JP2016183563A - 排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、排気浄化装置の第1実施形態を、図1〜図3を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の排気浄化装置が適用されたディーゼルエンジンの吸気通路10には、上流側から順に、エアクリーナー11、エアフローメーター12、コンプレッサー13、インタークーラー14、I/C出ガス温度センサー15、スロットルバルブ16、吸気圧センサー27が設けられている。エアクリーナー11は、吸気中の不純物を濾過し、エアフローメーター12は、吸気通路10を流れる吸気の流量(吸入空気量)を検出する。コンプレッサー13は、駆動に応じて吸気を加圧し、インタークーラー14は、コンプレッサー13通過後の吸気を冷却する。I/C出ガス温度センサー15は、インタークーラー14通過後の吸気の温度を検出し、スロットルバルブ16は、その開度の変更に応じて吸入空気量を調整する。そして、吸気圧センサー27は、吸気通路10の、スロットルバルブ16の下流側の部分における吸気の圧力を検出する。
SCR装置(41,42)のNOx浄化能力を高めるには、尿素水添加量を増やす必要がある。しかしながら、SCR装置(41,42)のアンモニア付着量には限界があり、尿素水添加量を増やし過ぎると、ASC装置43が処理可能な量を超えるアンモニアがSCR装置(41,42)から脱離して、外気へのアンモニアの排出、いわゆるアンモニアスリップが発生してしまう。そのため、尿素水添加量は、アンモニアの脱離が生じない程度に制限する必要があり、大量のNOxが排出されたときには、その排出されたNOxのすべてを浄化可能な量の尿素水を添加できないことがある。
(1)SCR流入NOx量に対してASC流入NOx量が所望の量まで低減されていないときに、ASC床温TASCがHC−SCR可能温度域内にあることを条件に、燃料添加弁30による排気への未燃燃料添加の実施を通じて、ASC装置43に流入する排気中のHCの量を増量する増量処理を行うようにしている。そのため、ASC装置43がHC選択還元によりNOxを浄化可能な温度状態にあるときには、SCR流入NOx量に対してSCR流出NOx量を所望の量まで低減できないときにも、外気へのNOxの排出を抑制することができる。
次に、排気浄化装置の第2実施形態を、図4および図5を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
・上記実施形態では、増量処理時の未燃燃料の添加量(最終添加量QADFTRG)を、DPF用添加量QADMANIとASC用添加量QADASCとの合計として求めることで、ASC装置43に到達する未燃燃料の量を厳密に制御できるようにしていた。こうした増量処理時の未燃燃料の添加量の演算を別の方法で行うようにしてもよい。例えば増量処理時の未燃燃料の添加量(最終添加量QADFTRG)を、SCR流入NOx量やSCR装置(41,42)のNOx浄化率に基づき、より簡易に演算するようにしてもよい。なお、SCR流入NOx量が多いほど、或いはSCR装置(41,42)のNOx浄化率が低いほど、ASC流入NOx量は増える傾向にある。そのため、SCR流入NOx量に基づき増量処理時の未燃燃料の添加量を演算する場合、図6に示すように、SCR流入NOx量が多いほど、増量処理時の未燃燃料の添加量を増やすことが望ましい。また、SCR装置(41,42)のNOx浄化率に基づき増量処理時の未燃燃料の添加量を演算する場合、図7に示すように、NOx浄化率が低いほど、増量処理時の未燃燃料の添加量を増やすことが望ましい。そうした場合、SCR流出NOx量が多くても、SCR装置(41,42)およびASC装置43を含むSCRシステム全体では、比較的高いNOx浄化率を確保することができ、外気へのNOxの排出を好適に抑えられるようになる。
Claims (12)
- 燃焼室から排出された排気を流す排気通路に、排気に尿素水を添加する尿素添加弁、前記尿素水から生成されたアンモニアを還元剤とした選択触媒還元により排気中の窒素酸化物を還元する選択還元型触媒装置、および酸化触媒が担持されて前記選択還元型触媒装置から流出したアンモニアを酸化するアンモニアスリップ触媒装置、が上流側から順に設けられるとともに、前記燃焼室で燃焼された既燃ガスに未燃燃料を添加する添加手段と、前記添加手段を制御することで既燃ガスへの未燃燃料の添加制御を行う添加制御部を備える排気浄化装置において、
前記添加制御部は、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対して同選択還元型触媒装置から流出する窒素酸化物の量が所望の量まで低減されていないときに、前記アンモニアスリップ触媒装置の触媒床温が、炭化水素を還元剤とした選択触媒還元により同アンモニアスリップ触媒装置にて排気中の窒素酸化物を還元可能な温度域内にあることを条件に、未燃燃料の添加を通じて前記アンモニアスリップ触媒装置に流入する排気中の炭化水素の量を増量する増量処理を行う、
ことを特徴とする排気浄化装置。 - 前記添加制御部は、前記選択還元型触媒装置を通過した排気中の窒素酸化物の量が規定値を超えているときを、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対して同選択還元型触媒装置から流出する窒素酸化物の量が所望の量まで低減されていないときとして前記増量処理を行う、請求項1に記載の排気浄化装置。
- 前記添加制御部は、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対する前記選択還元型触媒装置で還元される窒素酸化物の量の比率である窒素酸化物浄化率を規定値よりも大きくするために必要な前記尿素水の添加量よりも添加可能な同尿素水の量が少ないときを、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対して同選択還元型触媒装置から流出する窒素酸化物の量が所望の量まで低減されていないときとして前記増量処理を行う、請求項1に記載の排気浄化装置。
- 前記添加制御部は、前記増量処理を行っているときに、前記選択還元型触媒装置を通過した排気中の窒素酸化物の量が規定値以下となったときに同増量処理を停止する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
- 前記添加制御部は、前記増量処理を行っているときに、前記選択還元型触媒装置への窒素酸化物の流入量に対する前記選択還元型触媒装置での窒素酸化物の還元量の比率である窒素酸化物浄化率が規定値以上となったときに同増量処理を停止する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
- 前記添加制御部は、前記増量処理を行っているときに、前記アンモニアスリップ触媒装置の床温が前記温度域外となったときに同増量処理を停止する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
- 前記添加制御部は、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量が多いほど、前記増量処理での未燃燃料の添加量を多くする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
- 前記添加制御部は、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対する同選択還元型触媒装置で還元される窒素酸化物の量の比率である窒素酸化物浄化率が低いほど、前記増量処理での未燃燃料の添加量を多くする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
- 前記排気通路における前記選択還元型触媒装置よりも上流側の部分には、酸化触媒が担持された更なる触媒装置が設けられ、
前記増量処理において前記添加制御部が添加する未燃燃料の量は、前記更なる触媒装置における炭化水素を還元剤とした選択触媒還元による窒素酸化物の還元反応に消費される量の炭化水素を排気中に供給するために必要な未燃燃料の量よりも多い、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の排気浄化装置。 - 前記増量処理において前記添加制御部は、前記更なる触媒装置における炭化水素を還元剤とした選択触媒還元による窒素酸化物の還元反応に消費される量の炭化水素を排気中に供給するために必要な未燃燃料の量と、前記アンモニアスリップ触媒装置における炭化水素を還元剤とした選択触媒還元による窒素酸化物の還元反応に消費される量の炭化水素を排気中に供給するために必要な未燃燃料の量と、を個別に演算し、それら演算した未燃燃料の量を合計分の未燃燃料の添加を行う、
請求項9に記載の排気浄化装置。 - 前記添加手段は、排気通路に設置された燃料添加弁であり、前記未燃燃料の添加は、その燃料添加弁による排気への燃料添加により行われる、請求項1〜10のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
- 前記添加手段は、前記燃焼室内に燃料を噴射するインジェクターであり、前記未燃燃料の添加は、そのインジェクターによる排気行程中の前記燃焼室内への燃料噴射により行われる、請求項1〜10のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
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