JPWO2009008450A1 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
Description
内燃機関の排気通路にその外周面と前記排気通路の内周面との間を排気が流れるように設けられた酸化機能を有する前段触媒と、
該前段触媒よりも下流側の排気通路に設けられた酸化機能を有する後段触媒と、
前記排気通路における前記前段触媒の直上流に設けられており、前記後段触媒を昇温させるときに前記前段触媒を還元剤が通過するように還元剤を添加する還元剤添加弁と、
前記排気通路における前記前段触媒より下流側且つ前記後段触媒よりも上流側に設けられ排気中の還元剤を一時的に保持する機能を有する保持触媒と、を備えることを特徴とする。
2・・・排気通路
3・・・吸気通路
4・・・酸化触媒
5・・・パティキュレートフィルタ
6・・・HC添加弁
9・・・第一温度センサ
10・・ECU
13・・HC吸着酸化触媒
14・・NOx触媒
15・・第二温度センサ
16・・第三温度センサ
<内燃機関の吸排気系の概略構成>
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図1は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
本実施例では、未活性の状態のNOx触媒14を活性化させるときや、NOx触媒14に吸蔵されたSOxを放出させて還元するとき、フィルタ5に捕集されたPMを酸化させて除去するときに、NOx触媒14を昇温させるNOx触媒昇温制御を実行する。
本実施例においては、HC吸着酸化触媒13の酸化能力を上昇させるときに、HC吸着酸化触媒13を昇温させるHC吸着酸化触媒昇温制御を実行する。本実施例に係るHC吸着酸化触媒昇温制御は、NOx触媒昇温制御と同様、HC添加弁6からHCが添加されることで実現される。
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。
本実施例においても、HC添加弁6からHCが添加されることでNOx触媒昇温制御が実現される。ここで、本実施例に係るNOx触媒昇温制御の実行時におけるHC添加弁6からのHC添加方法について説明する。HC添加弁6からHCが添加されて酸化触媒4の温度が上昇すると、それに伴ってHC吸着酸化触媒13の温度も上昇する。HC吸着酸化触媒13の温度が上昇すると該HC吸着酸化触媒13の酸化能力が上昇する。
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。
以下、本実施例に係るNOx触媒昇温制御のルーチンについて図4に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ECU10に予め記憶されており、NOx触媒14の昇温実行条件が成立したときに実行される。尚、図4に示すフローチャートは、図2に示すフローチャートのS102、S104をS302、S304、S305に置き換えたものである。そのため、S302、S304、S305についてのみ説明し、その他のステップの説明を省略する。
本実施例においては、HC吸着酸化触媒昇温制御においても、酸化触媒4の温度Tcが第一所定温度Tc1以上となるまでは、HC添加弁6からのHCの添加を実行せずに排出HC増加制御を実行する。そして、酸化触媒4の温度Tcが第一所定温度Tc1以上となったときに、排出HC増加制御を停止してHC添加弁6からのHCの添加を実行する。
<内燃機関の吸排気系の概略構成>
図5は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。本実施例に係る構成は、実施例1に係る構成におけるHC吸着酸化触媒13をHC吸着触媒17に置き換えたものであり、この点以外は実施例1に係る構成と同様である。
本実施例においも、HC添加弁6からHCが添加されることでNOx触媒昇温制御が実現される。そして、本実施例においては、実施例1と同様、図2に示すNOx触媒昇温制御のルーチンがECU10に予め記憶されており、該ルーチンが実行されることによりNOx触媒昇温制御が実現される。
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例4と同様である。
本実施例においては、実施例3と同様、図4に示すNOx触媒昇温制御のルーチンがECU10に予め記憶されており、該ルーチンが実行されることによりNOx触媒昇温制御が実現される。
Claims (17)
- 内燃機関の排気通路にその外周面と前記排気通路の内周面との間を排気が流れるように設けられた酸化機能を有する前段触媒と、
該前段触媒よりも下流側の排気通路に設けられた酸化機能を有する後段触媒と、
前記排気通路における前記前段触媒の直上流に設けられており、前記後段触媒を昇温させるときに前記前段触媒を還元剤が通過するように還元剤を添加する還元剤添加弁と、
前記排気通路における前記前段触媒より下流側且つ前記後段触媒よりも上流側に設けられ排気中の還元剤を一時的に保持する機能を有する保持触媒と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記保持触媒が、酸化機能および還元剤吸着機能を有する還元剤吸着酸化触媒であることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記後段触媒を昇温させるときに、前記還元剤添加弁からの還元剤の添加開始時点から所定のタイミングまでの間における単位時間当たりの還元剤の添加量を、前記所定のタイミング以降における単位時間当たりの還元剤の添加量より少なくすることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記所定のタイミングが、前記前段触媒が第一所定温度以上となったタイミングであることを特徴とする請求項3記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記所定のタイミングが、前記還元剤吸着酸化触媒が第二所定温度以上となったタイミングであることを特徴とする請求項3記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記後段触媒を昇温させるときに、前記前段触媒の温度が第一所定温度以上となるまでは、前記還元剤添加弁から還元剤を添加せずに前記内燃機関から排出されるHCの量を増加させる排出HC増加制御を実行し、前記前段触媒の温度が前記第一所定温度以上となってから前記還元剤添加弁から還元剤を添加することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記還元剤添加弁が、前記還元剤吸着酸化触媒を昇温させるときにも前記前段触媒を還元剤が通過するように還元剤を添加するものであって、
前記還元剤吸着酸化触媒を昇温させるときに、前記還元剤添加弁からの還元剤の添加開始時点から所定のタイミングまでの間における単位時間当たりの還元剤の添加量を、前記所定のタイミング以降における単位時間当たりの還元剤の添加量より少なくすることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記所定のタイミングが、前記前段触媒が第一所定温度以上となったタイミングであることを特徴とする請求項7記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記還元剤添加弁が、前記還元剤吸着酸化触媒を昇温させるときにも前記前段触媒を還元剤が通過するように還元剤を添加するものであって、
前記還元剤吸着酸化触媒を昇温させるときに、前記前段触媒の温度が前記第一所定温度以上となるまでは、前記還元剤添加弁から還元剤を添加せずに前記内燃機関から排出されるHCの量を増加させる排出HC増加制御を実行し、前記前段触媒の温度が前記第一所定温度以上となってから前記還元剤添加弁から還元剤を添加することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記還元剤吸着酸化触媒における還元剤の吸着量が許容範囲の上限値を越えたか否かを判別する判定手段をさらに備え、
前記判定手段によって前記還元剤吸着酸化触媒における還元剤の吸着量が許容範囲の上限値を越えたと判定されたときには、前記還元剤添加弁による還元剤の添加を停止することを特徴とする請求項2から9のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記保持触媒が、その温度が吸着温度上限値以下の場合は排気中の還元剤を吸着し、その温度が前記吸着温度上限値より高いときは吸着された還元剤を放出する機能を有する還元剤吸着触媒であることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記後段触媒を昇温させるときに、前記還元剤添加弁からの還元剤の添加開始時点から所定のタイミングまでの間における単位時間当たりの還元剤の添加量を、前記所定のタイミング以降における単位時間当たりの還元剤の添加量より少なくすることを特徴とする請求項11記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記所定のタイミングが、前記前段触媒が第一所定温度以上となったタイミングであることを特徴とする請求項12記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記後段触媒を昇温させるときに、前記前段触媒の温度が第一所定温度以上となるまでは、前記還元剤添加弁から還元剤を添加せずに前記内燃機関から排出されるHCの量を増加させる排出HC増加制御を実行し、前記前段触媒の温度が前記第一所定温度以上となってから前記還元剤添加弁から還元剤を添加することを特徴とする請求項11記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記還元剤吸着酸化触媒における還元剤の吸着量が許容範囲の上限値を越えたか否かを判別する判定手段をさらに備え、
前記判定手段によって前記還元剤吸着酸化触媒における還元剤の吸着量が許容範囲の上限値を越えたと判定されたときには、前記還元剤添加弁による還元剤の添加を停止することを特徴とする請求項11から14のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記第一所定温度が、前記前段触媒を流れる排気の粘性係数が上昇することで前記前段触媒を通過する排気の流量が減少し、それによって前記前段触媒において酸化可能な還元剤の量が十分に増加したと判断出来る温度であることを特徴とする請求項4、6、8、9、13及び14に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記第二所定温度が、前記還元剤吸着酸化触媒の酸化能力が十分に高くなっていると判断出来る温度であることを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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