JPH08260947A - ディーゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents
ディーゼルエンジンの排気浄化装置Info
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- JPH08260947A JPH08260947A JP6989895A JP6989895A JPH08260947A JP H08260947 A JPH08260947 A JP H08260947A JP 6989895 A JP6989895 A JP 6989895A JP 6989895 A JP6989895 A JP 6989895A JP H08260947 A JPH08260947 A JP H08260947A
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- Japan
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- engine
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- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 114
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 26
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 触媒に添加する還元剤の添加量を適正化し
て、未反応の還元剤の排出を軽減し、最適なNOx浄化
率を維持すると共に、還元剤としての軽油を使用した場
合の燃費の悪化を改善することを目的とする。 【構成】 エンジン回転数N、エンジン負荷Q及び触媒
温度Tを読み込み(S1)、前記の値に基づいて還元剤
添加領域か否か判断し(S2),添加領域であると判断
した場合には、還元剤の比重γを読み込む(S3)。そ
の後、エンジン回転数N及びエンジン負荷Qに基づく還
元剤添加重量Mを還元剤添加重量テーブルより読み込み
(S4),還元剤添加重量Mと前記比重γより還元剤添
加流量Sを算出する(S5)。そして、加圧ポンプをO
Nし、還元剤添加流量の還元剤添加を行なう。以上の処
理により、還元剤の比重変化を考慮して、還元剤の添加
量を適正化することができる。
て、未反応の還元剤の排出を軽減し、最適なNOx浄化
率を維持すると共に、還元剤としての軽油を使用した場
合の燃費の悪化を改善することを目的とする。 【構成】 エンジン回転数N、エンジン負荷Q及び触媒
温度Tを読み込み(S1)、前記の値に基づいて還元剤
添加領域か否か判断し(S2),添加領域であると判断
した場合には、還元剤の比重γを読み込む(S3)。そ
の後、エンジン回転数N及びエンジン負荷Qに基づく還
元剤添加重量Mを還元剤添加重量テーブルより読み込み
(S4),還元剤添加重量Mと前記比重γより還元剤添
加流量Sを算出する(S5)。そして、加圧ポンプをO
Nし、還元剤添加流量の還元剤添加を行なう。以上の処
理により、還元剤の比重変化を考慮して、還元剤の添加
量を適正化することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
排気浄化装置に関し、特に、排気中の窒素酸化物を除去
する触媒の還元剤添加技術に関する。
排気浄化装置に関し、特に、排気中の窒素酸化物を除去
する触媒の還元剤添加技術に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンの排気中に含まれる窒素酸化物
(以下、NOxと記す)濃度を低下させる有効な手段と
して、排気還流(EGR)を行うことが公知であるが、
他の手段として、エンジンの排気通路に触媒を介装し、
この触媒にてNOxを低減する方法も考えられる。
(以下、NOxと記す)濃度を低下させる有効な手段と
して、排気還流(EGR)を行うことが公知であるが、
他の手段として、エンジンの排気通路に触媒を介装し、
この触媒にてNOxを低減する方法も考えられる。
【0003】この場合、NOxの効率的な還元を図るた
め、ディーゼルエンジンにおいて、触媒の上流側の排気
通路に還元剤としての軽油を添加する装置を設けたもの
が知られている(実開平5−87218公報参照)。
め、ディーゼルエンジンにおいて、触媒の上流側の排気
通路に還元剤としての軽油を添加する装置を設けたもの
が知られている(実開平5−87218公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ディーゼル
エンジンの排気浄化装置において使用される還元剤とし
ての軽油(以下、還元剤と記す)は、還元剤の性質の変
化、或いは、還元剤の温度の変化等により、その比重が
変化する。しかし、従来の還元剤添加装置において使用
されていた還元剤添加装置、例えば、加圧ポンプでは、
その制御を流量に基づいて行っていた。そのため、還元
剤の比重が変化した場合には、一定流量における重量が
変化するため、還元剤の重量に依存していたNOx浄化
率及び未反応の還元剤の排出量が変化し、NOx浄化率
及び未反応の還元剤の排出量を所定目標値に維持するこ
とが困難であると共に、未反応の還元剤の排出量が許容
値を越えてしまう場合が生じるという問題がある。
エンジンの排気浄化装置において使用される還元剤とし
ての軽油(以下、還元剤と記す)は、還元剤の性質の変
化、或いは、還元剤の温度の変化等により、その比重が
変化する。しかし、従来の還元剤添加装置において使用
されていた還元剤添加装置、例えば、加圧ポンプでは、
その制御を流量に基づいて行っていた。そのため、還元
剤の比重が変化した場合には、一定流量における重量が
変化するため、還元剤の重量に依存していたNOx浄化
率及び未反応の還元剤の排出量が変化し、NOx浄化率
及び未反応の還元剤の排出量を所定目標値に維持するこ
とが困難であると共に、未反応の還元剤の排出量が許容
値を越えてしまう場合が生じるという問題がある。
【0005】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、触媒に添加する還元剤の添加量を適正化し
て、未反応の還元剤の排出を軽減し、最適なNOx浄化
率を維持すると共に、還元剤として軽油を使用した場合
の燃費の悪化を改善することを目的とする。
点に鑑み、触媒に添加する還元剤の添加量を適正化し
て、未反応の還元剤の排出を軽減し、最適なNOx浄化
率を維持すると共に、還元剤として軽油を使用した場合
の燃費の悪化を改善することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の発明は、エンジンの排気中に含まれる窒素酸化物を排
気通路に介装された触媒で除去する排気浄化装置におい
て、前記触媒の上流側に流量制御により還元剤を添加す
る還元剤添加手段と、エンジン負荷を検出するエンジン
負荷検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回
転数検出手段と、還元剤の比重を検出する還元剤比重検
出手段と、検出されたエンジン負荷とエンジン回転数と
還元剤比重に基づいて、還元剤添加流量を演算する還元
剤添加流量演算手段と、前記還元剤添加流量演算手段に
より演算された還元剤添加流量となるように前記還元剤
添加手段を制御する還元剤添加制御手段と、を含んで構
成されたディーゼルエンジンの排気浄化装置とした。
の発明は、エンジンの排気中に含まれる窒素酸化物を排
気通路に介装された触媒で除去する排気浄化装置におい
て、前記触媒の上流側に流量制御により還元剤を添加す
る還元剤添加手段と、エンジン負荷を検出するエンジン
負荷検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回
転数検出手段と、還元剤の比重を検出する還元剤比重検
出手段と、検出されたエンジン負荷とエンジン回転数と
還元剤比重に基づいて、還元剤添加流量を演算する還元
剤添加流量演算手段と、前記還元剤添加流量演算手段に
より演算された還元剤添加流量となるように前記還元剤
添加手段を制御する還元剤添加制御手段と、を含んで構
成されたディーゼルエンジンの排気浄化装置とした。
【0007】
【作用】請求項1記載の発明においては、触媒に添加す
る還元剤の添加量が適正化され、未反応の還元剤の排出
を軽減し、最適なNOx浄化率を維持すると共に、還元
剤としての軽油を使用した場合の燃費の悪化を改善する
ことができる。
る還元剤の添加量が適正化され、未反応の還元剤の排出
を軽減し、最適なNOx浄化率を維持すると共に、還元
剤としての軽油を使用した場合の燃費の悪化を改善する
ことができる。
【0008】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図1は、本発明のディーゼルエンジンの排気浄
化装置の実施例の全体システム構成を示している。ディ
ーゼルエンジン1の排気管2には、NOx浄化用の触媒
3が介装されており、当該触媒3の上流側の排気管2に
は、還元剤としての軽油を添加するためのノズル4が配
設されている。このノズル4は、軽油タンク5と軽油供
給管5aを介して連通される。この軽油供給管5aに
は、流量により制御される還元剤添加手段としての加圧
ポンプ6が介装されている。
述する。図1は、本発明のディーゼルエンジンの排気浄
化装置の実施例の全体システム構成を示している。ディ
ーゼルエンジン1の排気管2には、NOx浄化用の触媒
3が介装されており、当該触媒3の上流側の排気管2に
は、還元剤としての軽油を添加するためのノズル4が配
設されている。このノズル4は、軽油タンク5と軽油供
給管5aを介して連通される。この軽油供給管5aに
は、流量により制御される還元剤添加手段としての加圧
ポンプ6が介装されている。
【0009】一方、ディーゼルエンジン1には、エンジ
ン負荷(例えば、燃料噴射ポンプのコントロールラック
位置等)を検出するエンジン負荷検出手段としての負荷
センサ7と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数
検出手段としての回転数センサ8と、が設けられ、触媒
3の上流側には、触媒温度として触媒入口温度を検出す
る触媒温度検出手段としての温度センサ9が設けられて
いる。なお、触媒3の温度を直接検出する温度センサを
設けてもよい。また、加圧ポンプ6の上流の軽油供給管
5aには、還元剤比重検出手段としての比重センサ10
が設けられている。
ン負荷(例えば、燃料噴射ポンプのコントロールラック
位置等)を検出するエンジン負荷検出手段としての負荷
センサ7と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数
検出手段としての回転数センサ8と、が設けられ、触媒
3の上流側には、触媒温度として触媒入口温度を検出す
る触媒温度検出手段としての温度センサ9が設けられて
いる。なお、触媒3の温度を直接検出する温度センサを
設けてもよい。また、加圧ポンプ6の上流の軽油供給管
5aには、還元剤比重検出手段としての比重センサ10
が設けられている。
【0010】前記各センサからの出力は、還元剤の添加
制御を行う制御装置11に入力され、該制御装置11
は、検出された各センサからの信号に基づいて、加圧ポ
ンプ6の制御を行っている。図2は、本発明に係る還元
剤添加制御の制御ブロック図を示している。制御装置1
1は、各種検出手段としてのセンサからの信号を入力す
る入力手段11aと、各種センサからの信号に基づい
て、還元剤の添加流量を演算する還元剤添加流量演算手
段11b及び還元剤の添加制御を行う還元剤添加制御手
段11cと、還元剤添加制御手段11cの信号を出力す
る出力手段11dと、から構成されている。
制御を行う制御装置11に入力され、該制御装置11
は、検出された各センサからの信号に基づいて、加圧ポ
ンプ6の制御を行っている。図2は、本発明に係る還元
剤添加制御の制御ブロック図を示している。制御装置1
1は、各種検出手段としてのセンサからの信号を入力す
る入力手段11aと、各種センサからの信号に基づい
て、還元剤の添加流量を演算する還元剤添加流量演算手
段11b及び還元剤の添加制御を行う還元剤添加制御手
段11cと、還元剤添加制御手段11cの信号を出力す
る出力手段11dと、から構成されている。
【0011】また、負荷センサ7と、回転数センサ8
と、比重センサ10の出力は、入力手段11aを介して
還元剤の添加流量を演算する還元剤添加流量演算手段1
1bに入力され、当該還元剤添加流量演算手段11bで
演算された結果得られた還元剤添加流量は、還元剤の添
加制御を行う還元剤添加制御手段11cに入力される。
これに加えて、還元剤添加制御手段11cには、負荷セ
ンサ7と、回転数センサ8と、温度センサ9の出力が、
入力手段11aを介して入力される。一方、還元剤添加
制御手段11cの出力は、出力手段11dを介して加圧
ポンプ6に入力される。
と、比重センサ10の出力は、入力手段11aを介して
還元剤の添加流量を演算する還元剤添加流量演算手段1
1bに入力され、当該還元剤添加流量演算手段11bで
演算された結果得られた還元剤添加流量は、還元剤の添
加制御を行う還元剤添加制御手段11cに入力される。
これに加えて、還元剤添加制御手段11cには、負荷セ
ンサ7と、回転数センサ8と、温度センサ9の出力が、
入力手段11aを介して入力される。一方、還元剤添加
制御手段11cの出力は、出力手段11dを介して加圧
ポンプ6に入力される。
【0012】図3に示すフローチャートは、制御装置1
1において実行される還元剤添加制御の内容を示す。ス
テップ1(図では、S1と略記する。以下同様)では、
負荷センサ7、回転数センサ8及び温度センサ9よりエ
ンジン負荷Q、エンジン回転数N及び触媒温度Tを読み
込む。
1において実行される還元剤添加制御の内容を示す。ス
テップ1(図では、S1と略記する。以下同様)では、
負荷センサ7、回転数センサ8及び温度センサ9よりエ
ンジン負荷Q、エンジン回転数N及び触媒温度Tを読み
込む。
【0013】ステップ2では、触媒温度Tが触媒が活性
化する温度に上昇するまで還元剤の添加を行わないよう
にすると共に、エンジン回転数N及びエンジン負荷Qに
より還元剤添加領域か否か判断し、添加領域であればス
テップ3へ、添加領域でないときはステップ7へと進
む。ステップ3では、比重センサ10より軽油の比重γ
を読み込む。
化する温度に上昇するまで還元剤の添加を行わないよう
にすると共に、エンジン回転数N及びエンジン負荷Qに
より還元剤添加領域か否か判断し、添加領域であればス
テップ3へ、添加領域でないときはステップ7へと進
む。ステップ3では、比重センサ10より軽油の比重γ
を読み込む。
【0014】ステップ4では、エンジン回転数N及びエ
ンジン負荷Qに基づいて、還元剤添加重量を設定してあ
る還元剤添加重量テーブルより、還元剤添加重量Mを読
み込む。また、ステップ5では、ステップ3及びステッ
プ4で求められた比重γ及び還元剤添加重量Mより、還
元剤添加流量Sを算出する。上述のステップ4〜ステッ
プ5の処理が、本発明の請求項1記載の還元剤添加流量
演算手段に相当する。
ンジン負荷Qに基づいて、還元剤添加重量を設定してあ
る還元剤添加重量テーブルより、還元剤添加重量Mを読
み込む。また、ステップ5では、ステップ3及びステッ
プ4で求められた比重γ及び還元剤添加重量Mより、還
元剤添加流量Sを算出する。上述のステップ4〜ステッ
プ5の処理が、本発明の請求項1記載の還元剤添加流量
演算手段に相当する。
【0015】なお、ステップ4〜ステップ5での処理で
は、還元剤添加流量を決定するに際し、重量ベースの還
元剤添加重量テーブルを使用し、比重γにより還元剤添
加流量を算出したが、これに代えて、流量ベースの還元
剤添加流量テーブルを使用し、比重γによりこの還元剤
添加流量の補正を行ってもよい。ステップ6では、加圧
ポンプ6をONし、求められた還元剤添加流量の還元剤
添加を行った後、ステップ1へと戻る。
は、還元剤添加流量を決定するに際し、重量ベースの還
元剤添加重量テーブルを使用し、比重γにより還元剤添
加流量を算出したが、これに代えて、流量ベースの還元
剤添加流量テーブルを使用し、比重γによりこの還元剤
添加流量の補正を行ってもよい。ステップ6では、加圧
ポンプ6をONし、求められた還元剤添加流量の還元剤
添加を行った後、ステップ1へと戻る。
【0016】一方、ステップ2において還元剤添加領域
でないと判断された場合は、ステップ7で加圧ポンプ6
をOFFし還元剤添加を停止した後、ステップ1へと戻
る。以上のような制御を行えば、還元剤の比重が変化し
た場合でも、還元剤添加量を最適に保つことができる。
また、図4は本発明の効果を示す各種の排気特性を示
し、図5は従来技術における各種の排気特性を示してい
る。これらの図を参照しながら、本発明の効果および従
来技術の問題点を詳述する。
でないと判断された場合は、ステップ7で加圧ポンプ6
をOFFし還元剤添加を停止した後、ステップ1へと戻
る。以上のような制御を行えば、還元剤の比重が変化し
た場合でも、還元剤添加量を最適に保つことができる。
また、図4は本発明の効果を示す各種の排気特性を示
し、図5は従来技術における各種の排気特性を示してい
る。これらの図を参照しながら、本発明の効果および従
来技術の問題点を詳述する。
【0017】従来技術では、還元剤の添加量を流量で制
御していた。そのため、還元剤の比重の変化に伴い、一
定流量における還元剤の添加重量が増減し、一定流量の
条件下ではNOx浄化率や未反応の還元剤の排出量が増
減するという現象が生じる(図5参照)。すなわち、所
定の適正制御流量においては、NOx浄化率及び未反応
の還元剤の排出量にある幅(変化量)が生じ、NOx浄
化率及び未反応の還元剤排出量の所定目標値を維持する
ことが困難であると共に、未反応の還元剤排出量が許容
値を越えてしまう場合が生じるという問題点がある。
御していた。そのため、還元剤の比重の変化に伴い、一
定流量における還元剤の添加重量が増減し、一定流量の
条件下ではNOx浄化率や未反応の還元剤の排出量が増
減するという現象が生じる(図5参照)。すなわち、所
定の適正制御流量においては、NOx浄化率及び未反応
の還元剤の排出量にある幅(変化量)が生じ、NOx浄
化率及び未反応の還元剤排出量の所定目標値を維持する
ことが困難であると共に、未反応の還元剤排出量が許容
値を越えてしまう場合が生じるという問題点がある。
【0018】そこで、本発明では、還元剤の添加量を重
量で制御するようにし、還元剤の比重を用い重量から流
量を算出した後、その流量で還元剤を添加制御するよう
にした。そのため、還元剤の比重の変化に伴い流量は増
減するが(図4参照)、重量一定のため、NOx浄化率
や未反応の還元剤排出量を所定の一定値に維持すること
が容易になる。なお、還元剤の添加量を重量で制限する
代わりに、流量を比重で補正することによっても前記効
果が得られる。
量で制御するようにし、還元剤の比重を用い重量から流
量を算出した後、その流量で還元剤を添加制御するよう
にした。そのため、還元剤の比重の変化に伴い流量は増
減するが(図4参照)、重量一定のため、NOx浄化率
や未反応の還元剤排出量を所定の一定値に維持すること
が容易になる。なお、還元剤の添加量を重量で制限する
代わりに、流量を比重で補正することによっても前記効
果が得られる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、還元剤の添加量をエンジン負荷とエンジン
回転数と還元剤比重により演算するので、還元剤の比重
の変化に応じた還元剤の添加量が適正化され、未反応の
還元剤の排出を軽減し、最適なNOx浄化率を維持する
と共に、還元剤としての軽油を使用した場合の燃費の悪
化を改善することができる。
明によれば、還元剤の添加量をエンジン負荷とエンジン
回転数と還元剤比重により演算するので、還元剤の比重
の変化に応じた還元剤の添加量が適正化され、未反応の
還元剤の排出を軽減し、最適なNOx浄化率を維持する
と共に、還元剤としての軽油を使用した場合の燃費の悪
化を改善することができる。
【図1】 本発明の実施例を示すシステム構成図
【図2】 同上における制御ブロック図
【図3】 同上における制御内容を示すフローチャート
【図4】 同上の効果を示す各種の排気特性図
【図5】 従来技術における各種の排気特性図
3 触媒 6 加圧ポンプ 7 負荷センサ 8 回転数センサ 10 比重センサ 11 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤川 久 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】エンジンの排気中に含まれる窒素酸化物を
排気通路に介装された触媒で除去する排気浄化装置にお
いて、前記触媒の上流側に流量制御により還元剤を添加
する還元剤添加手段と、エンジン負荷を検出するエンジ
ン負荷検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン
回転数検出手段と、還元剤の比重を検出する還元剤比重
検出手段と、検出されたエンジン負荷とエンジン回転数
と還元剤比重に基づいて、還元剤添加流量を演算する還
元剤添加流量演算手段と、前記還元剤添加流量演算手段
により演算された還元剤添加流量となるように前記還元
剤添加手段を制御する還元剤添加制御手段と、を含んで
構成され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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6989895A JPH08260947A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | ディーゼルエンジンの排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6989895A JPH08260947A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | ディーゼルエンジンの排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08260947A true JPH08260947A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13415987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6989895A Pending JPH08260947A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | ディーゼルエンジンの排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08260947A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000073742A (ja) * | 1998-08-26 | 2000-03-07 | Man Nutzfahrzeuge Ag | 内燃機関の窒素含有排ガス中への還元剤の供給方法 |
| WO2002008583A1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-01-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
| EP1176289A3 (en) * | 2000-07-24 | 2003-04-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Emission control system of internal combustion engine |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP6989895A patent/JPH08260947A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000073742A (ja) * | 1998-08-26 | 2000-03-07 | Man Nutzfahrzeuge Ag | 内燃機関の窒素含有排ガス中への還元剤の供給方法 |
| WO2002008583A1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-01-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
| EP1176289A3 (en) * | 2000-07-24 | 2003-04-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Emission control system of internal combustion engine |
| US6619035B2 (en) | 2000-07-24 | 2003-09-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
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