JP2005163586A - 圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 機関排気通路内に下流側に向けて順に燃料添加弁14と、HC吸着触媒11と、NOX吸蔵触媒12を配置する。NOX吸蔵触媒12からNOXを放出すべきときにはHC吸着触媒11の最大HC吸着量よりも少ない燃料が燃料添加弁14から排気ガス中に添加され、NOX吸蔵触媒12の温度を上昇すべきときにはHC吸着触媒11の最大HC吸着量よりも多い燃料が燃料添加弁14から排気ガス中に添加される。
【選択図】 図1
Description
図1を参照すると、1は機関本体、2は各気筒の燃焼室、3は各燃焼室2内に夫々燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、4は吸気マニホルド、5は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド4は吸気ダクト6を介して排気ターボチャージャ7のコンプレッサ7aの出口に連結され、コンプレッサ7aの入口はエアクリーナ8に連結される。吸気ダクト6内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁9が配置され、更に吸気ダクト6周りには吸気ダクト6内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置10が配置される。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置10内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。一方、排気マニホルド5は排気ターボチャージャ7の排気タービン7bの入口に連結され、排気タービン7bの出口はHC吸着触媒11の入口に連結される。また、HC吸着触媒11の出口は排気管13を介してNOX吸蔵触媒12に連結される。排気マニホルド5にはミスト状の、即ち微粒子状の燃料を排気ガス中に添加するための燃料添加弁14が取付けられる。本発明による実施例ではこの燃料は軽油からなる。
このようにNOX吸蔵触媒12をパティキュレートフィルタ12a上に担持させた場合には、各排気ガス流入通路60および各排気ガス流出通路61の周壁面、即ち各隔壁64の両側表面上および隔壁64内の細孔内壁面上には例えばアルミナからなる触媒担体が担持されており、図4(A)および(B)はこの触媒担体45の表面部分の断面を図解的に示している。図4(A)および(B)に示されるように触媒担体45の表面上には貴金属触媒46が分散して担持されており、更に触媒担体45の表面上にはNOX吸収剤47の層が形成されている。
本発明による実施例ではNOX吸蔵触媒12に単位時間当り吸蔵されるNOX量NOXAが要求トルクTQおよび機関回転数Nの関数として図8(A)に示すマップの形で予めROM32内に記憶されており、このNOX量NOXAを積算することによってNOX吸蔵触媒12に吸蔵されたNOX量ΣNOXが算出される。更に、本発明による実施例ではこのNOX量ΣNOXが許容値NXに達する毎にNOX吸蔵触媒12に流入する排気ガス中のガス状成分の空燃比A/Fが一時的にリッチにされ、それによってNOX吸蔵触媒12からNOXが放出される。
図10を参照するとまず初めにステップ100において図8(A)に示すマップから単位時間当り吸蔵されるNOX量NOXAが算出される。次いでステップ101ではこのNOXAがNOX吸蔵触媒12に吸蔵されているNOX量ΣNOXに加算される。次いでステップ102では吸蔵NOX量ΣNOXが許容値NXを越えたか否かが判別され、ΣNOX>NXとなったときにはステップ103に進んで図9(A)に示される燃料添加弁14からの燃料添加処理が行われる。
5…排気マニホルド
7…排気ターボチャージャ
11…HC吸着触媒
12…NOX吸蔵触媒
14…燃料添加弁
Claims (7)
- 微粒子状の燃料を排気ガス中に添加するための燃料添加手段と、該燃料添加手段下流の機関排気通路内に配置されて排気ガス中に含まれる炭化水素を吸着するHC吸着触媒と、該HC吸着触媒下流の機関排気通路内に配置されて流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるNOXを吸蔵し流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸蔵したNOXを放出するNOX吸蔵触媒とを具備し、該HC吸着触媒は排気ガス中に添加された微粒子状の燃料を吸着保持した後に徐々に蒸発させると共に蒸発した燃料をクラッキングする機能を有し、NOX吸蔵触媒からNOXを放出すべきときにはHC吸着触媒の最大HC吸着量よりも少ない燃料が燃料添加手段により排気ガス中に添加され、NOX吸蔵触媒の温度を上昇すべきときにはHC吸着触媒の最大HC吸着量よりも多い燃料が燃料添加手段により排気ガス中に添加される圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
- 上記HC吸着触媒の基体がゼオライトからなり、白金からなる貴金属触媒が担持されている請求項1に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
- NOX吸蔵触媒からNOXを放出すべく排気ガス中に微粒子状の燃料が添加されたときにHC吸着触媒から流出する排気ガス中のガス状成分の空燃比がリッチになったか否かを判断する判断手段を具備し、上記燃料添加手段は、NOX吸蔵触媒からNOXを放出すべきときに該判断手段による判断に応じてHC吸着触媒から流出する排気ガス中のガス状成分の空燃比をリッチにさせるのに必要な量の燃料を添加する請求項1に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
- HC吸着触媒下流の機関排気通路内にHC吸着触媒から流出する排気ガス中のガス状成分の空燃比を検出しうる空燃比センサを配置し、上記判断手段は該空燃比センサの出力信号に基づいてHC吸着触媒から流出する排気ガス中のガス状成分の空燃比がリッチになったか否かを判断する請求項1に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
- NOX吸蔵触媒下流の機関排気通路内にNOX吸蔵触媒から流出する排気ガス中のガス状成分の空燃比を検出しうる空燃比センサを配置し、該空燃比センサにより検出された排気ガス中のガス状成分の空燃比がほぼ理論空燃比であるときに上記判断手段はHC吸着触媒から流出する排気ガス中のガス状成分の空燃比がリッチになっていると判断する請求項1に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
- NOX吸蔵触媒からSOXを放出すべきときにNOX吸蔵触媒の温度が上昇せしめられる請求項1に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
- NOX吸蔵触媒が排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕獲して酸化させるためのパティキュレートフィルタ上に担持されており、パティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質の量が許容量を越えたときにパティキュレートフィルタの温度が上昇せしめられる請求項1に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
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