JPH0673314U - ディーゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディーゼルエンジンの排気浄化装置におい
て、還元触媒のウォームアップ中に還元剤が未反応のま
ま排出されるのを抑制する。 【構成】 ディーゼルエンジン１の排気通路２の途中に
介装される還元触媒３と、還元触媒３の上流側に還元剤
を添加する添加装置５と、還元触媒３の入口温度Ｔ₂と
出口温度Ｔ₃を検出するセンサ７，８と、検出温度Ｔ₂が
所定値Ｔ₁を越えて上昇する第一の運転条件を判定する
手段１１と、出口温度Ｔ₃と入口温度Ｔ₂との差Ｔ₃−Ｔ₂
が所定値Ｔ₀以上になる第二の運転条件を判定する手段
１２と、第一、第二の運転条件が共に満足された場合に
還元剤の添加を開始する還元剤添加制御手段１３とを備
える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ディーゼルエンジンの排気浄化装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ディーゼルエンジンから排出される窒素酸化物を浄化する装置として、例えば 特開平２−１４９３１７号公報、特開昭６３−１００９１９号公報にも見られる ように、排気通路の途中に還元触媒が介装され、還元触媒の上流側に還元剤を添 加するものがある。

【０００３】 このような排気浄化装置として、従来例えば図６に示すように、ディーゼルエ ンジン１の排気通路２の途中に還元触媒３が介装され、燃料タンク４に貯溜され る軽油の一部を還元剤として排気通路２の還元触媒３の上流側に添加する添加装 置５を備えるものがある。還元触媒３は、酸化雰囲気中あるいは炭化水素の存在 下で、窒素酸化物を含有する排ガスを接触させることにより、排ガス中の窒素酸 化物を窒素と酸素に分解するようになっている(特開平１−１１８０９号公報、 参照)。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のディーゼルエンジンの排気浄化装置にあって は、還元触媒が活性化する温度まで上昇するウォームアップ中に還元剤が投入さ れると、図７に示すように、還元剤が未反応のまま排出されるという問題点があ る。

【０００５】 本考案は上記の問題点に着目し、還元触媒のウォームアップ中に還元剤が未反 応のまま排出されるのを抑制することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 本考案は、図１に示すように、ディーゼルエンジン１の排気通路２の途中に介 装される還元触媒３と、還元触媒３の上流側に還元剤を添加する添加装置５と、 還元触媒３の入口温度Ｔ₂と出口温度Ｔ₃を検出するセンサ７，８と、検出温度Ｔ ₂ が所定値Ｔ₁を越えて上昇する第一の運転条件を判定する手段１１と、出口温度 Ｔ₃と入口温度Ｔ₂との差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀以上になる第二の運転条件を判定 する手段１２と、第一、第二の運転条件が共に満足された場合に還元剤の添加を 開始する還元剤添加制御手段１３とを備える。

【０００７】 請求項２記載の考案は、図４に示すように、ディーゼルエンジン１の排気通路 ２の途中に介装される還元触媒３と、還元触媒３の上流側に還元剤を添加する添 加装置５と、還元触媒３の入口温度Ｔ₂と出口温度Ｔ₃を検出するセンサ７，８と 、エンジン回転数とエンジン負荷を検出する手段２０と、エンジン回転数とエン ジン負荷の検出値から還元剤の添加を開始する第三の運転条件を判定する手段２ １と、出口温度Ｔ₃と入口温度Ｔ₂との差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀以上になる第二の 運転条件を判定する手段１２と、第二、第三の運転条件が共に満足された場合に 還元剤の添加を開始する還元剤添加制御手段２２とを備える。

【０００８】

【作用】

還元触媒３の入口温度Ｔ₂が所定の触媒活性が得られる所定温度Ｔ₁を越えて上 昇すると、還元触媒３を介して行われる反応により還元触媒３の出口温度Ｔ₃が 入口温度Ｔ₂より次第に高くなる。このため、入口温度Ｔ₂が所定温度Ｔ₁を越え て上昇し、かつ温度差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀以上になったら、触媒が十分に活性 化した温度状態にあるものと判定することができる。

【０００９】 したがって、請求項１記載の考案においては、第一、第二の運転条件が共に満 足された場合に、還元剤が添加されることにより、触媒が十分に活性化した温度 状態で還元剤が添加されることになり、還元剤が未反応のまま排気通路２を通っ て外部に排出されることを抑制できる。

【００１０】 請求項２記載の考案においては、エンジン回転数とエンジン負荷の検出値から 還元剤の添加を開始する第三の運転条件を判定することにより、入口温度Ｔ₂が 所定の触媒活性が得られる所定温度Ｔ₁を越えて上昇する運転条件であることを 判定している。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００１２】 図１に示すように、ディーゼルエンジン１の排気通路２の途中に還元触媒３が 介装される。還元触媒３は例えばアルミナ、シリカ、ゼオライト等の基材と銅等 の金属からなる触媒物質をハニカム状の担体に担持した構造を有し、酸化雰囲気 中あるいは炭化水素の存在下で、窒素酸化物（ＮＯｘ）を含有する排ガスを接触 させることにより、排ガス中の窒素酸化物を窒素と酸素に分解するようになって いる。

【００１３】 還元触媒３の上流側に還元剤を添加する手段として、燃料タンク４に貯溜され る軽油の一部を排気通路２の還元触媒３の上流側に添加する添加装置５が設けら れる。

【００１４】 還元触媒３の入口温度と出口温度を検出する手段として、還元触媒３の直上流 側に配設される温度センサ７と、還元触媒３の直下流側に配設される温度センサ ８が設けられる。

【００１５】 図中６は添加装置５からの還元剤の添加量を制御する制御装置である。制御装 置６は、還元触媒３の入口温度Ｔ₂が所定値Ｔ₁以上になり、かつ還元触媒３の出 口温度Ｔ₃と入口温度Ｔ₂との差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀以上になったときに還元剤 の添加を開始するように添加装置５に指令する。

【００１６】 図２のフローチャートは制御装置６において実行される還元剤の添加を行う制 御プログラムを示しており、これは一定時間毎に行われる。

【００１７】 これについて説明すると、まずステップ１で各温度センサ７，８の検出温度Ｔ ₂ ，Ｔ₃を読込み、ステップ２で触媒入口温度Ｔ₂が所定値Ｔ₁以上かどうかを判定 する。触媒入口温度Ｔ₂が所定値Ｔ₁より低い場合にステップ５に進んで還元剤の 添加を停止する。

【００１８】 触媒入口温度Ｔ₂が所定値Ｔ₁以上の場合にステップ３に進んで、還元触媒３の 出口温度Ｔ₃と入口温度Ｔ₂との差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀以上かどうかを判定し、 温度差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀以上の場合にステップ４に進んで還元剤の添加を行 い、温度差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀より低い場合にステップ５に進んで還元剤の添 加を停止する。

【００１９】 次に、作用について説明する。

【００２０】 図３に示すように、還元触媒３の入口温度Ｔ₂が所定値Ｔ₁以下の運転条件では 、触媒活性がほとんどないために、還元触媒３の入口温度Ｔ₂と出口温度Ｔ₃が排 ガスの温度上昇に対応してほぼ同一温度で上昇する。還元触媒３の入口温度Ｔ₂ が所定の触媒活性が得られる所定値Ｔ₁を越えて上昇すると、還元触媒３を介し て行われる反応により還元触媒３の出口温度Ｔ₃が入口温度Ｔ₂より次第に高くな る。このため、温度差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀以上になったら、触媒が十分に活性 化した温度状態にあるものと判定することができる。

【００２１】 したがって、還元触媒３の入口温度Ｔ₂が所定値Ｔ₁を越えて上昇し、かつ温度 差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀以上になってから、還元剤の添加を開始することにより 、触媒が十分に活性化した温度状態で還元剤が添加されることになり、トータル ハイドロカーボン（ＴＨＣ）の排出量を速やかに減らして、還元剤が未反応のま ま排気通路２を通って外部に排出されることを抑制できる。

【００２２】 次に、図４に示した他の実施例は、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｑを検出 する手段２０と、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｑの検出値から還元剤の添加 を開始する第三の運転条件を判定する手段２１と、出口温度Ｔ₃と入口温度Ｔ₂と の差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀以上になる第二の運転条件を判定する手段２２と、第 二、第三の運転条件が共に満足された場合に還元剤の添加を開始する還元剤添加 制御手段２３とを備えるものである。

【００２３】 図５のフローチャートは制御装置６において実行される還元剤の添加を行う制 御プログラムを示しており、これは一定時間毎に行われる。

【００２４】 これについて説明すると、まずステップ１１で各温度センサ７，８の検出温度 Ｔ₂，Ｔ₃を読込むとともに、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｑを読込み、ステ ップ１２で還元剤の添加を開始する第三の運転条件を判定する。このステップ１ ２で行われる制御内容が図２のステップ２における制御内容に相当し、入口温度 Ｔ₂が所定の触媒活性が得られる所定温度Ｔ₁を越えて上昇する運転条件であるこ とが判定される。

【００２５】 第三の運転条件と判定された場合にステップ１３に進んで、還元触媒３の出口 温度Ｔ₃と入口温度Ｔ₂との差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀以上かどうかを判定し、温度 差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀以上の場合にステップ１４に進んで還元剤の添加を行い 、温度差Ｔ₃−Ｔ₂が所定値Ｔ₀より低い場合にステップ１５に進んで還元剤の添 加を停止する。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように請求項１記載の考案は、ディーゼルエンジンの排気浄化装 置において、排気通路の途中に介装される還元触媒と、還元触媒の上流側に還元 剤を添加する手段と、還元触媒の入口温度と出口温度を検出する手段と、検出温 度が所定値を越えて上昇する第一の運転条件を判定する手段と、還元触媒の出口 温度と入口温度との差が所定値以上になる第二の運転条件を判定する手段と、第 一、第二の運転条件が共に満足された場合に還元剤の添加を開始する還元剤添加 制御手段とを備えたため、触媒が十分に活性化してから還元剤が添加されること により、触媒のウォームアップに時間を要することや応答遅れに原因して還元剤 が未反応のまま排出されることを抑制できる。

【００２７】 請求項２記載の考案は、排気通路の途中に介装される還元触媒と、還元触媒の 上流側に還元剤を添加する手段と、還元触媒の入口温度と出口温度を検出する手 段と、エンジン回転数とエンジン負荷を検出する手段と、エンジン回転数とエン ジン負荷の検出値から還元剤の添加を開始する第三の運転条件を判定する手段と 、還元触媒の出口温度と入口温度との差が所定値以上になる第二の運転条件を判 定する手段と、第二、第三の運転条件が共に満足された場合に還元剤の添加を開 始する還元剤添加制御手段とを備えたため、やはり触媒が十分に活性化してから 還元剤が添加されることにより、触媒のウォームアップに時間を要することや応 答遅れに原因して還元剤が未反応のまま排出されることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構成図。

【図２】同じく制御内容を示すフローチャート。

【図３】同じく作用を示す線図。

【図４】他の実施例を示す図。

【図５】同じく制御内容を示すフローチャート。

【図６】従来例を示す構成図。

【図７】同じく作用を示す線図。

【符号の説明】

１ ディーゼルエンジン ２ 排気通路 ３ 還元触媒 ５ 添加装置（添加手段） ６ 制御装置 １１ 第一の運転条件判定手段 １２ 第二の運転条件判定手段 １３ 還元剤添加制御手段 ２１ 第三の運転条件判定手段 ２２ 還元剤添加制御手段

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気通路の途中に介装される還元触媒
   と、還元触媒の上流側に還元剤を添加する手段と、還元
   触媒の入口温度と出口温度を検出する手段と、検出温度
   が所定値を越えて上昇する第一の運転条件を判定する手
   段と、還元触媒の出口温度と入口温度との差が所定値以
   上になる第二の運転条件を判定する手段と、第一、第二
   の運転条件が共に満足された場合に還元剤の添加を開始
   する還元剤添加制御手段とを備えたことを特徴とするデ
   ィーゼルエンジンの排気浄化装置。
2. 【請求項２】 排気通路の途中に介装される還元触媒
   と、還元触媒の上流側に還元剤を添加する手段と、還元
   触媒の入口温度と出口温度を検出する手段と、エンジン
   回転数とエンジン負荷を検出する手段と、エンジン回転
   数とエンジン負荷の検出値から還元剤の添加を開始する
   第三の運転条件を判定する手段と、還元触媒の出口温度
   と入口温度との差が所定値以上になる第二の運転条件を
   判定する手段と、第二、第三の運転条件が共に満足され
   た場合に還元剤の添加を開始する還元剤添加制御手段と
   を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄
   化装置。