的は、運転状態にかかわらず、
常に、還元用炭化水素ＨＣを適量づつ添加して、ＮＯｘ
浄化効率を高めることのできる排気ガス浄化装置を提供
することにある。
常に、還元用炭化水素ＨＣを適量づつ添加して、ＮＯｘ
浄化効率を高めることのできる排気ガス浄化装置を提供
することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、ディーゼルエンジンの排気を外部に排
出する排気路上に設けられ炭化水素を還元剤として窒素
酸化物を分解する窒素酸化物還元触媒と、上記排気路上
で上記窒素酸化物還元触媒の上流側に設けられる還元用
炭化水素添加手段とを有し、上記還元用炭化水素添加手
段は燃料を改質しタンクに貯蔵した炭化水素を主成分と
した還元用炭化水素を上記排気路に添加することを特徴
とする。
めに、本発明は、ディーゼルエンジンの排気を外部に排
出する排気路上に設けられ炭化水素を還元剤として窒素
酸化物を分解する窒素酸化物還元触媒と、上記排気路上
で上記窒素酸化物還元触媒の上流側に設けられる還元用
炭化水素添加手段とを有し、上記還元用炭化水素添加手
段は燃料を改質しタンクに貯蔵した炭化水素を主成分と
した還元用炭化水素を上記排気路に添加することを特徴
とする。
【００１４】
【作用】燃料を改質してタンクに貯蔵した炭化水素を主
成分とした還元用炭化水素が排気路に添加されるので、
運転状態に応じた必要添加量を確保出来ることと成る。
成分とした還元用炭化水素が排気路に添加されるので、
運転状態に応じた必要添加量を確保出来ることと成る。
【００１５】
【実施例】図１の排気ガス処理装置はディーゼルエンジ
ン（以後単にエンジンと記す）１に装着されている。こ
のエンジン１のエンジンブロック２内には４つの燃焼室
３（図１には一気筒のみを示した）が直列に配設され、
各燃焼室３の吸気ポート４は吸気マニホールド５に連通
し、同吸気マニホールド５に図示しない吸気管やエアク
リーナが連結され、他方、各燃焼室３の排気ポート６は
排気マニホールド７に連通し、同排気マニホールド７に
排気管８を介して窒素酸化物還元触媒（以後単にＮＯｘ
触媒と記す）９及び酸化触媒１０を収容した触媒コンバ
ータＣや図示しないマフラー等が順次連結され、排気路
Ｒが構成されている。
ン（以後単にエンジンと記す）１に装着されている。こ
のエンジン１のエンジンブロック２内には４つの燃焼室
３（図１には一気筒のみを示した）が直列に配設され、
各燃焼室３の吸気ポート４は吸気マニホールド５に連通
し、同吸気マニホールド５に図示しない吸気管やエアク
リーナが連結され、他方、各燃焼室３の排気ポート６は
排気マニホールド７に連通し、同排気マニホールド７に
排気管８を介して窒素酸化物還元触媒（以後単にＮＯｘ
触媒と記す）９及び酸化触媒１０を収容した触媒コンバ
ータＣや図示しないマフラー等が順次連結され、排気路
Ｒが構成されている。
【００１６】各燃焼室３は燃料噴射弁１２をそれぞれ備
え、各燃料噴射弁１２は各燃料パイプ１３を介して燃料
噴射ポンプ１４に連結されている。この燃料噴射ポンプ
１４はエンジン１の図示しないクランクシャフトの回転
力を受けて駆動される列型ポンプであり、燃料タンク２
２より燃料（軽油）供給を受け、図示しないアクセルペ
ダルに連動するロードレバー２３のレバー位置ＶLに応
じて燃料噴射量を調量し、タイマー２４により調整され
る噴射時期に各燃料噴射弁１２を駆動させるという周知
の構成を採る。即ち、燃料噴射ポンプ１４は各気筒の圧
縮上死点前の噴射時期において各気筒に対応する各燃料
噴射弁１２を噴射駆動させ、高圧燃料（軽油）を各気筒
の燃焼室に噴霧するように構成されている。図１中にお
いて符号１５は燃料噴射弁１４のレバー位置ＶL信号、
即ち、負荷情報を後述のＥＣＵ１６に伝える負荷センサ
を示す。
え、各燃料噴射弁１２は各燃料パイプ１３を介して燃料
噴射ポンプ１４に連結されている。この燃料噴射ポンプ
１４はエンジン１の図示しないクランクシャフトの回転
力を受けて駆動される列型ポンプであり、燃料タンク２
２より燃料（軽油）供給を受け、図示しないアクセルペ
ダルに連動するロードレバー２３のレバー位置ＶLに応
じて燃料噴射量を調量し、タイマー２４により調整され
る噴射時期に各燃料噴射弁１２を駆動させるという周知
の構成を採る。即ち、燃料噴射ポンプ１４は各気筒の圧
縮上死点前の噴射時期において各気筒に対応する各燃料
噴射弁１２を噴射駆動させ、高圧燃料（軽油）を各気筒
の燃焼室に噴霧するように構成されている。図１中にお
いて符号１５は燃料噴射弁１４のレバー位置ＶL信号、
即ち、負荷情報を後述のＥＣＵ１６に伝える負荷センサ
を示す。
【００１７】触媒コンバータＣはそのケーシング１０１
内にモノリス型の触媒担持体を直列状に一対備え、各触
媒担持体にはゼオライト系のＮＯｘ触媒９と、パラジュ
ームＰｄ系や、Ｐｔ系などの酸化触媒１０とを装備す
る。図１中の符号１１はケーシング１０１に支持され、
排気ガス温度Ｔ情報を後述のＥＣＵ１６に出力する排温
センサを示す。
内にモノリス型の触媒担持体を直列状に一対備え、各触
媒担持体にはゼオライト系のＮＯｘ触媒９と、パラジュ
ームＰｄ系や、Ｐｔ系などの酸化触媒１０とを装備す
る。図１中の符号１１はケーシング１０１に支持され、
排気ガス温度Ｔ情報を後述のＥＣＵ１６に出力する排温
センサを示す。
【００１８】ここでゼオライト系のＮＯｘ触媒９として
は、例えば、銅系ゼオライト触媒（ＣＵ／ＺＳＭ−５）
が採用される。この触媒の特性は、ＨＣの供給を受ける
ことにより、このＨＣ成分を還元剤としてより浄化効率
を向上させ、ＮＯｘを効果的にＮ2とＯ2に分解する。他
方、パラジュームＰｄ系の酸化触媒１０はＨＣ（炭化水
素）等を効果的にＨ2Ｏ，ＣＯ2に分解する能力を有す
る。
は、例えば、銅系ゼオライト触媒（ＣＵ／ＺＳＭ−５）
が採用される。この触媒の特性は、ＨＣの供給を受ける
ことにより、このＨＣ成分を還元剤としてより浄化効率
を向上させ、ＮＯｘを効果的にＮ2とＯ2に分解する。他
方、パラジュームＰｄ系の酸化触媒１０はＨＣ（炭化水
素）等を効果的にＨ2Ｏ，ＣＯ2に分解する能力を有す
る。
【００１９】更に、排気マニホールド７の合流部近傍に
は改質した炭化水素を主成分とした還元用炭化水素を排
気路Ｒに添加する還元用炭化水素添加手段Ｍが連結され
ている。この還元用炭化水素添加手段ＭはＨＣインジェ
クタ１７と、ＨＣインジェクタ１７にＨＣパイプ１８を
介して順次連結される開閉弁２１、レギュレータ２０及
び軽油等の燃料を改質して得た改質ガスとしてのエチレ
ンＣ2Ｈ4を充填したＨＣタンク１９とで構成されてい
る。
は改質した炭化水素を主成分とした還元用炭化水素を排
気路Ｒに添加する還元用炭化水素添加手段Ｍが連結され
ている。この還元用炭化水素添加手段ＭはＨＣインジェ
クタ１７と、ＨＣインジェクタ１７にＨＣパイプ１８を
介して順次連結される開閉弁２１、レギュレータ２０及
び軽油等の燃料を改質して得た改質ガスとしてのエチレ
ンＣ2Ｈ4を充填したＨＣタンク１９とで構成されてい
る。
【００２０】ここで、ＨＣインジェクタ１７は流体噴射
装置であり、例えば、図２に示すように排気マニホール
ド７に支持される本体２５と、本体２５内の先端に形成
される噴射孔２６と、噴射孔２６を開閉させる弁体２７
と、弁体を閉弁付勢するバネ２８と、バネの弾性力に抗
して弁体２７を開弁方向に駆動するソレノイド２９と、
噴射孔２６にＨＣパイプ１８からのエチレンＣ2Ｈ4を導
くガイド部３０とで構成されている。ここでソレノイド
２９は後述のＥＣＵ１６に接続され、同部のオンオフ信
号（デューティー比）に応じて弁体２７が噴射孔２６を
開閉駆動させ、そのデューティー比がゼロでは無噴射
を、デューティー比が１００％では最大噴射量を確保す
ることができる。
装置であり、例えば、図２に示すように排気マニホール
ド７に支持される本体２５と、本体２５内の先端に形成
される噴射孔２６と、噴射孔２６を開閉させる弁体２７
と、弁体を閉弁付勢するバネ２８と、バネの弾性力に抗
して弁体２７を開弁方向に駆動するソレノイド２９と、
噴射孔２６にＨＣパイプ１８からのエチレンＣ2Ｈ4を導
くガイド部３０とで構成されている。ここでソレノイド
２９は後述のＥＣＵ１６に接続され、同部のオンオフ信
号（デューティー比）に応じて弁体２７が噴射孔２６を
開閉駆動させ、そのデューティー比がゼロでは無噴射
を、デューティー比が１００％では最大噴射量を確保す
ることができる。
【００２１】開閉弁２１は後述のＥＣＵ１６からのオン
オフ信号によって切り換えられ、適時にエチレンＣ2Ｈ4
をＨＣインジェクタ１７に供給する。レギュレータ２０
はＨＣタンク１９からのガスであるエチレンＣ2Ｈ4の圧
力を所望値に減圧して開閉弁２１に供給する。ＨＣタン
ク１９は予め軽油等の燃料の改質処理によって得られた
エチレンＣ2Ｈ4を充填した高圧タンクであり、予め個別
にタンクに貯蔵して工場生産され、適時に交換して車載
される。なお、このＨＣタンク１９に燃料を改質した改
質ガスに代えて、燃料を改質した改質液体である炭化水
素を主成分とした還元用炭化水素を貯蔵し、供給するよ
うにしても良い。
オフ信号によって切り換えられ、適時にエチレンＣ2Ｈ4
をＨＣインジェクタ１７に供給する。レギュレータ２０
はＨＣタンク１９からのガスであるエチレンＣ2Ｈ4の圧
力を所望値に減圧して開閉弁２１に供給する。ＨＣタン
ク１９は予め軽油等の燃料の改質処理によって得られた
エチレンＣ2Ｈ4を充填した高圧タンクであり、予め個別
にタンクに貯蔵して工場生産され、適時に交換して車載
される。なお、このＨＣタンク１９に燃料を改質した改
質ガスに代えて、燃料を改質した改質液体である炭化水
素を主成分とした還元用炭化水素を貯蔵し、供給するよ
うにしても良い。
【００２２】ＥＣＵ１６は周知のマイクロコンピュータ
で要部が構成され、ここではクランク角情報である各気
筒毎の噴射時期θｉ情報をクランク角センサ３７より取
り込み、燃料噴射弁１４のレバー位置ＶL情報を負荷セ
ンサ１５より取り込み、排気ガス温度Ｔ情報を排温セン
サ１１より取り込み、図４乃至図５のプログラムに沿っ
てＨＣインジェクタ１７を駆動するように機能する。
で要部が構成され、ここではクランク角情報である各気
筒毎の噴射時期θｉ情報をクランク角センサ３７より取
り込み、燃料噴射弁１４のレバー位置ＶL情報を負荷セ
ンサ１５より取り込み、排気ガス温度Ｔ情報を排温セン
サ１１より取り込み、図４乃至図５のプログラムに沿っ
てＨＣインジェクタ１７を駆動するように機能する。
【００２３】以下、図４乃至図５のプログラムに沿って
本装置の作動を説明する。
本装置の作動を説明する。
【００２４】エンジン１が運転に入ると、ＥＣＵ１６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
制御に入る。
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
制御に入る。
【００２５】メインルーチンではエンジン始動と共に開
閉弁２１をオン作動し、両タンク３３，３９の貯蔵量が
所定値を上回るか否か判断し下回るとタンク交換指令を
発っし、その途中でＨＣ噴射制御ルーチンに達すると、
図４の制御に進む。
閉弁２１をオン作動し、両タンク３３，３９の貯蔵量が
所定値を上回るか否か判断し下回るとタンク交換指令を
発っし、その途中でＨＣ噴射制御ルーチンに達すると、
図４の制御に進む。
【００２６】ここでステップｓ１、ｓ２では排気ガス温
度Ｔｇを取り込み、同排気ガス温度Ｔｇが予め設定され
ている触媒活性化温度Ｔｓｏを上回る前は暖機中と見做
してステップｓ３に進み、デューティー比ＤＵｓをゼ
ロ、即ち無噴射として処理し、メインルーチンにリター
ンする。逆に、ステップｓ２で排気ガス温度Ｔｇが触媒
活性化温度Ｔｓｏを上回り、触媒が活性化したと見做さ
れると、ステップｓ４に達し、予めメインルーチンで算
出されているレバー位置ＶL及びエンジン回転数Ｎｅ情
報を取り込む。その後、ステップｓ５では図３のＨＣ噴
射量相当デューティー比算出マップに基づき、ＨＣ噴射
量相当デューティー比ＤＵｓを算出し、メインルーチン
にリターンする。
度Ｔｇを取り込み、同排気ガス温度Ｔｇが予め設定され
ている触媒活性化温度Ｔｓｏを上回る前は暖機中と見做
してステップｓ３に進み、デューティー比ＤＵｓをゼ
ロ、即ち無噴射として処理し、メインルーチンにリター
ンする。逆に、ステップｓ２で排気ガス温度Ｔｇが触媒
活性化温度Ｔｓｏを上回り、触媒が活性化したと見做さ
れると、ステップｓ４に達し、予めメインルーチンで算
出されているレバー位置ＶL及びエンジン回転数Ｎｅ情
報を取り込む。その後、ステップｓ５では図３のＨＣ噴
射量相当デューティー比算出マップに基づき、ＨＣ噴射
量相当デューティー比ＤＵｓを算出し、メインルーチン
にリターンする。
【００２７】このステップｓ５で用いるＨＣ噴射量相当
デューティー比算出マップは、レバー位置ＶL及びエン
ジン回転数Ｎｅに応じたエチレンＣ２Ｈ４の目標量（全
筒相当分）相当のＨＣ噴射量相当デューティー比ＤＵｓ
を算出することができるように予め設定される。
デューティー比算出マップは、レバー位置ＶL及びエン
ジン回転数Ｎｅに応じたエチレンＣ２Ｈ４の目標量（全
筒相当分）相当のＨＣ噴射量相当デューティー比ＤＵｓ
を算出することができるように予め設定される。
【００２８】他方、メインルーチンでは、クランク角セ
ンサ３６よりの噴射時期θｉパルスによる割り込み処理
が実行されており、ここでは、所定クランク角毎の噴射
時期θｉに達すると、図５に示すステップｍ１において
最新のＨＣ噴射量相当デューティー比ＤＵｓを取り込
む。更にステップｍ２では同デューティー比ＤＵｓでＨ
Ｃインジェクタ１７を駆動し、排気路Ｒ下流に全筒相当
量のエチレンＣ2Ｈ4を添加し、メインルーチンにリター
ンする。
ンサ３６よりの噴射時期θｉパルスによる割り込み処理
が実行されており、ここでは、所定クランク角毎の噴射
時期θｉに達すると、図５に示すステップｍ１において
最新のＨＣ噴射量相当デューティー比ＤＵｓを取り込
む。更にステップｍ２では同デューティー比ＤＵｓでＨ
Ｃインジェクタ１７を駆動し、排気路Ｒ下流に全筒相当
量のエチレンＣ2Ｈ4を添加し、メインルーチンにリター
ンする。
【００２９】このように、この装置ではエンジン１のＮ
Ｏｘ触媒９が活性化温度Ｔｓｏを上回った後の運転時に
おいて、エンジン負荷及びエンジン回転数が大きいほど
多量のエチレンＣ2Ｈ4ガスを還元剤として排気路Ｒより
ＮＯｘ触媒に添加する。このためＮＯｘをＮ2とＯ2に確
実に分解でき、同時にＨＣをＨ2Ｏ，ＣＯ2に分解し、し
かも、ＮＯｘ触媒９を通過したＨＣを酸化触媒１０が確
実にＨ2Ｏ，ＣＯ2に分解するので、ＨＣをそのまま大気
放出することを確実に防止できる。
Ｏｘ触媒９が活性化温度Ｔｓｏを上回った後の運転時に
おいて、エンジン負荷及びエンジン回転数が大きいほど
多量のエチレンＣ2Ｈ4ガスを還元剤として排気路Ｒより
ＮＯｘ触媒に添加する。このためＮＯｘをＮ2とＯ2に確
実に分解でき、同時にＨＣをＨ2Ｏ，ＣＯ2に分解し、し
かも、ＮＯｘ触媒９を通過したＨＣを酸化触媒１０が確
実にＨ2Ｏ，ＣＯ2に分解するので、ＨＣをそのまま大気
放出することを確実に防止できる。
【００３０】ここで、図７に還元用炭化水素ＨＣとして
エチレンＣ2Ｈ4を用いた際のＮＯｘ触媒９のＮＯｘ、Ｈ
Ｃ、ＣＯの排気ガス温度に応じた各浄化効率ηを示し
た。なお、図６には還元用炭化水素ＨＣとして軽油を用
い、他は同一条件で得られたＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯの排気
ガス温度に応じた各浄化効率ηを示した。
エチレンＣ2Ｈ4を用いた際のＮＯｘ触媒９のＮＯｘ、Ｈ
Ｃ、ＣＯの排気ガス温度に応じた各浄化効率ηを示し
た。なお、図６には還元用炭化水素ＨＣとして軽油を用
い、他は同一条件で得られたＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯの排気
ガス温度に応じた各浄化効率ηを示した。
【００３１】これらより明らかなように、還元用炭化水
素ＨＣとしてエチレンＣ2Ｈ4をＮＯｘ触媒に添加した場
合の浄化効率（図７中の排気ガス温度３００℃の点での
浄化効率ηG）のほうが、軽油添加の場合の浄化効率
（図６中の排気ガス温度３００℃の点での浄化効率
ηL）より明確に高められており、特に、ＮＯｘ触媒の
排気ガス温度が比較的低温域にあっても、高効率でＮＯ
ｘを浄化処理できる。この結果、エチレンＣ2Ｈ4添加に
よって、この添加量の割に、高効率でＮＯｘを浄化処理
でき、無駄なＨＣ（炭化水素）の添加を防止し、燃費の
低下を低減できるる。
素ＨＣとしてエチレンＣ2Ｈ4をＮＯｘ触媒に添加した場
合の浄化効率（図７中の排気ガス温度３００℃の点での
浄化効率ηG）のほうが、軽油添加の場合の浄化効率
（図６中の排気ガス温度３００℃の点での浄化効率
ηL）より明確に高められており、特に、ＮＯｘ触媒の
排気ガス温度が比較的低温域にあっても、高効率でＮＯ
ｘを浄化処理できる。この結果、エチレンＣ2Ｈ4添加に
よって、この添加量の割に、高効率でＮＯｘを浄化処理
でき、無駄なＨＣ（炭化水素）の添加を防止し、燃費の
低下を低減できるる。
【００３２】上述の処において、ガス化したＨＣ（炭化
水素）としてエチレンＣ2Ｈ4を説明したが、これに代え
て、プロピレンＣ3Ｈ6その他のガス化したＨＣ（炭化水
素）を用いることもできる。
水素）としてエチレンＣ2Ｈ4を説明したが、これに代え
て、プロピレンＣ3Ｈ6その他のガス化したＨＣ（炭化水
素）を用いることもできる。
【００３３】上述の処において、還元用炭化水素添加手
段ＭはエチレンＣ2Ｈ4を排気路Ｒに添加していたが、こ
れに代えて、図８に示すように還元用炭化水素添加手段
Ｍ１が燃料タンク２２の軽油を軽油改質触媒３１で改質
して改質ガス及び改質液体を生成し、これらをエンジン
運転状態に応じ、排気路Ｒに添加しても良い。なお、軽
油を改質した改質液体を還元用炭化水素として排気路Ｒ
に添加するとより効果的にＮＯXを浄化出来る場合があ
る。
段ＭはエチレンＣ2Ｈ4を排気路Ｒに添加していたが、こ
れに代えて、図８に示すように還元用炭化水素添加手段
Ｍ１が燃料タンク２２の軽油を軽油改質触媒３１で改質
して改質ガス及び改質液体を生成し、これらをエンジン
運転状態に応じ、排気路Ｒに添加しても良い。なお、軽
油を改質した改質液体を還元用炭化水素として排気路Ｒ
に添加するとより効果的にＮＯXを浄化出来る場合があ
る。
【００３４】この場合の還元用炭化水素添加手段Ｍ１
は、軽油の燃料タンク２２に軽油改質手段３４、気液分
離器３５を順次接続し、気液分離器３５の改質ガスを逆
流防止弁３２を介し改質燃料タンク３３に、改質液体を
改質燃料液体タンク３９及び余剰分を燃料タンク２２に
戻すように接続される。ここで、改質燃料タンク３３及
び改質燃料液体タンク３９が図示しない切換え弁を介し
ＨＣインジェクタ１７に接続される。ここで、図示しな
い切換え弁及びＨＣインジェクタ１７はＥＣＵ１６によ
り駆動制御される。
は、軽油の燃料タンク２２に軽油改質手段３４、気液分
離器３５を順次接続し、気液分離器３５の改質ガスを逆
流防止弁３２を介し改質燃料タンク３３に、改質液体を
改質燃料液体タンク３９及び余剰分を燃料タンク２２に
戻すように接続される。ここで、改質燃料タンク３３及
び改質燃料液体タンク３９が図示しない切換え弁を介し
ＨＣインジェクタ１７に接続される。ここで、図示しな
い切換え弁及びＨＣインジェクタ１７はＥＣＵ１６によ
り駆動制御される。
【００３５】軽油改質手段３４はヒータ３６を備えた改
質触媒収容器３７に軽油改質触媒３１を充填する。ヒー
タ３６はヒータ駆動回路３８を介してＥＣＵ１６に連結
されている。軽油改質触媒３１としてはゼオライト系の
軽油改質触媒が採用される。
質触媒収容器３７に軽油改質触媒３１を充填する。ヒー
タ３６はヒータ駆動回路３８を介してＥＣＵ１６に連結
されている。軽油改質触媒３１としてはゼオライト系の
軽油改質触媒が採用される。
【００３６】このゼオライト系の軽油改質触媒は供給さ
れた軽油をガス状及び液状のＨＣ（炭化水素）成分、即
ち、還元用炭化水素ＨＣに変化させる。ここで、軽油改
質手段３４からの生成物は気液分離器３５で比較的低分
子の改質ガスであるＨＣ（炭化水素）成分とその他の改
質液体であるＨＣ（炭化水素）成分に分離され、改質ガ
スが改質燃料タンク３３に、その他の改質液体が改質燃
料液体タンク３９に、その余剰分が燃料タンク２２にそ
れぞれ戻される様に構成される。
れた軽油をガス状及び液状のＨＣ（炭化水素）成分、即
ち、還元用炭化水素ＨＣに変化させる。ここで、軽油改
質手段３４からの生成物は気液分離器３５で比較的低分
子の改質ガスであるＨＣ（炭化水素）成分とその他の改
質液体であるＨＣ（炭化水素）成分に分離され、改質ガ
スが改質燃料タンク３３に、その他の改質液体が改質燃
料液体タンク３９に、その余剰分が燃料タンク２２にそ
れぞれ戻される様に構成される。
【００３７】なお、軽油改質触媒３１はヒータ３６によ
る加熱処理を受けて、軽油の成分比率を低分子成分比率
の高い生成物（ガス状生成物）に改質するというハイド
ロクラッキング作用を示すものであり、このような軽油
改質触媒として使用できるゼオライト系の軽油改質触媒
のハイドロクラッキング作用については特公昭５１−１
５０００号公報に開示されている。
る加熱処理を受けて、軽油の成分比率を低分子成分比率
の高い生成物（ガス状生成物）に改質するというハイド
ロクラッキング作用を示すものであり、このような軽油
改質触媒として使用できるゼオライト系の軽油改質触媒
のハイドロクラッキング作用については特公昭５１−１
５０００号公報に開示されている。
【００３８】この場合、ＥＣＵ１６は図示しないメイン
ルーチンにおいて両タンク３３，３９の貯蔵量が所定値
を上回るまで改質ガス及び改質液体を継続的に生成する
処理を行ない、所定量上回ると改質処理を停止するとい
う制御を繰り返す。そして、エンジン負荷及びエンジン
回転数が大きいほど多量の改質ガスあるいは改質液体を
車載のタンク１７，３９よりＨＣインジェクタ１７に選
択的に導き、ＮＯｘ触媒９に添加する制御を行ない、こ
れによって、エンジンの広範囲の運転域でＮＯｘ触媒の
浄化効率ηNOXを十分に高められる。
ルーチンにおいて両タンク３３，３９の貯蔵量が所定値
を上回るまで改質ガス及び改質液体を継続的に生成する
処理を行ない、所定量上回ると改質処理を停止するとい
う制御を繰り返す。そして、エンジン負荷及びエンジン
回転数が大きいほど多量の改質ガスあるいは改質液体を
車載のタンク１７，３９よりＨＣインジェクタ１７に選
択的に導き、ＮＯｘ触媒９に添加する制御を行ない、こ
れによって、エンジンの広範囲の運転域でＮＯｘ触媒の
浄化効率ηNOXを十分に高められる。
【００３９】
【発明の効果】以上のように、本発明の排気ガス浄化装
置は、排気路に予めタンクに貯蔵されている燃料を改質
しタンクに貯蔵した炭化水素を主成分とした還元用炭化
水素を添加するので、運転状態にかかわらず、常に、還
元用炭化水素ＨＣを適量づつ添加して、ＮＯｘ浄化効率
を高めることが出来る。
置は、排気路に予めタンクに貯蔵されている燃料を改質
しタンクに貯蔵した炭化水素を主成分とした還元用炭化
水素を添加するので、運転状態にかかわらず、常に、還
元用炭化水素ＨＣを適量づつ添加して、ＮＯｘ浄化効率
を高めることが出来る。
【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】図１の装置で用いるＨＣインジェクタの断面図
である。
である。
【図３】図１の装置で用いるＨＣ噴射量相当デューティ
ー比算出マップの特性線図である。
ー比算出マップの特性線図である。
【図４】図１の装置で用いるＨＣ噴射制御ルーチンのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図５】図１の装置で用いるインジェクタ駆動ルーチン
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図６】軽油添加時の浄化効率の一例を示す特性線図で
ある。
ある。
【図７】本装置にエチレンＣ２Ｈ４添加した際の浄化効
率の一例を示す特性線図である。
率の一例を示す特性線図である。
【図８】本発明の他の実施例で用いる還元用炭化水素添
加手段の概略構成線図である。
加手段の概略構成線図である。
【図９】排気ガス浄化装置で用いるＮＯｘ触媒の浄化効
率特性線図である。
率特性線図である。
【図１０】排気ガス浄化装置で用いるＮＯｘ触媒の触媒
活性域特性線図である。
活性域特性線図である。
１ エンジン ３ 燃焼室 ８ 排気管 ９ ＮＯｘ触媒 １０ 酸化触媒 １２ 燃料噴射弁 １６ ＥＣＵ １７ ＨＣインジェクタ Ｃ 触媒コンバータ Ｒ 排気路 Ｍ 還元用炭化水素添加手段 ２１ 燃料改質手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/24 ＺＡＢ Ａ 3/28 ３０１ Ｃ
Claims (1)
- 【請求項１】ディーゼルエンジンの排気を外部に排出す
る排気路上に設けられ炭化水素を還元剤として窒素酸化
物を分解する窒素酸化物還元触媒と、上記排気路上で上
記窒素酸化物還元触媒の上流側に設けられる還元用炭化
水素添加手段とを有し、上記還元用炭化水素添加手段は
燃料を改質しタンクに貯蔵した炭化水素を主成分とした
還元用炭化水素を上記排気路に添加することを特徴とす
る排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4327746A JPH06173655A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4327746A JPH06173655A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173655A true JPH06173655A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18202523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4327746A Withdrawn JPH06173655A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06173655A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001193443A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-07-17 | Hyundai Motor Co Ltd | ディーゼル車両用窒化酸化物の浄化システム及び浄化制御方法 |
| US6988360B2 (en) | 2002-07-31 | 2006-01-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust emission purification device for internal combustion engine |
-
1992
- 1992-12-08 JP JP4327746A patent/JPH06173655A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001193443A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-07-17 | Hyundai Motor Co Ltd | ディーゼル車両用窒化酸化物の浄化システム及び浄化制御方法 |
| US6988360B2 (en) | 2002-07-31 | 2006-01-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust emission purification device for internal combustion engine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000307 |