ディーゼルエンジンの排気浄化装置
【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Ｔを検出するセンサ７と、検出温度Ｔから還元剤の添加開始時を判定する手段１１と、エンジン回転数とエンジン負荷を検出する手段１２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量Ｍを算出する手段１３と、還元剤の添加開始時からの経過時間ｔに応じて定めた所定の添加量Ｍへと漸進的に還元剤の添加量を増大させる還元剤添加制御手段１４とを備える。
【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Ｔを検出するセンサ７と、検出温度Ｔから還元剤の添加開始時を判定する手段１１と、エンジン回転数とエンジン負荷を検出する手段１２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量Ｍを算出する手段１３と、還元剤の添加開始時からの経過時間ｔに応じて定めた所定の添加量Ｍへと漸進的に還元剤の添加量を増大させる還元剤添加制御手段１４とを備える。
【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、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５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Ｔを検出するセンサ７と、検出温度Ｔから還元剤の添加開始時を判定する手段１１と、エンジン回転数とエンジン負荷を検出する手段１２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量Ｍを算出する手段１３と、還元剤の添加開始時からの経過時間ｔに応じて定めた所定の添加量Ｍへと漸進的に還元剤の添加量を増大させる還元剤添加制御手段１４とを備える。
【０００７】
【作用】
請求項１記載の考案においては、還元触媒３の入口温度Ｔが所定の触媒活性が得られる所定温度Ｔ1を越えて上昇してから、経過時間に応じて定めた所定の添加量Ｍへと漸進的に還元剤の添加量を増大させて添加することにより、触媒が活性化する度合いに応じて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。
【０００８】
【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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
還元触媒３の温度を検出する手段として、還元触媒３の直上流側に排ガス温度を検出する温度センサ７が配設される。なお、還元触媒３の温度を検出する手段として、還元触媒３の温度を直接検出するセンサを設けてもよい。
【００１２】
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、エンジン回転数とエンジン負荷の検出手段１２からの検出信号に基づいて還元剤の添加量Ｍを算出するとともに、還元触媒３の入口温度Ｔが触媒の活性化が始まる所定値Ｔ1以上になってからの経過時間ｔに応じて定めた所定の添加量Ｍへと漸進的に還元剤の添加量を増大させるように添加装置５に指令する。
【００１３】
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。
【００１４】
これについて説明すると、まずステップ１でエンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｑを読込み、ステップ２で所定のマップに基づいてこれら運転状態に応じた還元剤の添加量Ｍを検索する。
【００１５】
続いてステップ３で温度センサ７の検出温度Ｔを読込み、ステップ４で触媒入口温度Ｔが所定値Ｔ1以上かどうかを判定する。触媒入口温度Ｔが所定値Ｔ1より低い場合にステップ１３に進んで還元剤の添加を停止する。
【００１６】
触媒入口温度Ｔが所定値Ｔ1以上の場合に、ステップ５に進んで触媒入口温度Ｔが所定値Ｔ1を越えてからの経過時間ｔを計測する。
【００１７】
ステップ６で経過時間ｔが所定時間ｔ1より短いと判定された場合、ステップ７に進んで添加量をＭ×α1（α1＜１）として算出する。
【００１８】
ステップ８で経過時間ｔが所定時間ｔ1以上で所定時間ｔ2より短いと判定された場合、ステップ９に進んで添加量をＭ×α2（１＞α2＞α1）として算出する。
【００１９】
同様にステップ１０，１１，１２と進んで経過時間ｔが増加するのにしたがって所定の添加量Ｍへと漸進的に還元剤の添加量を増大させる。
【００２０】
次に、作用について説明する。
【００２１】
図３に示すように、還元触媒３の入口温度Ｔが所定の触媒活性が得られる所定値Ｔ1を越えて上昇してから時間ｔが経過するのに伴って触媒の活性化が進む。
【００２２】
したがって、還元触媒３の入口温度Ｔが所定温度Ｔ1を越えて上昇してから、経過時間に応じて添加量を段階的に増大させることにより、触媒が活性化状態に応じて還元剤が添加されることになり、窒素酸化物の還元効率を速やかに高められるとともに、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。
【００２３】
なお、還元触媒の検出温度が所定値を越えて上昇する運転条件を判定する手段として、温度センサ７の検出温度Ｔが所定値Ｔ1以上かどうかを判定する代わりに、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｑの検出値に基づいて還元剤の添加開始時を判定してもよい。
【００２４】
【考案の効果】
以上説明したようにこの考案は、ディーゼルエンジンの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、還元触媒の温度を検出する手段と、検出温度から還元剤の添加開始時を判定する手段と、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量を算出する手段と、還元剤の添加開始時からの経過時間に応じて定めた所定の添加量へと漸進的に還元剤の添加量を増大させる還元剤添加制御手段とを備えたため、触媒が活性化した度合いに応じて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】従来例を示す構成図。
【図５】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 添加開始時判定手段
１２ エンジン回転数と負荷の検出手段
１３ 還元剤の添加量算出手段
１４ 還元剤添加制御手段
【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、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５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Ｔを検出するセンサ７と、検出温度Ｔから還元剤の添加開始時を判定する手段１１と、エンジン回転数とエンジン負荷を検出する手段１２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量Ｍを算出する手段１３と、還元剤の添加開始時からの経過時間ｔに応じて定めた所定の添加量Ｍへと漸進的に還元剤の添加量を増大させる還元剤添加制御手段１４とを備える。
【０００７】
【作用】
請求項１記載の考案においては、還元触媒３の入口温度Ｔが所定の触媒活性が得られる所定温度Ｔ1を越えて上昇してから、経過時間に応じて定めた所定の添加量Ｍへと漸進的に還元剤の添加量を増大させて添加することにより、触媒が活性化する度合いに応じて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。
【０００８】
【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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
還元触媒３の温度を検出する手段として、還元触媒３の直上流側に排ガス温度を検出する温度センサ７が配設される。なお、還元触媒３の温度を検出する手段として、還元触媒３の温度を直接検出するセンサを設けてもよい。
【００１２】
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、エンジン回転数とエンジン負荷の検出手段１２からの検出信号に基づいて還元剤の添加量Ｍを算出するとともに、還元触媒３の入口温度Ｔが触媒の活性化が始まる所定値Ｔ1以上になってからの経過時間ｔに応じて定めた所定の添加量Ｍへと漸進的に還元剤の添加量を増大させるように添加装置５に指令する。
【００１３】
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。
【００１４】
これについて説明すると、まずステップ１でエンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｑを読込み、ステップ２で所定のマップに基づいてこれら運転状態に応じた還元剤の添加量Ｍを検索する。
【００１５】
続いてステップ３で温度センサ７の検出温度Ｔを読込み、ステップ４で触媒入口温度Ｔが所定値Ｔ1以上かどうかを判定する。触媒入口温度Ｔが所定値Ｔ1より低い場合にステップ１３に進んで還元剤の添加を停止する。
【００１６】
触媒入口温度Ｔが所定値Ｔ1以上の場合に、ステップ５に進んで触媒入口温度Ｔが所定値Ｔ1を越えてからの経過時間ｔを計測する。
【００１７】
ステップ６で経過時間ｔが所定時間ｔ1より短いと判定された場合、ステップ７に進んで添加量をＭ×α1（α1＜１）として算出する。
【００１８】
ステップ８で経過時間ｔが所定時間ｔ1以上で所定時間ｔ2より短いと判定された場合、ステップ９に進んで添加量をＭ×α2（１＞α2＞α1）として算出する。
【００１９】
同様にステップ１０，１１，１２と進んで経過時間ｔが増加するのにしたがって所定の添加量Ｍへと漸進的に還元剤の添加量を増大させる。
【００２０】
次に、作用について説明する。
【００２１】
図３に示すように、還元触媒３の入口温度Ｔが所定の触媒活性が得られる所定値Ｔ1を越えて上昇してから時間ｔが経過するのに伴って触媒の活性化が進む。
【００２２】
したがって、還元触媒３の入口温度Ｔが所定温度Ｔ1を越えて上昇してから、経過時間に応じて添加量を段階的に増大させることにより、触媒が活性化状態に応じて還元剤が添加されることになり、窒素酸化物の還元効率を速やかに高められるとともに、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。
【００２３】
なお、還元触媒の検出温度が所定値を越えて上昇する運転条件を判定する手段として、温度センサ７の検出温度Ｔが所定値Ｔ1以上かどうかを判定する代わりに、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｑの検出値に基づいて還元剤の添加開始時を判定してもよい。
【００２４】
【考案の効果】
以上説明したようにこの考案は、ディーゼルエンジンの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、還元触媒の温度を検出する手段と、検出温度から還元剤の添加開始時を判定する手段と、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量を算出する手段と、還元剤の添加開始時からの経過時間に応じて定めた所定の添加量へと漸進的に還元剤の添加量を増大させる還元剤添加制御手段とを備えたため、触媒が活性化した度合いに応じて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】従来例を示す構成図。
【図５】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 添加開始時判定手段
１２ エンジン回転数と負荷の検出手段
１３ 還元剤の添加量算出手段
１４ 還元剤添加制御手段
【実用新案登録請求の範囲】
【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、還元触媒の温度を検出する手段と、検出温度から還元剤の添加開始時を判定する手段と、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量を算出する手段と、還元剤の添加開始時からの経過時間に応じて定めた所定の添加量へと漸進的に還元剤の添加量を増大させ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。
【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、還元触媒の温度を検出する手段と、検出温度から還元剤の添加開始時を判定する手段と、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量を算出する手段と、還元剤の添加開始時からの経過時間に応じて定めた所定の添加量へと漸進的に還元剤の添加量を増大させ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。
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図１】
【図２】
【公開番号】実開平６−７３３１７
【公開日】平成６年（１９９４）１０月１８日
【考案の名称】ディーゼルエンジンの排気浄化装置
【国際特許分類】
【出願番号】実願平５−１４１１１
【出願日】平成５年（１９９３）３月２５日
【出願人】（０００００３９０８）日産ディーゼル工業株式会社 (1,028)
【公開日】平成６年（１９９４）１０月１８日
【考案の名称】ディーゼルエンジンの排気浄化装置
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）３月２５日
【出願人】（０００００３９０８）日産ディーゼル工業株式会社 (1,028)
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