JP2638338B2 - ＮＯｘ低減装置 - Google Patents
ＮＯｘ低減装置Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
-
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/146—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
- F02D41/1463—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases downstream of exhaust gas treatment apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のＮＯｘ低減装
置に関するものである。
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気ガス中に含ま
れるＮＯｘを低減する装置としては、従来、排気ガス中
に還元剤（例、アンモニア）を供給して低減する装置が
知られている。例えば、特開昭64−83816 号公報には、
排気ガス中のＮＯｘの量をＮＯｘ分析計により検出し、
検出したＮＯｘ量に応じてアンモニアを排気ガス中に吹
き込むことが行われている。
れるＮＯｘを低減する装置としては、従来、排気ガス中
に還元剤（例、アンモニア）を供給して低減する装置が
知られている。例えば、特開昭64−83816 号公報には、
排気ガス中のＮＯｘの量をＮＯｘ分析計により検出し、
検出したＮＯｘ量に応じてアンモニアを排気ガス中に吹
き込むことが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の技術では、取り扱いを厳しくしなければならな
い臭気ガスであるところの、アンモニアを必要とすると
いう問題点があった。本発明は、このような問題点を解
決することを課題とするものである。
た従来の技術では、取り扱いを厳しくしなければならな
い臭気ガスであるところの、アンモニアを必要とすると
いう問題点があった。本発明は、このような問題点を解
決することを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のＮＯｘ低減装置では、エンジン筒内で燃料
を噴射するタイプのエンジンの吸気系に燃料を噴射する
よう設けられた吸気系インジェクターと、該エンジンの
排気管に配設されたＮＯｘ低減用の触媒コンバータと、
該触媒コンバータより後方の排気管出口部に設けられた
ＮＯｘセンサと、エンジン負荷状態とＮＯｘセンサ検出
値に応じて吸気系インジェクターからの燃料噴射量をＮ
Ｏｘ濃度が所定値となるよう制御するコントローラとを
具えることとした。
め、本発明のＮＯｘ低減装置では、エンジン筒内で燃料
を噴射するタイプのエンジンの吸気系に燃料を噴射する
よう設けられた吸気系インジェクターと、該エンジンの
排気管に配設されたＮＯｘ低減用の触媒コンバータと、
該触媒コンバータより後方の排気管出口部に設けられた
ＮＯｘセンサと、エンジン負荷状態とＮＯｘセンサ検出
値に応じて吸気系インジェクターからの燃料噴射量をＮ
Ｏｘ濃度が所定値となるよう制御するコントローラとを
具えることとした。
【０００５】
【作 用】ディーゼルエンジン等のエンジン筒内で燃
料を噴射するタイプのエンジンでは、発生されるＨＣの
量が、ＮＯｘ低減用触媒コンバータで必要とする量より
少ない。そこで、吸気系に燃料を噴射してやることによ
り、排気ガス内のＨＣの量を増加させる。その噴射量の
調節を、エンジン負荷状態および排気管出口部に設けた
ＮＯｘセンサの検出値に応じて行う。
料を噴射するタイプのエンジンでは、発生されるＨＣの
量が、ＮＯｘ低減用触媒コンバータで必要とする量より
少ない。そこで、吸気系に燃料を噴射してやることによ
り、排気ガス内のＨＣの量を増加させる。その噴射量の
調節を、エンジン負荷状態および排気管出口部に設けた
ＮＯｘセンサの検出値に応じて行う。
【０００６】
【実施例】最近、ディーゼルエンジンのＮＯｘ低減に使
用する触媒として、ゼオライト系の触媒が知られてお
り、それを用いた非選択接触還元法が有望視されてい
る。この還元法は、ＣＯ，ＨＣ，Ｈ2 ，Ｃの存在下で還
元する方法であり、中でもＨＣ（ハイドロカーボン）が
重要な役割を果たしている。
用する触媒として、ゼオライト系の触媒が知られてお
り、それを用いた非選択接触還元法が有望視されてい
る。この還元法は、ＣＯ，ＨＣ，Ｈ2 ，Ｃの存在下で還
元する方法であり、中でもＨＣ（ハイドロカーボン）が
重要な役割を果たしている。
【０００７】還元の際に必要とされるＨＣの量は、ＮＯ
ｘの量に対する比、つまりＨＣ／ＮＯｘの値が１以上と
なる量であるが、ディーゼルエンジンで自然に発生する
ＨＣの量のＮＯｘの量に対する比は、１以下である。従
って、ＨＣの量をなんらかの方法で補給してやる必要が
あるわけであるが、本発明ではそれを、吸気系へ燃料を
噴射することにより補給する。
ｘの量に対する比、つまりＨＣ／ＮＯｘの値が１以上と
なる量であるが、ディーゼルエンジンで自然に発生する
ＨＣの量のＮＯｘの量に対する比は、１以下である。従
って、ＨＣの量をなんらかの方法で補給してやる必要が
あるわけであるが、本発明ではそれを、吸気系へ燃料を
噴射することにより補給する。
【０００８】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明の実施例にかかわるＮＯ
ｘ低減装置である。図１において、１はフィルター、２
は吸気系、３はエンジン、４は燃料噴射ポンプ、５は筒
内インジェクター、６は排気系、７は触媒コンバータ、
８は排気管出口部、９は燃料タンク、１０は燃料パイ
プ、１１はエンジン回転センサ、１２はコントロールレ
バーセンサ、１３はコントローラ、１４は吸気系インジ
ェクターである。
細に説明する。図１は、本発明の実施例にかかわるＮＯ
ｘ低減装置である。図１において、１はフィルター、２
は吸気系、３はエンジン、４は燃料噴射ポンプ、５は筒
内インジェクター、６は排気系、７は触媒コンバータ、
８は排気管出口部、９は燃料タンク、１０は燃料パイ
プ、１１はエンジン回転センサ、１２はコントロールレ
バーセンサ、１３はコントローラ、１４は吸気系インジ
ェクターである。
【０００９】ここに吸気系２とは、吸気管と吸気マニホ
ールドを総称したものであり、排気系６とは、排気管と
排気マニホールドを総称したものである。本発明では、
吸気系２に、エンジン３に使うのと同じ燃料を噴射する
吸気系インジェクター１４を設ける。また、排気管の途
中に設けられている触媒コンバータ７より出口側、つま
り排気管出口部８にＮＯｘセンサ１５を設ける。
ールドを総称したものであり、排気系６とは、排気管と
排気マニホールドを総称したものである。本発明では、
吸気系２に、エンジン３に使うのと同じ燃料を噴射する
吸気系インジェクター１４を設ける。また、排気管の途
中に設けられている触媒コンバータ７より出口側、つま
り排気管出口部８にＮＯｘセンサ１５を設ける。
【００１０】吸気系インジェクター１４により吸気系２
に噴射された燃料は、吸気に薄く混ざった状態でエンジ
ン筒内に入って行くが、これは、筒内インジェクター５
から噴射された燃料とは異なり、その多くが未燃の状態
で排気系６に出て来る。これにより排気系６内には、吸
気系インジェクター１４で燃料を噴射しない通常のディ
ーゼルエンジンの場合に比べ、多くのＨＣが存在するこ
とになる。これが触媒コンバータ７へ供給され、還元に
役立てられる。
に噴射された燃料は、吸気に薄く混ざった状態でエンジ
ン筒内に入って行くが、これは、筒内インジェクター５
から噴射された燃料とは異なり、その多くが未燃の状態
で排気系６に出て来る。これにより排気系６内には、吸
気系インジェクター１４で燃料を噴射しない通常のディ
ーゼルエンジンの場合に比べ、多くのＨＣが存在するこ
とになる。これが触媒コンバータ７へ供給され、還元に
役立てられる。
【００１１】図２は、ＮＯｘセンサ１５の特性を示す図
である。ＮＯｘセンサ１５は電気抵抗値を具えており、
図２の縦軸のＮＯｘセンサ抵抗値はその電気抵抗値を示
す。ＮＯｘ濃度が大になると、ＮＯｘセンサ抵抗値も大
になるという特性を有しているから、抵抗値の変化を監
視することにより、ＮＯｘ濃度（ＮＯｘ量）を検出する
ことが出来る。
である。ＮＯｘセンサ１５は電気抵抗値を具えており、
図２の縦軸のＮＯｘセンサ抵抗値はその電気抵抗値を示
す。ＮＯｘ濃度が大になると、ＮＯｘセンサ抵抗値も大
になるという特性を有しているから、抵抗値の変化を監
視することにより、ＮＯｘ濃度（ＮＯｘ量）を検出する
ことが出来る。
【００１２】図３は、ＨＣ量／ＮＯｘ量の比とＮＯｘ浄
化率との関係を示す図である。この図の関係を利用し
て、ＨＣの必要量を割り出すことが出来る。次に、それ
を説明する。図３から分かるように、ＮＯｘ浄化率を高
めるには、ＨＣの量を多くすればよい。しかし、図３の
特性曲線の上昇の度合いは、点線で示す１００％のレベ
ルに近づくにつれ緩やかになるので、率を僅かに上昇さ
せるのに多量のＨＣを必要とし、あまり効率的ではな
い。そこで、ＮＯｘの法的規制を下回る範囲で適宜ＮＯ
ｘ浄化率の目標値を決め、それに対応するＨＣ量／ＮＯ
ｘ量を求めれば、それに基づきＨＣの必要量を求めるこ
とが出来る。
化率との関係を示す図である。この図の関係を利用し
て、ＨＣの必要量を割り出すことが出来る。次に、それ
を説明する。図３から分かるように、ＮＯｘ浄化率を高
めるには、ＨＣの量を多くすればよい。しかし、図３の
特性曲線の上昇の度合いは、点線で示す１００％のレベ
ルに近づくにつれ緩やかになるので、率を僅かに上昇さ
せるのに多量のＨＣを必要とし、あまり効率的ではな
い。そこで、ＮＯｘの法的規制を下回る範囲で適宜ＮＯ
ｘ浄化率の目標値を決め、それに対応するＨＣ量／ＮＯ
ｘ量を求めれば、それに基づきＨＣの必要量を求めるこ
とが出来る。
【００１３】図４は、吸気系噴射量／エンジン筒内噴射
量の比とＨＣ量との関係を示す図である。図３で必要な
ＨＣ量が求められるから、それをこの図の関係に当ては
めることにより、そのＨＣ量に対応する吸気系噴射量／
エンジン筒内噴射量の比が求められる。エンジン筒内噴
射量は、エンジン負荷に応じてエンジン３内で噴射され
る量である。なお、エンジン負荷状態は、エンジン回転
センサ１１からのエンジン回転数，コントロールレバー
センサ１２からのコントロールレバー位置によって知る
ことが出来る。
量の比とＨＣ量との関係を示す図である。図３で必要な
ＨＣ量が求められるから、それをこの図の関係に当ては
めることにより、そのＨＣ量に対応する吸気系噴射量／
エンジン筒内噴射量の比が求められる。エンジン筒内噴
射量は、エンジン負荷に応じてエンジン３内で噴射され
る量である。なお、エンジン負荷状態は、エンジン回転
センサ１１からのエンジン回転数，コントロールレバー
センサ１２からのコントロールレバー位置によって知る
ことが出来る。
【００１４】図５は、本発明での制御動作を説明するフ
ローチャートである。 ステップ１…エンジン負荷状態を検出する。これは、エ
ンジン回転センサ１１で検出するエンジン回転数，コン
トロールレバーセンサ１２で検出するコントロールレバ
ー位置を基にして検出する。
ローチャートである。 ステップ１…エンジン負荷状態を検出する。これは、エ
ンジン回転センサ１１で検出するエンジン回転数，コン
トロールレバーセンサ１２で検出するコントロールレバ
ー位置を基にして検出する。
【００１５】ステップ２…吸気系インジェクター１４で
噴射する燃料のベース量とする噴射基本量を、どのよう
なエンジン負荷状態の時にはどのような値にするという
対応関係（マップ）を、あらかじめ定めておく。そし
て、そのマップに従い、ステップ１で検出したエンジン
負荷状態に応じた噴射基本量を、このステップ２で算出
する。
噴射する燃料のベース量とする噴射基本量を、どのよう
なエンジン負荷状態の時にはどのような値にするという
対応関係（マップ）を、あらかじめ定めておく。そし
て、そのマップに従い、ステップ１で検出したエンジン
負荷状態に応じた噴射基本量を、このステップ２で算出
する。
【００１６】ステップ３…ＮＯｘセンサ１５により、触
媒コンバータ７の後方にある排気管出口部８におけるＮ
Ｏｘ濃度（ＮＯｘ量）を検出する（図２参照）。 ステップ４…検出したＮＯｘ濃度が、所定値と等しいか
調べる。この所定値は、法的な規制基準を満たしている
範囲の値を、適宜設定しておく。必要とされるＨＣ量
は、その設定値に応じて変わる（図３参照）。所定値と
等しければ、ステップ１に戻る。
媒コンバータ７の後方にある排気管出口部８におけるＮ
Ｏｘ濃度（ＮＯｘ量）を検出する（図２参照）。 ステップ４…検出したＮＯｘ濃度が、所定値と等しいか
調べる。この所定値は、法的な規制基準を満たしている
範囲の値を、適宜設定しておく。必要とされるＨＣ量
は、その設定値に応じて変わる（図３参照）。所定値と
等しければ、ステップ１に戻る。
【００１７】ステップ５…所定値と等しくなければ、吸
気系インジェクター１４での噴射量を補正するための補
正噴射量を算出する。ＨＣ量が不足しているのであれ
ば、補正噴射量は正の値であり、ＨＣ量が過剰であれ
ば、補正噴射量は負の値である。 ステップ６…噴射基本量に補正噴射量を加えた量が、吸
気系インジェクター１４より噴射される。
気系インジェクター１４での噴射量を補正するための補
正噴射量を算出する。ＨＣ量が不足しているのであれ
ば、補正噴射量は正の値であり、ＨＣ量が過剰であれ
ば、補正噴射量は負の値である。 ステップ６…噴射基本量に補正噴射量を加えた量が、吸
気系インジェクター１４より噴射される。
【００１８】なお、上例ではエンジン３はディーゼルエ
ンジンであるとしたが、ガソリンエンジンであっても、
ディーゼルエンジンと同様、燃料をエンジン筒内で噴射
するタイプのもの（通常のガソリンエンジンは吸気側で
燃料を噴射している）であれば、本発明を適用すること
が出来る。
ンジンであるとしたが、ガソリンエンジンであっても、
ディーゼルエンジンと同様、燃料をエンジン筒内で噴射
するタイプのもの（通常のガソリンエンジンは吸気側で
燃料を噴射している）であれば、本発明を適用すること
が出来る。
【００１９】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のＮＯｘ低減装
置では、ディーゼルエンジン等のエンジン筒内で燃料を
噴射するタイプのエンジンで、ＮＯｘ低減をするのに必
要とする量のＨＣを、吸気系にも燃料を噴射することに
より補給する。このように、使用する材料が使い慣れた
燃料であり、アンモニアのような臭気ガスではないの
で、取り扱いを厳しくする必要がない。
置では、ディーゼルエンジン等のエンジン筒内で燃料を
噴射するタイプのエンジンで、ＮＯｘ低減をするのに必
要とする量のＨＣを、吸気系にも燃料を噴射することに
より補給する。このように、使用する材料が使い慣れた
燃料であり、アンモニアのような臭気ガスではないの
で、取り扱いを厳しくする必要がない。
【００２０】また、吸気系に燃料を噴射することによ
り、スモークが減少するという効果もある。
り、スモークが減少するという効果もある。
【図１】本発明の実施例にかかわるＮＯｘ低減装置
【図２】ＮＯｘセンサの特性を示す図
【図３】ＨＣ量／ＮＯｘ量の比とＮＯｘ浄化率との関係
を示す図
を示す図
【図４】吸気系噴射量／エンジン筒内噴射量の比とＨＣ
量との関係を示す図
量との関係を示す図
【図５】本発明での制御動作を説明するフローチャート
１ フィルター ２ 吸気系 ３ エンジン ４ 燃料噴射ポンプ ５ 筒内インジェクター ６ 排気系 ７ 触媒コンバータ ８ 排気管出口部 ９ 燃料タンク １０ 燃料パイプ １１ エンジン回転センサ １２ コントロールレバーセンサ １３ コントローラ １４ 吸気系インジェクター
Claims (1)
- 【請求項１】 エンジン筒内で燃料を噴射するタイプの
エンジンの吸気系に燃料を噴射するよう設けられた吸気
系インジェクターと、 該エンジンの排気管に配設されたＮＯｘ低減用の触媒コ
ンバータと、 該 触媒コンバータより後方の排気管出口部に設けられた
ＮＯｘセンサと、 エンジン負荷状態とＮＯｘセンサ検出値に応じて吸気系
インジェクターからの燃料噴射量をＮＯｘ濃度が所定値
となるよう制御するコントローラとを具えたことを特徴
とするＮＯｘ低減装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3160088A JP2638338B2 (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | ＮＯｘ低減装置 |
| EP92917408A EP0683311A1 (en) | 1991-06-03 | 1992-06-01 | DEVICE FOR REDUCING NO x? |
| PCT/JP1992/000708 WO1992021871A1 (en) | 1991-06-03 | 1992-06-01 | DEVICE FOR REDUCING NO¿x? |
| US08/146,097 US5410873A (en) | 1991-06-03 | 1992-06-01 | Apparatus for diminishing nitrogen oxides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3160088A JP2638338B2 (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | ＮＯｘ低減装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05113144A JPH05113144A (ja) | 1993-05-07 |
| JP2638338B2 true JP2638338B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=15707603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3160088A Expired - Lifetime JP2638338B2 (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | ＮＯｘ低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2638338B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2736094B1 (fr) * | 1995-06-30 | 1997-07-25 | Renault | Procede de commande de l'alimentation en carburant d'un moteur a combustion interne et injection directe |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2557640B2 (ja) * | 1987-04-10 | 1996-11-27 | マツダ株式会社 | エンジンの燃料噴射装置 |
-
1991
- 1991-06-03 JP JP3160088A patent/JP2638338B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05113144A (ja) | 1993-05-07 |
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