JP2022054629A - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＯ２及びＤＴＩ（Drop To Idling）の発生を抑制したＤＰＦ再生を行うことができる排気浄化システムを提供すること。【解決手段】排気浄化システムは、内燃機関の排気管に接続された酸化触媒（ＤＯＣ）と、酸化触媒よりも下流側の排気管に接続された粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）と、粒子捕集フィルターよりも上流側又は酸化触媒よりも上流側の排気管内にアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、粒子捕集フィルター再生時には排気管内に第１の量のアンモニアが供給されるとともに、粒子捕集フィルター再生時でかつ粒子捕集フィルターの過昇温が検出又は予測された場合には排気管内に第１の量よりも多い第２の量のアンモニアが供給されるように、アンモニア供給装置を制御する制御部と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化システムにおけるＤＰＦ再生技術に関する。

従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気浄化装置として、酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）、ディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）、選択還元型触媒（ＳＣＲ：Selective Catalystic Reduction）を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

ＤＯＣは、排気中の煤の中に含まれる有機成分の大部分を酸化し、ＨＣ及びＣＯを浄化する。なお、以下では、煤を、微粒子物質（ＰＭ：Particulate Matter）と呼ぶ場合がある。

ＤＰＦは、ＤＯＣの後段に設けられ、排気中のＰＭを捕集する。捕集されたＰＭはＤＰＦに堆積する。ＰＭの堆積量が所定値以上の場合、ＤＰＦ再生が行われる。ＤＰＦ再生は、例えば、燃料をＤＯＣの排気上流側に噴射してＤＯＣで燃焼させて排気ガスの温度を上昇させて、ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼させることにより行われる（例えば特許文献２参照）。

ＳＣＲは、ＤＰＦの後段に設けられる。ＳＣＲでは、排気管内に噴射された尿素水を排気の熱で加水分解して生成されたアンモニアが、触媒の作用により排気中のＮＯｘを窒素（Ｎ２）に還元されることで、ＮＯｘが低減される。

また、尿素水に代えてアンモニアを排気管内に供給する技術も知られている（例えば特許文献３参照）。

特表２０１０－５１９４５９号公報 特開２０１１－０６９３２３号公報 特開２０１３－１２４５６９号公報

ところで、従来のＤＰＦ再生のための排気の昇温は、上述したように未燃燃料の排気管への直接噴射やエンジンへのポスト噴射により行われるので、多くのＣＯ２が発生してしまう欠点がある。

また、ＤＰＦ再生を行う際には、ＤＴＩ（Drop To Idling）の発生を抑制することが求められる。以下、ＤＴＩについて、簡単に説明する。

ＤＰＦ再生中は、以下のような状態にある。
・排気温度をポスト噴射等で上昇させている。
・ポスト噴射又は排気管中の燃料噴射弁より排気管内に未燃燃料（炭化水素ＨＣ）を供給している。
・ＤＯＣで未燃燃料を燃焼することにより、ＤＰＦの入り口温度がＯ２によるＰＭ燃焼温度まで上昇させている。

このようなＤＰＦ再生中において、例えば、高負荷運転（＝Ｏ２が薄い）から減速によりエンジン内の燃料噴射を中止した場合、ＤＯＣ、ＤＰＦにＯ２濃度の濃い新気が流速が遅い条件で流入し、ＤＰＦにおいてＰＭが爆発的に燃焼する現象が発生する。この現象が、ＤＴＩと呼ばれる。

ＤＴＩが起こると、ＤＰＦが過昇温状態となり、その結果、ＤＰＦ担体に亀裂や溶損が生じたり、ＤＰＦに担持された触媒が劣化するおそれがある。

ＤＴＩを防止する第１の方法として、ＰＭ再生時のＤＰＦ入り口温度を抑制する方法が考えられる。しかし、この方法を採用すると、ＤＰＦ再生時間が長くなるので、利便性が悪化したり、燃料消費が大きくなるといった欠点がある。

ＤＴＩを防止する第２の方法として、ＤＰＦでのＰＭ溜め込み量を抑制する方法が考えられる。しかし、この方法を採用すると、ＰＭ再生頻度が多くなるので、燃料消費が大きくなったり、潤滑油のダイリューションが生じる欠点がある。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、ＣＯ２及びＤＴＩの発生を抑制したＤＰＦ再生を行うことができる、排気浄化システムを提供する。

本発明の内燃機関の排気浄化システムの一つの態様は、
内燃機関の排気を浄化する排気浄化システムであって、
前記内燃機関の排気管に接続された酸化触媒と、
前記酸化触媒よりも下流側の前記排気管に接続された粒子捕集フィルターと、
前記粒子捕集フィルターよりも上流側又は前記酸化触媒よりも上流側の前記排気管内にアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、
粒子捕集フィルター再生時には前記排気管内に第１の量のアンモニアが供給されるとともに、粒子捕集フィルター再生時でかつ前記粒子捕集フィルターの過昇温が検出又は予測された場合には前記排気管内に前記第１の量よりも多い第２の量のアンモニアが供給されるように、前記アンモニア供給装置を制御する制御部と、
を備える。

本発明によれば、ＣＯ２及びＤＴＩの発生を抑制したＤＰＦ再生を行うことができる。

実施の形態１の排気浄化システムの要部構成を示した図 実施の形態１によるＤＰＦ再生制御の説明に供するフローチャート 実施の形態２の排気浄化システムの要部構成を示した図 実施の形態２によるＤＰＦ再生制御の説明に供するフローチャート 実施の形態２によるＤＰＦ再生制御の説明に供するフローチャート

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

＜１＞実施の形態１
＜１－１＞排気浄化システムの構成
図１は、実施の形態１の排気浄化システムの要部構成を示した図である。本実施形態では、本発明を、ディーゼルエンジン１０の排気浄化システム１００に適用した態様ついて説明する。ただし、本実施形態に係る排気浄化システムは、ディーゼルエンジン１０の排気浄化システム１００に限らず、ガソリンエンジンの排気浄化システムにも適用し得る。

排気浄化システム１００は、例えば、トラック等の車両に搭載されており、エンジン１０の排気ガス中のＮＯｘを浄化する。

エンジン１０は、例えば、燃焼室、燃焼室内で燃料を噴射する燃料噴射装置、及び、燃料噴射装置を制御するエンジンＥＣＵ等（図示せず）を含んで構成される。エンジン１０は、燃焼室内で、燃料と空気の混合気を燃焼及び膨張させて、動力を発生する。エンジン１０には、燃焼室内に空気を導入する吸気管２０と、燃焼室から排出される燃焼後の排気ガスを、車両の外部に排出する排気管３０と、が接続されている。

排気浄化システム１００は、酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）１０１、粒子捕集フィルター（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）１０２及び選択還元型触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）１０３を有する。なお、排気浄化システム１００は、触媒として、ＳＣＲ１０３に加えて、あるいは、ＳＣＲに代えて、ＬＮＴ（Lean NOx Trap）などを有していてもよい。

ＤＯＣ１０１は、酸化アルミニウム又は金属等からなる担持体に、ロジウム、白金等を担持して形成される。ＤＯＣ１０１は、排気中の未燃成分（炭化水素ＨＣ及び一酸化炭素ＣＯ）を酸化除去するとともに、このときの反応熱で排気ガスを加熱昇温し、また排気中のＮＯをＮＯ２に酸化する。

ＤＰＦ１０２は、触媒付きフィルターからなり、排気中に含まれる粒子状物質（ＰＭ: Particulate Matter）を捕集するとともに、捕集・堆積されたＰＭを燃焼除去する。

ＳＣＲ１０３は、例えば円柱形状を有し、セラミックで作製されたハニカム担体を有する。ハニカム壁面には、例えばゼオライトやバナジウム等の触媒が担持又はコーティングされる。ＳＣＲ１０３は、アンモニアを吸蔵するとともに、当該吸蔵したアンモニアによって排気ガス中からＮＯｘを選択的に還元浄化する。

排気浄化システム１００は、排気管３０内にアンモニアを供給するアンモニア供給装置１１０を有する。アンモニア供給装置１１０は、アンモニアを液相の状態で（つまり液化アンモニア（液化ＮＨ３）の状態で）貯蔵可能な高圧タンク１１１、遮断弁１１２、減圧弁１１３、流量調整弁１１４、１１５及びアンモニア噴射ポート１１６、１１７を有する。

さらに、排気浄化システム１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３０を有する。ＥＣＵ１３０は、排気浄化システム１００の動作を制御する。

ＥＣＵ１３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力ポート、及び出力ポート等を含んで構成されている。ＥＣＵ１３０の後述する機能は、例えば、ＣＰＵがＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。但し、当該機能は、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア回路によっても実現できることは勿論である。

なお、ＥＣＵ１３０は、エンジン１０のエンジンＥＣＵ（図示せず）等と通信することで、これらを制御したり、これらの状態を取得したりする。

ＥＣＵ１３０は、アンモニア供給装置１１０による排気管３０内へのアンモニアの供給を制御する制御部として機能する。

ＤＯＣ１０１の入り口付近には温度センサー１４１が設けられている。また、ＤＰＦ１０２の入り口付近には温度センサー１４２が設けられている。温度センサー１４１は、ＤＯＣ１０１に流入する排気の温度を検出する。温度センサー１４２は、ＤＰＦ１０２に流入する排気の温度を検出する。

ＥＣＵ１３０は、温度センサー１４１、１４２により検出された温度情報を入力し、当該温度情報に基づいて、遮断弁１１２及び流量調整弁１１５の開度を制御することにより、アンモニア噴射ポート１１７から噴射されるアンモニアの量を制御する。

＜１－２＞ＤＰＦ再生制御
次に、本実施の形態によるＤＰＦ再生制御について説明する。

まず、詳細な説明を行う前に、本実施の形態によるＤＰＦ再生の原理について説明する。

ＤＰＦ１０２に煤が堆積すると排気圧力が上昇し燃費悪化の要因となる等の問題が発生するため、予め実験等で定めた堆積量を超えないように煤を燃焼させるＤＰＦ再生が行われる。従来は、ＤＰＦへの排気温度が煤の燃焼が可能となる例えば５００℃以上に達していない場合は、ＤＯＣに未燃燃料を供給し、酸化、発熱（燃焼）により排気温度を昇温することが一般に行われているが、このようにするとＣＯ２が発生してしまう。

ＤＰＦ１０２にＮＯ２で燃焼できない煤が堆積すると、排気圧力が上昇し燃費悪化の要因となる。そこで、従来は、燃料を燃焼させることで排気温度を５００℃以上に昇温し、Ｏ２によって煤を燃焼させることが一般に行われている。このとき、Ｃ＋Ｏ２ → ＣＯ２ の反応によりＣＯ２が発生する。また、燃料の燃焼によってもＣＯ２が発生してしまう。

これを考慮して、本実施の形態では、ＤＯＣ１０１の上流側の排気管３０内にアンモニアを供給し、このアンモニアをＤＯＣ１０１で燃焼させることで、ＤＰＦ再生を促進させ、これにより、ＣＯ２の発生を低減させることができる。

本実施の形態のアンモニア供給によるＤＰＦ再生は、従来の燃料燃焼によるＤＰＦ再生と組み合わせて用いることができる。例えば、ＤＯＣ１０１においてアンモニアの燃焼が可能となる排気温度になるまでは、従来の燃料燃焼によって排気温度を上昇させ、その後、アンモニア供給によるＤＰＦ再生に切り替える。これにより、ＤＰＦ再生で発生するＣＯ２を低減できる。

ここで、ＤＰＦ１０２に堆積したＰＭ（煤）を除去するための反応としては、以下の２つの反応がある。

（１）高い排気温度（例えば５００℃以上）の環境下でのＯ２によるＰＭ燃焼

（２）適切な排気温度（例えば３００℃前後）において、２ＮＯ２＋２Ｃ → ２ＣＯ２＋Ｎ２ の反応によるＰＭ燃焼

従来の燃料燃焼によるＤＰＦ再生は、主に（１）の反応に依拠している。これに対して、本実施の形態のアンモニア供給によるＤＰＦ再生は、主に（２）の反応を促進させるものである。

ＤＯＣ１０１においてアンモニアが酸化可能な排気温であるという条件下で、ＤＯＣ１０１にアンモニアを供給すると、ＤＯＣ１０１では、４ＮＨ３＋７Ｏ２ → ４ＮＯ２＋６Ｈ２Ｏ の反応が起こり、ＮＯ２が発生する。このＮＯ２がＤＰＦ１０２での上記（２）のＰＭ燃焼反応に使われる。

ここで、一般には、エンジンからの排気に含まれるＮＯからＤＯＣ１０１によってＮＯ２が生成され、これが上記（２）のＰＭ燃焼反応に使われる。本実施の形態では、ＤＯＣ１０１にアンモニアを供給したことにより、ＤＰＦ１０２により多くのＮＯ２を与えることができ、その結果、上記（２）の反応がより促進される。

図２は、本実施の形態によるＤＰＦ再生制御の説明に供するフローチャートである。図２のフローチャートは、ＥＣＵ１３０によって実行される。

ＥＣＵ１３０は、ＤＰＦ再生を開始すると、ステップＳ１１において、温度センサー１４１の温度は、ＤＯＣ１０１においてアンモニアが酸化可能な温度であるか否か判断する。この温度は、例えば２５０℃程度である。

ＥＣＵ１３０は、ステップＳ１１で肯定結果を得た場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、ステップＳ１２に移る。ＥＣＵ１３０は、ステップＳ１２において、温度センサー１４２の温度は、ＤＰＦ１０２における堆積粒子の燃焼に適した温度範囲であるか否か判断する。この温度範囲は、例えば３００℃～３５０℃である。

ＥＣＵ１３０は、ステップＳ１２で肯定結果を得た場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、ステップＳ１３に移る。ＥＣＵ１３０は、ステップＳ１３において、ＤＯＣ１０１にアンモニアを供給する。具体的には、ＥＣＵ１３０は、遮断弁１１２及び流量調整弁１１５を開状態に制御することでアンモニア噴射ポート１１７からアンモニアを噴射させることで、ＤＯＣ１０１にアンモニアを供給する。

次に、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ１４において、ＤＰＦ１０２でのＰＭ除去量が目標量を超えたか否か判断し、目標量を超えた場合には（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、ＤＰＦ再生制御を終了し、目標値を超えていない場合には（ステップＳ１４；ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。

なお、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ１１又はステップＳ１２で否定結果が得られた場合には、ステップＳ１５に移り、温度調整を要求する。例えば、ＥＣＵ１３０は、エンジンＥＣＵ（図示せず）にエンジンによる排気の昇温を要求する。また、例えば排気管３０を昇温する電気ヒーターなどが設けられている場合には、電気ヒーターによって温度調整を行うようにしてもよい。要は、何らかの手段によってステップＳ１１及びステップＳ１２で肯定結果が得られるような温度調整を行う。

ここで、ステップＳ１１及びステップＳ１２で肯定結果が得られ、ステップＳ１３でＤＯＣ１０１にアンモニアが供給されると、上述したように、ＤＯＣ１０１では、４ＮＨ３＋７Ｏ２ → ４ＮＯ２＋６Ｈ２Ｏ の反応が起こり、ＤＰＦ１０２では、２ＮＯ２＋２Ｃ → ２ＣＯ２＋Ｎ２ の反応によるＰＭ燃焼が行われる。

この結果、ＣＯ２の発生を抑制しつつ、効率的なＤＰＦ再生を行うことができる。

＜１－３＞まとめ
以上説明したように、本実施の形態によれば、内燃機関の排気管３０に接続された酸化触媒（ＤＯＣ１０１）と、酸化触媒よりも下流側の排気管３０に接続された粒子捕集フィルター（ＤＰＦ１０２）と、酸化触媒よりも上流側の排気管３０内にアンモニアを供給するアンモニア供給装置１１０と、酸化触媒に流入する排気の温度を検出する第１の温度センサー１４１と、粒子捕集フィルターに流入する排気の温度を検出する第２の温度センサー１４２と、第１及び第２の温度センサー１４１、１４２によって検出された温度に基づいて、アンモニア供給装置１１０による排気管３０内へのアンモニアの供給を制御する制御部（ＥＣＵ１３０）と、を設けたことにより、ＣＯ２の発生を抑制しつつ、効果的にＤＰＦ再生を行うことができる排気浄化システム１００を実現できる。

また、本実施の形態によれば、アンモニア供給装置１１０を、ＤＯＣ１０１とＳＣＲ１０３とで共有しているので、排気浄化システムの大型化も抑制できる。ただし、ＳＣＲ１０３にはアンモニアに代えて尿素水を供給する構成にしてもよい。

＜２＞実施の形態２
＜２－１＞排気浄化システムの構成
図１との対応部分に同一符号が付された図３は、実施の形態２の排気浄化システムの要部構成を示した図である。

実施の形態１の排気浄化システム１００（図１）と比較して、本実施の形態の排気浄化システム２００（図３）は、高圧タンク１１１のアンモニアを減圧弁１１３を介してアンモニアガスの状態で排気管３０に供給する第１供給系統に加えて、高圧タンク１１１のアンモニアを液相の状態で排気管３０に供給する第２供給系統と、を有する。

具体的には、第１供給系統は、減圧弁１１３以降の気化状態のアンモニアガスをアンモニア噴射ポート１１７から排気管３０に供給する。これに対して、第２供給系統は、液相のアンモニアをインジェクター１１８から排気管３０に供給する。これにより、第２供給系統からは、第１供給系統と比較して、大量のアンモニアを排気管３０内に供給できるようになっている。

また、排気浄化システム２００では、ＥＣＵ１３０に、内燃機関の運転状態の情報を入力する。この内燃機関の運転状態とは、アクセルの踏込量に対応するものである。換言すれば、内燃機関の運転状態とは、内燃機関の運転負荷であると言ってもよい。アクセル踏込量が大きいほど、内燃機関は高負荷運転状態である。ＥＣＵ１３０は、アクセル踏込量の情報を、例えば車両全体を制御するＥＣＵ（図示せず）から入力する。

ＥＣＵ１３０は、内燃機関の運転状態、及び、温度センサー１４１、１４２によって検出された温度と、に基づいて、遮断弁１１２及び流量調整弁１１５の開度を制御することにより、アンモニア噴射ポート１１７及びインジェクター１１８から噴射されるアンモニアの量を制御する。

＜２－２＞ＤＰＦ再生制御
次に、本実施の形態によるＤＰＦ再生制御について説明する。

上述したように、ＤＰＦ再生中において、例えば、高負荷運転（＝Ｏ２が薄い）から減速によりエンジン内の燃料噴射を中止した場合、つまり、内燃機関の状態が高負荷運転状態から低負荷運転状態へと急変した場合、ＤＯＣ１０１、ＤＰＦ１０２にＯ２濃度の濃い新気が遅い流速で流入するので、ＤＰＦ１０２においてＰＭが爆発的に燃焼する現象、いわゆるＤＴＩ（Drop To Idling）が発生する。

これを考慮して、本実施の形態では、上述のような運転状態急変時に増加したＯ２をアンモニア（ＮＨ３）の供給により強制的に消費させ、ＤＰＦ１０２に流入するＯ２を減少させることにより、ＤＴＩを抑制する。

ここで、インジェクター１１８やアンモニア噴射ポート１１７から排気管３０内に供給されたアンモニアは、ＤＯＣ１０１における、ＮＨ３＋Ｏ２ → Ｎ２＋Ｈ２Ｏ（係数は無視して示してある）の反応により、Ｏ２を消費する。この反応により、ＤＰＦ１０２に流入するＯ２を減少させることができる。これにより、ＤＰＦ１０２での爆発的なＰＭ燃焼を抑制できる。

本実施の形態のＤＰＦ再生制御の一つの特徴は、ＤＰＦ再生時に排気管３０内に第１の量のアンモニアを供給するとともに、ＤＰＦ再生時でかつＤＰＦの過昇温が検出又は予測された場合には、排気管３０内に第１の量よりも多い第２の量のアンモニアを供給するようにした点にある。

ＤＴＩは、運転状態の急変時に急激に起こるので、アンモニアガスを供給する第１供給系統からのアンモニア供給だけではＤＴＩの抑制が間に合わなくなるおそれがある。そこで、本実施の形態では、ＤＴＩが起こりそうな場合（つまりＤＰＦ１０２の過昇温が検出又は予測された場合）に排気管３０内に大量のアンモニアを供給するために、液化アンモニアを噴射する第２供給系統が設けられている。勿論、ＤＴＩが起こりそうな場合（つまりＤＰＦの過昇温が検出又は予測された場合）には、第２供給系統だけでなく、第１供給系統からもアンモニアを供給してもよい。

ここで、ＤＴＩが起こりそうなことを予測する方法として、例えば２つの方法がある。第１の方法は、内燃機関の運転状態に基づいて予測する方法である。第２の方法は、温度センサー１４２の温度に基づいて予測する方法である。

図４は、第１の方法を用いたＤＰＦ再生制御の説明に供するフローチャートである。図４のフローチャートは、ＥＣＵ１３０によって実行される。なお、図４のフローチャートは、既にＤＰＦ再生が行われている期間に行われるものである。

ＥＣＵ１３０は、ＤＰＦ再生期間中に、ステップＳ２１において、内燃機関が高負荷運転状態から低負荷運転状態へと急変したか否か判断する。

ＥＣＵ１３０は、ステップＳ２１で肯定結果を得た場合（ステップＳ２１；ＹＥＳ）、ステップＳ２２に移り、第２供給系統（インジェクター１１８）から大量のアンモニアを噴射させる。

これにより、内燃機関の運転急変時のＤＰＦの過昇温を速やかに抑制できる。

図５は、第２の方法を用いたＤＰＦ再生制御の説明に供するフローチャートである。図５のフローチャートは、ＥＣＵ１３０によって実行される。なお、図５のフローチャートは、既にＤＰＦ再生が行われている期間に行われるものである。

ＥＣＵ１３０は、ＤＰＦ再生期間中に、ステップＳ３１において、温度センサー１４２の温度が、ＤＰＦ１０２における堆積粒子の燃焼に適した温度範囲よりも高いか否か判断する。

ＥＣＵ１３０は、ステップＳ３１で肯定結果を得た場合（ステップＳ３１；ＹＥＳ）、ステップＳ３２に移り、第２供給系統（インジェクター１１８）から大量のアンモニアを噴射させる。

これにより、内燃機関の運転急変時のＤＰＦの過昇温を速やかに抑制できる。

＜２－３＞まとめ
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＤＰＦ再生時には排気管３０内に第１の量のアンモニアを供給するとともに、ＤＰＦ再生時でかつＤＰＦ１０２の過昇温が検出又は予測された場合には排気管３０内に第１の量よりも多い第２の量のアンモニアを供給するようにしたことにより、ＣＯ２及びＤＴＩの発生を抑制したＤＰＦ再生を行うことができるようになる。

また、アンモニア供給装置１１０が、第１の量のアンモニアを気相の状態で排気管３０内に供給する一方、第２の量のアンモニアを液相の状態で排気管３０内に供給するようにしたことにより、第２の量として大量のアンモニアを排気管３０内に供給できるようになるので、ＤＴＩを速やかに抑制できるようになる。

上述の実施の形態１、２は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。

上述の実施の形態では、第１の量よりも多い第２の量のアンモニアを供給するインジェクター１１８をＤＯＣ１０１の上流側に設けた場合について述べたが、インジェクター１１８をＤＯＣ１０１の下流側でかつＰＤＦ１０２の上流側に設けてもよい。このように配置した場合でも、ＤＰＦ１０２に蓄積したＰＭの急激な燃焼を防止することができる。ＤＴＩが懸念されるような温度条件では、アンモニアの燃焼は噴霧の条件などを適宜設定することにより、触媒が無くても可能である。

本発明は、排気浄化システムのＤＰＦ再生技術として広く用いることができる。

１０ ディーゼルエンジン（エンジン）
２０ 吸気管
３０ 排気管
１００、２００ 排気浄化システム
１０１ ＤＯＣ（酸化触媒）
１０２ ＤＰＦ（ディーゼル微粒子捕集フィルター）
１０３ ＳＣＲ（選択還元型触媒）
１１０ アンモニア供給装置
１１１ 高圧タンク
１１２ 遮断弁
１１３ 減圧弁
１１４、１１５ 流量調整弁
１１６、１１７ アンモニア噴射ポート
１１８ インジェクター
１３０ ＥＣＵ（制御部）
１４１、１４２ 温度センサー

Claims (6)

1. 内燃機関の排気を浄化する排気浄化システムであって、
   前記内燃機関の排気管に接続された酸化触媒と、
   前記酸化触媒よりも下流側の前記排気管に接続された粒子捕集フィルターと、
   前記粒子捕集フィルターよりも上流側又は前記酸化触媒よりも上流側の前記排気管内にアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、
   粒子捕集フィルター再生時には前記排気管内に第１の量のアンモニアが供給されるとともに、粒子捕集フィルター再生時でかつ前記粒子捕集フィルターの過昇温が検出又は予測された場合には前記排気管内に前記第１の量よりも多い第２の量のアンモニアが供給されるように、前記アンモニア供給装置を制御する制御部と、
   を備える排気浄化システム。
2. 前記アンモニア供給装置は、前記第１の量のアンモニアを気相の状態で前記排気管内に供給する一方、前記第２の量のアンモニアを液相の状態で前記排気管内に供給する、
   請求項１に記載の排気浄化システム。
3. 前記アンモニア供給装置は、
   アンモニアを液相の状態で貯蔵可能な高圧タンクと、
   前記高圧タンクのアンモニアを減圧弁を介してアンモニアガスの状態で前記排気管に供給する第１供給系統と、
   前記高圧タンクのアンモニアを液相の状態で前記排気管に供給する第２供給系統と、
   を備え、
   前記第１の量のアンモニアは、前記第１供給系統を介して前記排気管に供給され、
   前記第２の量のアンモニアは、少なくとも前記第２供給系統を介して前記排気管に供給される、
   請求項１に記載の排気浄化システム。
4. 前記制御部は、
   前記内燃機関の運転状態に基づき、前記内燃機関の運転状態が高負荷運転状態から低負荷運転状態へと急変したときに、前記第２の量のアンモニアを前記アンモニア供給装置によって供給させる、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の排気浄化システム。
5. 前記酸化触媒に流入する排気の温度を検出する第１の温度センサーと、
   前記粒子捕集フィルターに流入する排気の温度を検出する第２の温度センサーと、
   をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記第１の温度センサーの温度が、前記酸化触媒においてアンモニアが酸化可能な温度であり、かつ、前記第２の温度センサーの温度が、前記粒子捕集フィルターにおける堆積粒子の燃焼に適した温度範囲である場合に、前記アンモニア供給装置が前記酸化触媒よりも上流側の前記排気管内に前記第１の量のアンモニアの供給を行うように制御し、
   前記第１の温度センサーの温度が、前記酸化触媒においてアンモニアが酸化可能な温度であり、かつ、前記第２の温度センサーの温度が、前記粒子捕集フィルターにおける堆積粒子の燃焼に適した温度範囲よりも高い場合に、前記酸化触媒よりも上流側の前記排気管内に前記アンモニア供給装置が前記第２の量のアンモニアの供給を行うように制御する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の排気浄化システム。
6. 前記粒子捕集フィルターの下流側の前記排気管には、選択還元型触媒が接続されており、
   前記アンモニア供給装置は、前記酸化触媒よりも上流側の前記排気管内に加えて、前記選択還元型触媒にもアンモニアを供給する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の排気浄化システム。

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