JPH06137138A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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- JPH06137138A JPH06137138A JP29027392A JP29027392A JPH06137138A JP H06137138 A JPH06137138 A JP H06137138A JP 29027392 A JP29027392 A JP 29027392A JP 29027392 A JP29027392 A JP 29027392A JP H06137138 A JPH06137138 A JP H06137138A
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- nox
- hydrocarbon
- exhaust gas
- fuel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明の目的は、ＮＯｘ触媒の浄化効率η
NOXを高レベルに保持することにある。 【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は燃料成分の低分子化を促進する
改質触媒で改質された改質燃料を排気路Ｒに添加するこ
とを特徴とする。
NOXを高レベルに保持することにある。 【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は燃料成分の低分子化を促進する
改質触媒で改質された改質燃料を排気路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。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。
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。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。
【０００３】このため、ディーゼルエンジンの排気系に
は酸素過剰下で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。処で、ディーゼルエ
ンジンの排気系にＮＯｘ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９に示すような活
性化温度Ｔｓｏを上回るとＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯの各浄化
効率を高める。なおこのデータは、試験条件がＳＶ値７
０．０００（１／ｈ）、ガス流量１５．８（Ｌ／ｍｉ
ｎ），触媒タイプはモノリスタイプ、触媒容量１３．５
ｃｃであり、試験ガス濃度がＮＯｘ：５００ｐｐｍ，Ｃ
Ｏ：３００ｐｐｍ，ＨＣ：１５００ｐｐｍ（相当量の軽
油０．０１９ｍｍ／ｍｉｎ添加）で行なわれた。
は酸素過剰下で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。処で、ディーゼルエ
ンジンの排気系にＮＯｘ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９に示すような活
性化温度Ｔｓｏを上回るとＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯの各浄化
効率を高める。なおこのデータは、試験条件がＳＶ値７
０．０００（１／ｈ）、ガス流量１５．８（Ｌ／ｍｉ
ｎ），触媒タイプはモノリスタイプ、触媒容量１３．５
ｃｃであり、試験ガス濃度がＮＯｘ：５００ｐｐｍ，Ｃ
Ｏ：３００ｐｐｍ，ＨＣ：１５００ｐｐｍ（相当量の軽
油０．０１９ｍｍ／ｍｉｎ添加）で行なわれた。
【０００４】このうちＮＯｘは排気ガス中の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１０に
示すような触媒活性域Ａを有している。なお、ここで横
軸にはＨＣ／ＮＯｘの体積比であるモル比が取られ、縦
軸には排気ガスの温度が取られ、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。 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、添加されるＨ
Ｃ（炭化水素）、例えば軽油は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増に
は全く寄与せず、燃費の低下を招く可能性がある。他
方、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、その一部が燃焼室で燃焼し、実質
的にＮＯｘ触媒にどの程度達するか把握しずらいという
問題がある。
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１０に
示すような触媒活性域Ａを有している。なお、ここで横
軸にはＨＣ／ＮＯｘの体積比であるモル比が取られ、縦
軸には排気ガスの温度が取られ、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。 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、添加されるＨ
Ｃ（炭化水素）、例えば軽油は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増に
は全く寄与せず、燃費の低下を招く可能性がある。他
方、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、その一部が燃焼室で燃焼し、実質
的にＮＯｘ触媒にどの程度達するか把握しずらいという
問題がある。
【０００５】処で、結合状態の異なる各種の炭化水素Ｈ
Ｃの混合物である燃料はその雰囲気、即ち温度や圧力に
よってその特性を変化させ、特に、炭素数の相違に応じ
た各成分毎にその状態や特性が変化する。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のＨＣ（炭化水素）成分が液状
を、炭素数が４以下のＨＣ（炭化水素）成分がガス状
を、炭素数が１６以上のＨＣ（炭化水素）成分が固体状
を成す。これら軽油の各成分は温度や圧力等の雰囲気の
変化によって大きく状態を変化させ、しかも、各成分毎
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反応特性を異ならせているこ
とが推定されている。
Ｃの混合物である燃料はその雰囲気、即ち温度や圧力に
よってその特性を変化させ、特に、炭素数の相違に応じ
た各成分毎にその状態や特性が変化する。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のＨＣ（炭化水素）成分が液状
を、炭素数が４以下のＨＣ（炭化水素）成分がガス状
を、炭素数が１６以上のＨＣ（炭化水素）成分が固体状
を成す。これら軽油の各成分は温度や圧力等の雰囲気の
変化によって大きく状態を変化させ、しかも、各成分毎
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反応特性を異ならせているこ
とが推定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】処で、排気ガス温度が
活性化温度Ｔｓｏを上回ってから窒素酸化物還元触媒の
上流側に還元用炭化水素ＨＣとしての軽油等を添加した
場合、排気ガス中のＨＣ（炭化水素）／ＮＯｘのモル比
が所定値を上回り、たとえば図９に示すような触媒活性
域Ａに達すると、ＮＯｘ触媒の浄化効率を高めることが
できる。しかし、このように排気系に還元用炭化水素Ｈ
Ｃとして軽油等の燃料を供給し、ＮＯｘ触媒を活性化さ
せることはできるが、この軽油等の燃料をそのまま添加
することが浄化効率ηNOXを上げる上で有効なのか否か
考慮されていなかった。このため、従来は還元用炭化水
素ＨＣとして軽油を単に経験的な量だけ供給していたた
め、結果として浄化効率ηNOXを十分向上させることが
できず、軽油等の炭化水素の無駄づかいが行なわれやす
く、燃費の低下を招き、更には反応に寄与しない炭化水
素が排出ＨＣの増加を招いたり、副反応のＣＯの生成を
助長したりして問題と成っていた。
活性化温度Ｔｓｏを上回ってから窒素酸化物還元触媒の
上流側に還元用炭化水素ＨＣとしての軽油等を添加した
場合、排気ガス中のＨＣ（炭化水素）／ＮＯｘのモル比
が所定値を上回り、たとえば図９に示すような触媒活性
域Ａに達すると、ＮＯｘ触媒の浄化効率を高めることが
できる。しかし、このように排気系に還元用炭化水素Ｈ
Ｃとして軽油等の燃料を供給し、ＮＯｘ触媒を活性化さ
せることはできるが、この軽油等の燃料をそのまま添加
することが浄化効率ηNOXを上げる上で有効なのか否か
考慮されていなかった。このため、従来は還元用炭化水
素ＨＣとして軽油を単に経験的な量だけ供給していたた
め、結果として浄化効率ηNOXを十分向上させることが
できず、軽油等の炭化水素の無駄づかいが行なわれやす
く、燃費の低下を招き、更には反応に寄与しない炭化水
素が排出ＨＣの増加を招いたり、副反応のＣＯの生成を
助長したりして問題と成っていた。
【０００７】本発明の目的は、ＮＯｘ触媒の浄化効率η
NOXを高レベルに保持できる排気ガス浄化装置を提供す
ることにある。
NOXを高レベルに保持できる排気ガス浄化装置を提供す
ることにある。
【０００８】
【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活性
化され窒素酸化物を分解する窒素酸化物還元触媒と、上
記窒素酸化物還元触媒の上流側に還元用炭化水素を添加
す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成分の低分子化を促進する改質触媒
を備え同改質触媒からの改質燃料を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活性
化され窒素酸化物を分解する窒素酸化物還元触媒と、上
記窒素酸化物還元触媒の上流側に還元用炭化水素を添加
す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成分の低分子化を促進する改質触媒
を備え同改質触媒からの改質燃料を添加することを特徴
とする。
【０００９】
【作用】燃料成分の低分子化を促進する改質触媒によっ
て改質された燃料が還元用炭化水素として窒素酸化物還
元触媒に添加されるので、ＮＯｘ触媒の浄化効率を向上
させることと成る。
て改質された燃料が還元用炭化水素として窒素酸化物還
元触媒に添加されるので、ＮＯｘ触媒の浄化効率を向上
させることと成る。
【００１０】
【実施例】図１の排気ガス浄化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ＳＣ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ＳＣ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。
【００１１】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。
【００１２】触媒コンバータＳＣはそのケーシング１０
１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。
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ＣＯ（一酸化炭素），
ＨＣ（炭化水素）等を酸化させてＨ2Ｏ，ＣＯ2に分解す
る能力を有する。
１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。
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ＣＯ（一酸化炭素），
ＨＣ（炭化水素）等を酸化させてＨ2Ｏ，ＣＯ2に分解す
る能力を有する。
【００１３】更に、排気マニホールド７の合流部近傍に
は改質軽油を主成分とした還元用炭化水素ＨＣ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
て連結される軽油改質手段３４、軽油の燃料タンク２２
を順次連結して構成される。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Ｅ
ＣＵ１６に連結され、改質時温度Ｔｓ（図６参照）を適
宜設定できる様に構成される。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。このゼオ
ライト系の軽油改質触媒は供給された軽油の成分の低分
子化を促進する改質触媒であり、特に不飽和炭化水素成
分の増加を図れるものが採用される。ここで、不飽和炭
化水素はそれを構成するカーボンの結合状態が２重結合
あるいは三重結合にあると、飽和炭化水素と比べて反応
特性が高いことが知られ、特に還元反応特性が極めて大
きいことが確認されている。
は改質軽油を主成分とした還元用炭化水素ＨＣ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
て連結される軽油改質手段３４、軽油の燃料タンク２２
を順次連結して構成される。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Ｅ
ＣＵ１６に連結され、改質時温度Ｔｓ（図６参照）を適
宜設定できる様に構成される。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。このゼオ
ライト系の軽油改質触媒は供給された軽油の成分の低分
子化を促進する改質触媒であり、特に不飽和炭化水素成
分の増加を図れるものが採用される。ここで、不飽和炭
化水素はそれを構成するカーボンの結合状態が２重結合
あるいは三重結合にあると、飽和炭化水素と比べて反応
特性が高いことが知られ、特に還元反応特性が極めて大
きいことが確認されている。
【００１４】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
の高い生成物に改質（低級のＨＣ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
触媒のについては特公昭５１−１５０００号公報に開示
されている。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からの改質軽油を導くガイ
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ＤＵｓ）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。
る加熱処理を受けて、軽油の成分比率を低分子成分比率
の高い生成物に改質（低級のＨＣ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
触媒のについては特公昭５１−１５０００号公報に開示
されている。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からの改質軽油を導くガイ
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ＤＵｓ）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。
【００１５】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。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。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。そしてメインルーチンの途中でヒータ３６の
駆動処理を行ない、ここで改質時温度Ｔｓが４００℃に
保持されるようにヒータ駆動回路３８に制御温度の指令
を発し、ＨＣ噴射制御ルーチンに達すると、図４に示す
処理に入る。
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。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。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。そしてメインルーチンの途中でヒータ３６の
駆動処理を行ない、ここで改質時温度Ｔｓが４００℃に
保持されるようにヒータ駆動回路３８に制御温度の指令
を発し、ＨＣ噴射制御ルーチンに達すると、図４に示す
処理に入る。
【００１６】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、還元用炭
化水素ＨＣとして改質軽油の噴射量相当のデューティー
比ＤＵｓを算出し、メインルーチンにリターンする。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
に応じた改質軽油の目標量（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。
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、還元用炭
化水素ＨＣとして改質軽油の噴射量相当のデューティー
比ＤＵｓを算出し、メインルーチンにリターンする。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
に応じた改質軽油の目標量（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。
【００１７】他方、メインルーチンはクランク角センサ
３６よりの噴射時期θｉパルスによるインジェクタ駆動
ルーチンを割り込み処理によって実行する。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ＨＣインジェクタ１７を駆動し、排
気路Ｒ下流に全筒相当量の改質軽油を添加し、メインル
ーチンにリターンする。このように、この装置ではエン
ジン１のＮＯｘ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ＶL及びエンジン回転
数Ｎｅが大きいほど多量の改質軽油（低級のＨＣで不飽
和の炭化水素成分比率が多い軽油）を還元用炭化水素Ｈ
Ｃとして排気路ＲよりＮＯｘ触媒９に添加する。特に、
この時添加された改質軽油は軽油改質触媒３１の雰囲気
温度である改質時温度Ｔｓが４００℃に保たれた状態で
改質処理を受けており、最もハイドロクラッキング作用
を大きく受けて低級のＨＣで不飽和の炭化水素成分比率
が多い改質軽油とされて添加されている。このため、図
６に実線で示すようにこの時のＮＯｘ触媒９は高い浄化
効率ηNOXを達成でき、ＮＯｘをＮ2とＯ2に確実に分解
でき、同時にＨＣをＨ2Ｏ，ＣＯ2に分解できる。
３６よりの噴射時期θｉパルスによるインジェクタ駆動
ルーチンを割り込み処理によって実行する。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ＨＣインジェクタ１７を駆動し、排
気路Ｒ下流に全筒相当量の改質軽油を添加し、メインル
ーチンにリターンする。このように、この装置ではエン
ジン１のＮＯｘ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ＶL及びエンジン回転
数Ｎｅが大きいほど多量の改質軽油（低級のＨＣで不飽
和の炭化水素成分比率が多い軽油）を還元用炭化水素Ｈ
Ｃとして排気路ＲよりＮＯｘ触媒９に添加する。特に、
この時添加された改質軽油は軽油改質触媒３１の雰囲気
温度である改質時温度Ｔｓが４００℃に保たれた状態で
改質処理を受けており、最もハイドロクラッキング作用
を大きく受けて低級のＨＣで不飽和の炭化水素成分比率
が多い改質軽油とされて添加されている。このため、図
６に実線で示すようにこの時のＮＯｘ触媒９は高い浄化
効率ηNOXを達成でき、ＮＯｘをＮ2とＯ2に確実に分解
でき、同時にＨＣをＨ2Ｏ，ＣＯ2に分解できる。
【００１８】なお、図６中には同一条件で改質触媒なし
での浄化効率ηNOXや、改質時温度Ｔｓを３００℃，５
００℃にそれぞれ保持した際の浄化効率ηNOXを併記し
た。これらより明らかなように、図１の装置では、改質
時温度Ｔｓを４００℃に保持した際に最も高い浄化効率
ηNOXを示したが、この温度特性は軽油改質触媒３１に
よって異なるものである。更に、この装置ではＮＯｘ触
媒９を通過したＨＣは下流の酸化触媒１０に達し、ここ
で確実にＨ2Ｏ，ＣＯ2に分解されるので、ＨＣをそのま
ま大気放出することを確実に防止できる。
での浄化効率ηNOXや、改質時温度Ｔｓを３００℃，５
００℃にそれぞれ保持した際の浄化効率ηNOXを併記し
た。これらより明らかなように、図１の装置では、改質
時温度Ｔｓを４００℃に保持した際に最も高い浄化効率
ηNOXを示したが、この温度特性は軽油改質触媒３１に
よって異なるものである。更に、この装置ではＮＯｘ触
媒９を通過したＨＣは下流の酸化触媒１０に達し、ここ
で確実にＨ2Ｏ，ＣＯ2に分解されるので、ＨＣをそのま
ま大気放出することを確実に防止できる。
【００１９】上述の処において、還元用炭化水素添加手
段Ｍは還元用炭化水素ＨＣとしての改質軽油を排気路Ｒ
に添加していたが、これに代えて、図示しない還元用炭
化水素添加手段がガソリンやその他の液体、固形燃料を
用い、これらを改質触媒及びヒータで改質処理し、低級
のＨＣで不飽和の炭化水素成分比率が多い改質燃料を還
元用炭化水素ＨＣとして得る様に構成されても良い。更
に、還元用炭化水素添加手段Ｍは還元用炭化水素ＨＣを
排気路Ｒに添加していたが、吸気路に添加する構成とし
ても良い。この場合、燃焼室で燃焼しやすいガス状炭化
水素を低減させ、オイル混入が生じ易いＣ１６以上の炭
化水素をも排除した中間的分子量の不飽和炭化水素を主
成分とすることが望まし。
段Ｍは還元用炭化水素ＨＣとしての改質軽油を排気路Ｒ
に添加していたが、これに代えて、図示しない還元用炭
化水素添加手段がガソリンやその他の液体、固形燃料を
用い、これらを改質触媒及びヒータで改質処理し、低級
のＨＣで不飽和の炭化水素成分比率が多い改質燃料を還
元用炭化水素ＨＣとして得る様に構成されても良い。更
に、還元用炭化水素添加手段Ｍは還元用炭化水素ＨＣを
排気路Ｒに添加していたが、吸気路に添加する構成とし
ても良い。この場合、燃焼室で燃焼しやすいガス状炭化
水素を低減させ、オイル混入が生じ易いＣ１６以上の炭
化水素をも排除した中間的分子量の不飽和炭化水素を主
成分とすることが望まし。
【００２０】上述の処において、還元用炭化水素添加手
段Ｍは低級のＨＣで不飽和の炭化水素成分比率が多い改
質軽油を排気路ＲよりＮＯｘ触媒に添加していたが、こ
れに代えて、図７に示すような還元用炭化水素添加手段
Ｍ１を用いても良い。この場合、ＨＣインジェクタ１７
に逆流防止弁３２を付設した改質燃料タンク３３を接続
し、同タンクに気液分離器３５、軽油改質手段３４、軽
油の燃料タンク２２を順次連結して構成される。ここで
は逆流防止弁３２を付設した改質燃料タンク３３及び気
液分離器３５、以外は図１の装置と同様構成のため同一
部材には同一符号を付しその重複説明を略す。
段Ｍは低級のＨＣで不飽和の炭化水素成分比率が多い改
質軽油を排気路ＲよりＮＯｘ触媒に添加していたが、こ
れに代えて、図７に示すような還元用炭化水素添加手段
Ｍ１を用いても良い。この場合、ＨＣインジェクタ１７
に逆流防止弁３２を付設した改質燃料タンク３３を接続
し、同タンクに気液分離器３５、軽油改質手段３４、軽
油の燃料タンク２２を順次連結して構成される。ここで
は逆流防止弁３２を付設した改質燃料タンク３３及び気
液分離器３５、以外は図１の装置と同様構成のため同一
部材には同一符号を付しその重複説明を略す。
【００２１】ここで軽油改質手段３４からの生成物は気
液分離器３５で比較的低級のＨＣで不飽和炭化水素成分
比率が多いガス成分とその他の液状のＨＣ（炭化水素）
成分に分離され、ガス状の不飽和炭化水素ＨＣ（炭化水
素）成分が多い還元用炭化水素Ｈが改質燃料タンク３３
に供給され、その他の液状のＨＣ（炭化水素）成分が燃
料タンク２２に戻される様に構成される。この場合もエ
ンジン負荷及びエンジン回転数が大きいほど多量の不飽
和炭化水素成分比率が多いガス状の還元用炭化水素ＨＣ
成分を排気路Ｒを介してＮＯｘ触媒９に添加し、ＮＯｘ
触媒の浄化効率ηNOXを十分に高められる。
液分離器３５で比較的低級のＨＣで不飽和炭化水素成分
比率が多いガス成分とその他の液状のＨＣ（炭化水素）
成分に分離され、ガス状の不飽和炭化水素ＨＣ（炭化水
素）成分が多い還元用炭化水素Ｈが改質燃料タンク３３
に供給され、その他の液状のＨＣ（炭化水素）成分が燃
料タンク２２に戻される様に構成される。この場合もエ
ンジン負荷及びエンジン回転数が大きいほど多量の不飽
和炭化水素成分比率が多いガス状の還元用炭化水素ＨＣ
成分を排気路Ｒを介してＮＯｘ触媒９に添加し、ＮＯｘ
触媒の浄化効率ηNOXを十分に高められる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明の排気ガス浄化装
置は、ＮＯｘ触媒の上流側に対して、燃料成分の低分子
化を促進する改質触媒によって改質された改質燃料が還
元用炭化水素として添加されるので、単なる燃料を用い
た場合と比較してＮＯｘ触媒の浄化効率を高レベルに保
持でき、しかも、無駄なＨＣ（炭化水素）の添加を防止
し、燃費の低下を押さえ、更には、排出ＨＣを低減で
き、ＣＯの生成を押さえることもできる。
置は、ＮＯｘ触媒の上流側に対して、燃料成分の低分子
化を促進する改質触媒によって改質された改質燃料が還
元用炭化水素として添加されるので、単なる燃料を用い
た場合と比較してＮＯｘ触媒の浄化効率を高レベルに保
持でき、しかも、無駄なＨＣ（炭化水素）の添加を防止
し、燃費の低下を押さえ、更には、排出ＨＣを低減で
き、ＣＯの生成を押さえることもできる。
【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】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】図１の装置で得られた改質軽油の添加時の排気
ガス温度に応じた各浄化効率ηNOXを改質時温度Ｔｓを
パラメータとして表した特性線図である。
ガス温度に応じた各浄化効率ηNOXを改質時温度Ｔｓを
パラメータとして表した特性線図である。
【図７】本発明の他の実施例で用いる排気ガス浄化装置
の概略全体構成図である。
の概略全体構成図である。
【図８】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９】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。
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 ３１ 軽油改質触媒 ＳＣ 触媒コンバータ Ｒ 排気路 Ｍ 還元用炭化水素添加手段
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 中山 真治 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活性化さ
れ窒素酸化物を分解する窒素酸化物還元触媒と、上記窒
素酸化物還元触媒の上流側に還元用炭化水素を添加する
還元用炭化水素添加手段とを有し、上記還元用炭化水素
添加手段は燃料成分の低分子化を促進する改質触媒を備
え同改質触媒からの改質燃料を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 |
|---|---|---|---|
| JP29027392A JPH06137138A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29027392A JPH06137138A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06137138A true JPH06137138A (ja) | 1994-05-17 |
Family
ID=17754008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29027392A Withdrawn JPH06137138A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06137138A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6845610B2 (en) * | 2000-11-30 | 2005-01-25 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purification apparatus and method |
| JP2007077980A (ja) * | 2005-08-17 | 2007-03-29 | Denso Corp | 排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法 |
| JP2009162159A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2009264308A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2010059833A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Mitsubishi Motors Corp | 排気浄化装置 |
| US8434296B2 (en) | 2008-01-08 | 2013-05-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
| JPWO2019244728A1 (ja) * | 2018-06-19 | 2021-02-18 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関および窒素富化装置 |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP29027392A patent/JPH06137138A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6845610B2 (en) * | 2000-11-30 | 2005-01-25 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purification apparatus and method |
| JP2007077980A (ja) * | 2005-08-17 | 2007-03-29 | Denso Corp | 排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法 |
| JP2009162159A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US8434296B2 (en) | 2008-01-08 | 2013-05-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
| JP2009264308A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2010059833A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Mitsubishi Motors Corp | 排気浄化装置 |
| JPWO2019244728A1 (ja) * | 2018-06-19 | 2021-02-18 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関および窒素富化装置 |
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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: 20000104 |