JPH07208150A - 排気触媒用還元剤供給装置 - Google Patents
排気触媒用還元剤供給装置Info
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- JPH07208150A JPH07208150A JP6003211A JP321194A JPH07208150A JP H07208150 A JPH07208150 A JP H07208150A JP 6003211 A JP6003211 A JP 6003211A JP 321194 A JP321194 A JP 321194A JP H07208150 A JPH07208150 A JP H07208150A
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- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
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- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 還元剤としてのＨＣを排気系に供給する際の
炭化物による吹出口の閉塞を回避することができる排気
触媒用還元剤供給装置を提供することにある。 【構成】 ディーゼルエンジン１の排気管３にはリーン
ＮＯx 触媒９が配置されている。還元剤供給装置１０の
ケース１１が排気管３の下面に固定されている。ケース
１１には下端が空間部１２に、上端が排気管３に開口す
るガス供給通路１７が形成されている。ＥＣＵ２１は電
動式燃料ポンプ１９を駆動して軽油を空間部１２に供給
するとともに発熱体１４の発熱部１５を発熱して軽油を
加熱することにより分子中の炭素数が少ないＨＣを生成
し、そのＨＣをガス供給通路１７を通して排気管３にお
けるリーンＮＯx 触媒９の上流側に供給する。このと
き、ケース１１は発熱体１４により高温となり、ケース
１１の一部に設けたガス供給通路１７の先端開口部も高
温に維持される。
炭化物による吹出口の閉塞を回避することができる排気
触媒用還元剤供給装置を提供することにある。 【構成】 ディーゼルエンジン１の排気管３にはリーン
ＮＯx 触媒９が配置されている。還元剤供給装置１０の
ケース１１が排気管３の下面に固定されている。ケース
１１には下端が空間部１２に、上端が排気管３に開口す
るガス供給通路１７が形成されている。ＥＣＵ２１は電
動式燃料ポンプ１９を駆動して軽油を空間部１２に供給
するとともに発熱体１４の発熱部１５を発熱して軽油を
加熱することにより分子中の炭素数が少ないＨＣを生成
し、そのＨＣをガス供給通路１７を通して排気管３にお
けるリーンＮＯx 触媒９の上流側に供給する。このと
き、ケース１１は発熱体１４により高温となり、ケース
１１の一部に設けたガス供給通路１７の先端開口部も高
温に維持される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、排気触媒用還元剤供
給装置に係り、詳しくは、例えば、ディーゼルエンジン
の排気系に配置したリーンＮＯx 触媒に還元剤としてＨ
Ｃを供給する排気触媒用還元剤供給装置に関するもので
ある。
給装置に係り、詳しくは、例えば、ディーゼルエンジン
の排気系に配置したリーンＮＯx 触媒に還元剤としてＨ
Ｃを供給する排気触媒用還元剤供給装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気ガス規制にお
いて、後処理によるＮＯx 低減が要求されている。酸素
雰囲気中でもＮＯx 還元可能な触媒が開発されつつあ
る。この酸化雰囲気中、ＨＣ存在下でＮＯx を還元する
リーンＮＯx 触媒を用いる排気浄化装置が、特開平４−
１７５４１７号公報や特開平４−２１４９１８号公報に
開示されている。さらに、特開平４−２１４９１８号公
報においては、燃料から加熱等により低融点ＨＣを生成
し、この低融点ＨＣをエンジンの排気管の触媒上流に供
給して、リーンＮＯx 触媒のＮＯx 浄化率を高めるよう
にしている。
いて、後処理によるＮＯx 低減が要求されている。酸素
雰囲気中でもＮＯx 還元可能な触媒が開発されつつあ
る。この酸化雰囲気中、ＨＣ存在下でＮＯx を還元する
リーンＮＯx 触媒を用いる排気浄化装置が、特開平４−
１７５４１７号公報や特開平４−２１４９１８号公報に
開示されている。さらに、特開平４−２１４９１８号公
報においては、燃料から加熱等により低融点ＨＣを生成
し、この低融点ＨＣをエンジンの排気管の触媒上流に供
給して、リーンＮＯx 触媒のＮＯx 浄化率を高めるよう
にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、低融点ＨＣ
生成器とエンジンの排気管とはＨＣ供給管で接続されて
おり、低融点ＨＣ生成器で生成したＨＣはその一部がＨ
Ｃ供給管の吹出口で炭化し、その炭化した堆積物でＨＣ
供給管の吹出口を塞いでしまうおそれがあった。特に、
排気ガス温度が４００℃以下の時には著しく炭化してし
まう。
生成器とエンジンの排気管とはＨＣ供給管で接続されて
おり、低融点ＨＣ生成器で生成したＨＣはその一部がＨ
Ｃ供給管の吹出口で炭化し、その炭化した堆積物でＨＣ
供給管の吹出口を塞いでしまうおそれがあった。特に、
排気ガス温度が４００℃以下の時には著しく炭化してし
まう。
【０００４】そこで、この発明の目的は、還元剤として
のＨＣを排気系に供給する際の炭化物による吹出口の閉
塞を回避することができる排気触媒用還元剤供給装置を
提供することにある。
のＨＣを排気系に供給する際の炭化物による吹出口の閉
塞を回避することができる排気触媒用還元剤供給装置を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、燃焼
機の排気系に設けられ、酸化雰囲気中、ＨＣ存在下でＮ
Ｏx を還元するリーンＮＯx 触媒のための還元剤供給装
置であって、燃料を加熱することにより分子中の炭素数
が少ないＨＣを生成する低炭素数ＨＣ生成手段を備え、
前記低炭素数ＨＣ生成手段で生成したＨＣを高温状態
で、前記排気系における前記リーンＮＯx 触媒の上流側
に供給するようにした排気触媒用還元剤供給装置をその
要旨とする。
機の排気系に設けられ、酸化雰囲気中、ＨＣ存在下でＮ
Ｏx を還元するリーンＮＯx 触媒のための還元剤供給装
置であって、燃料を加熱することにより分子中の炭素数
が少ないＨＣを生成する低炭素数ＨＣ生成手段を備え、
前記低炭素数ＨＣ生成手段で生成したＨＣを高温状態
で、前記排気系における前記リーンＮＯx 触媒の上流側
に供給するようにした排気触媒用還元剤供給装置をその
要旨とする。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におけ
る燃焼機を内燃機関とした排気触媒用還元剤供給装置を
その要旨とする。請求項３の発明は、請求項１の発明に
おける前記ＨＣ生成手段で生成したＨＣを排気系に供給
するＨＣ供給管の先端を、燃焼機の排気系の最上流部分
に配置した排気触媒用還元剤供給装置をその要旨とす
る。
る燃焼機を内燃機関とした排気触媒用還元剤供給装置を
その要旨とする。請求項３の発明は、請求項１の発明に
おける前記ＨＣ生成手段で生成したＨＣを排気系に供給
するＨＣ供給管の先端を、燃焼機の排気系の最上流部分
に配置した排気触媒用還元剤供給装置をその要旨とす
る。
【０００７】
【作用】請求項１および２の発明は、低炭素数ＨＣ生成
手段にて、燃料を加熱することにより分子中の炭素数が
少ないＨＣが生成される。そして、低炭素数ＨＣ生成手
段で生成したＨＣが高温状態で、燃焼機（例えば、内燃
機関）の排気系におけるリーンＮＯx 触媒の上流側に供
給される。このとき、低炭素数ＨＣ生成手段で生成した
ＨＣが高温状態で供給されるので、吹出口での低温化に
伴うＨＣの炭化が抑制され、ＨＣの炭化堆積物による吹
出口の閉塞が回避される。
手段にて、燃料を加熱することにより分子中の炭素数が
少ないＨＣが生成される。そして、低炭素数ＨＣ生成手
段で生成したＨＣが高温状態で、燃焼機（例えば、内燃
機関）の排気系におけるリーンＮＯx 触媒の上流側に供
給される。このとき、低炭素数ＨＣ生成手段で生成した
ＨＣが高温状態で供給されるので、吹出口での低温化に
伴うＨＣの炭化が抑制され、ＨＣの炭化堆積物による吹
出口の閉塞が回避される。
【０００８】請求項３の発明は、請求項１の発明の作用
に加え、ＨＣ生成手段で生成したＨＣを燃焼機の排気系
に供給するＨＣ供給管の先端が、燃焼機の排気系の最上
流部分に配置される。よって、ＨＣ供給管の先端部が高
温となっている排気ガスにさらされＨＣ供給管の先端部
が高温となり、吹出口での低温化に伴うＨＣの炭化が抑
制され、ＨＣの炭化堆積物による吹出口の閉塞が回避さ
れる。
に加え、ＨＣ生成手段で生成したＨＣを燃焼機の排気系
に供給するＨＣ供給管の先端が、燃焼機の排気系の最上
流部分に配置される。よって、ＨＣ供給管の先端部が高
温となっている排気ガスにさらされＨＣ供給管の先端部
が高温となり、吹出口での低温化に伴うＨＣの炭化が抑
制され、ＨＣの炭化堆積物による吹出口の閉塞が回避さ
れる。
【０００９】
（第１実施例）以下、この発明を具体化した第１実施例
を図面に従って説明する。
を図面に従って説明する。
【００１０】図１には本実施例の排気触媒用還元剤供給
装置を示す。燃焼機としてのディーゼルエンジン１が車
両に搭載されている。このディーゼルエンジン１には吸
気管２と排気管３が接続されている。ディーゼルエンジ
ン１のシリンダ４内にはピストン５が配置され、ピスト
ン５の上方に燃焼室６が形成されている。燃焼室６は吸
気バルブ７を介して吸気管２と連通し、また、排気バル
ブ８を介して排気管３と連通している。
装置を示す。燃焼機としてのディーゼルエンジン１が車
両に搭載されている。このディーゼルエンジン１には吸
気管２と排気管３が接続されている。ディーゼルエンジ
ン１のシリンダ４内にはピストン５が配置され、ピスト
ン５の上方に燃焼室６が形成されている。燃焼室６は吸
気バルブ７を介して吸気管２と連通し、また、排気バル
ブ８を介して排気管３と連通している。
【００１１】排気管３には、遷移金属あるいは貴金属を
担持せしめたゼオライト系あるいはシリカライト系ある
いはアルミナ系からなり、酸素雰囲気中、ＨＣ存在下で
ＮＯ x を還元する、いわゆる、リーンＮＯx 触媒９が配
置されている。
担持せしめたゼオライト系あるいはシリカライト系ある
いはアルミナ系からなり、酸素雰囲気中、ＨＣ存在下で
ＮＯ x を還元する、いわゆる、リーンＮＯx 触媒９が配
置されている。
【００１２】還元剤供給装置１０のケース１１は円柱状
をなし、鉄よりなる。この鉄材は耐熱性のある材料であ
る。そして、この円柱状のケース１１の上面が排気管３
におけるリーンＮＯx 触媒９の上流側での底面（下面）
に溶接にて固定されている。又、ケース１１内には円柱
形状の空間部１２が形成されるとともに、空間部１２か
ら下方に延びるネジ孔１３が形成されている。そして、
ネジ孔１３に発熱体１４のネジ部を螺入することにより
空間部１２に発熱体１４の発熱部１５が配置されてい
る。本実施例では、この発熱体１４としてディーゼルエ
ンジンの電気式予熱装置として使用されているセラミッ
クス・グロープラグを用いており、空間部１２にはセラ
ミックス・グロープラグの棒状の発熱部が配置されてい
る。そして、発熱体１４にデューティ制御により電力を
供給することにより発熱部１５が発熱するようになって
いる。又、空間部１２における発熱体１４の発熱部１５
の周囲は、加熱空間が形成されていることとなる。
をなし、鉄よりなる。この鉄材は耐熱性のある材料であ
る。そして、この円柱状のケース１１の上面が排気管３
におけるリーンＮＯx 触媒９の上流側での底面（下面）
に溶接にて固定されている。又、ケース１１内には円柱
形状の空間部１２が形成されるとともに、空間部１２か
ら下方に延びるネジ孔１３が形成されている。そして、
ネジ孔１３に発熱体１４のネジ部を螺入することにより
空間部１２に発熱体１４の発熱部１５が配置されてい
る。本実施例では、この発熱体１４としてディーゼルエ
ンジンの電気式予熱装置として使用されているセラミッ
クス・グロープラグを用いており、空間部１２にはセラ
ミックス・グロープラグの棒状の発熱部が配置されてい
る。そして、発熱体１４にデューティ制御により電力を
供給することにより発熱部１５が発熱するようになって
いる。又、空間部１２における発熱体１４の発熱部１５
の周囲は、加熱空間が形成されていることとなる。
【００１３】還元剤供給装置１０のケース１１には水平
方向に延びる燃料供給通路１６が形成され、燃料供給通
路１６の一端が空間部１２の底面部分に開口するととも
に他端がケース１１の外周面に開口している。又、還元
剤供給装置１０のケース１１には垂直方向に延びるガス
供給通路１７が形成され、ガス供給通路１７の一端が空
間部１２の上面に開口するとともに他端が排気管３内に
開口している。
方向に延びる燃料供給通路１６が形成され、燃料供給通
路１６の一端が空間部１２の底面部分に開口するととも
に他端がケース１１の外周面に開口している。又、還元
剤供給装置１０のケース１１には垂直方向に延びるガス
供給通路１７が形成され、ガス供給通路１７の一端が空
間部１２の上面に開口するとともに他端が排気管３内に
開口している。
【００１４】ケース１１の燃料供給通路１６には燃料供
給管１８の一端が接続され、この燃料供給管１８の他端
は電動式燃料ポンプ１９を介して燃料タンク２０に接続
されている。そして、電動式燃料ポンプ１９の駆動によ
り燃料タンク２０内の燃料である軽油が燃料供給管１８
およびケース１１の燃料供給通路１６を通して空間部１
２に供給される。
給管１８の一端が接続され、この燃料供給管１８の他端
は電動式燃料ポンプ１９を介して燃料タンク２０に接続
されている。そして、電動式燃料ポンプ１９の駆動によ
り燃料タンク２０内の燃料である軽油が燃料供給管１８
およびケース１１の燃料供給通路１６を通して空間部１
２に供給される。
【００１５】電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）
２１はマイクロコンピュータを中心に構成されている。
ＥＣＵ２１には電源回路２２が接続され、電源回路２２
はＥＣＵ２１の指令信号により発熱体１４に対しバッテ
リ電圧（１２ボルト）を所望のデューティ比にて印加す
る。又、ＥＣＵ２１には電動式燃料ポンプ１９が接続さ
れ、ＥＣＵ２１は電動式燃料ポンプ１９を駆動制御す
る。又、ＥＣＵ２１にはアクセルポジションセンサ、ク
ランク角度センサ等（図示せず）が接続され、アクセル
ポジション信号やクランク角度信号等を入力する。そし
て、ＥＣＵ２１はクランク角度信号によるエンジン回転
数やアクセルポジション信号によるアクセル開度に基づ
いてディーゼルエンジン１の運転条件を検知し、運転条
件に従って電動式燃料ポンプ１９及び発熱体１４を制御
する。
２１はマイクロコンピュータを中心に構成されている。
ＥＣＵ２１には電源回路２２が接続され、電源回路２２
はＥＣＵ２１の指令信号により発熱体１４に対しバッテ
リ電圧（１２ボルト）を所望のデューティ比にて印加す
る。又、ＥＣＵ２１には電動式燃料ポンプ１９が接続さ
れ、ＥＣＵ２１は電動式燃料ポンプ１９を駆動制御す
る。又、ＥＣＵ２１にはアクセルポジションセンサ、ク
ランク角度センサ等（図示せず）が接続され、アクセル
ポジション信号やクランク角度信号等を入力する。そし
て、ＥＣＵ２１はクランク角度信号によるエンジン回転
数やアクセルポジション信号によるアクセル開度に基づ
いてディーゼルエンジン１の運転条件を検知し、運転条
件に従って電動式燃料ポンプ１９及び発熱体１４を制御
する。
【００１６】ここで、還元剤供給装置１０における発熱
体１４による燃料（軽油）の加熱の効果について述べ
る。本発明者らの実験によれば、リーンＮＯx 触媒９に
てＮＯx を効率よく浄化する炭化水素は、図２に示すよ
うに、分子中の炭素数が１０以下であることを見出し
た。一方、燃料である軽油は平均炭素数が１５程度であ
り、図３に示すように、８００℃以上に加熱すれば軽油
を分解でき、図４に示すように、軽油を８００℃以上に
加熱すればＮＯx 浄化率が向上することを見出した。
又、図３に示すように、６００℃以上でも軽油の分解が
開始されるが、望ましくは８００±５０℃とするのが好
ましい。本実施例では、軽油の加熱温度を８００℃とし
ている。
体１４による燃料（軽油）の加熱の効果について述べ
る。本発明者らの実験によれば、リーンＮＯx 触媒９に
てＮＯx を効率よく浄化する炭化水素は、図２に示すよ
うに、分子中の炭素数が１０以下であることを見出し
た。一方、燃料である軽油は平均炭素数が１５程度であ
り、図３に示すように、８００℃以上に加熱すれば軽油
を分解でき、図４に示すように、軽油を８００℃以上に
加熱すればＮＯx 浄化率が向上することを見出した。
又、図３に示すように、６００℃以上でも軽油の分解が
開始されるが、望ましくは８００±５０℃とするのが好
ましい。本実施例では、軽油の加熱温度を８００℃とし
ている。
【００１７】このように燃料（軽油）から分子中の炭素
数が少ないＨＣを生成するために、本実施例では、発熱
体１４にセラミックス・グロープラグを用いて空間部１
２（加熱空間）の雰囲気を８００℃以上に保つこととし
た。
数が少ないＨＣを生成するために、本実施例では、発熱
体１４にセラミックス・グロープラグを用いて空間部１
２（加熱空間）の雰囲気を８００℃以上に保つこととし
た。
【００１８】次に、ＮＯx の還元剤として働く分解ガス
（炭素数が１０以下のＨＣガス）の供給制御について説
明する。リーンＮＯx 触媒９には、図５に示すように、
ＮＯx を浄化するための触媒の温度範囲は限られてい
る。即ち、使用下限温度は、ＮＯx を浄化し始める温
度、もしくは、触媒の低温被毒による劣化が発生しない
温度である。又、使用上限温度は、ＮＯx を浄化しなく
なる温度、もしくは、触媒の耐熱等によって決まる使用
温度である。そして、この使用下限温度と使用上限温度
との間の使用温度領域が温度ウィンドウとなる。この温
度ウィンドウは触媒の種類によって異なる。このよう
に、触媒の温度ウィンドウ内において分解ガス（炭素数
が１０以下のＨＣガス）を供給するためには、触媒温度
を直接測定すればよいわけであるが、本実施例では触媒
温度をディーゼルエンジン１の運転状態から推定してい
る。即ち、排気ガス中のＨＣやＣＯの少ないディーゼル
エンジンにおいて触媒での発熱反応による温度上昇が少
ないために、排気ガス温度を触媒温度とみなしてよく、
この排気ガス温度はディーゼルエンジンの運転状態から
推定できる。
（炭素数が１０以下のＨＣガス）の供給制御について説
明する。リーンＮＯx 触媒９には、図５に示すように、
ＮＯx を浄化するための触媒の温度範囲は限られてい
る。即ち、使用下限温度は、ＮＯx を浄化し始める温
度、もしくは、触媒の低温被毒による劣化が発生しない
温度である。又、使用上限温度は、ＮＯx を浄化しなく
なる温度、もしくは、触媒の耐熱等によって決まる使用
温度である。そして、この使用下限温度と使用上限温度
との間の使用温度領域が温度ウィンドウとなる。この温
度ウィンドウは触媒の種類によって異なる。このよう
に、触媒の温度ウィンドウ内において分解ガス（炭素数
が１０以下のＨＣガス）を供給するためには、触媒温度
を直接測定すればよいわけであるが、本実施例では触媒
温度をディーゼルエンジン１の運転状態から推定してい
る。即ち、排気ガス中のＨＣやＣＯの少ないディーゼル
エンジンにおいて触媒での発熱反応による温度上昇が少
ないために、排気ガス温度を触媒温度とみなしてよく、
この排気ガス温度はディーゼルエンジンの運転状態から
推定できる。
【００１９】従って、リーンＮＯx 触媒９の取付け位置
によらず、図６に示すように、エンジン回転数とアクセ
ル開度との関係において温度ウィンドウ内となる領域
（ハッチング部分で示すＨＣガス供給領域）を予め測定
しておき、この領域に入るエンジン運転のときに電動式
燃料ポンプ１９及び発熱体１４を駆動してＨＣガスを供
給するようにしている。
によらず、図６に示すように、エンジン回転数とアクセ
ル開度との関係において温度ウィンドウ内となる領域
（ハッチング部分で示すＨＣガス供給領域）を予め測定
しておき、この領域に入るエンジン運転のときに電動式
燃料ポンプ１９及び発熱体１４を駆動してＨＣガスを供
給するようにしている。
【００２０】本実施例では、ケース１１と発熱体１４と
電動式燃料ポンプ１９とにより、燃料を加熱することに
より分子中の炭素数が少ないＨＣを生成する低炭素数Ｈ
Ｃ生成手段が構成されている。
電動式燃料ポンプ１９とにより、燃料を加熱することに
より分子中の炭素数が少ないＨＣを生成する低炭素数Ｈ
Ｃ生成手段が構成されている。
【００２１】次に、このように構成した還元剤供給装置
の作用を説明する。ＥＣＵ２１はエンジン回転数とアク
セル開度を検知して図６のマップからＨＣガス供給領域
に入っているか否かを判定する。即ち、図５の温度ウィ
ンドウに入っているか否か判定する。そして、ＨＣガス
供給領域に入っていると、ＥＣＵ２１は図７のマップを
用いてエンジン回転数に応じた燃料供給量を算出すると
ともに、図８のマップを用いてエンジン回転数に応じた
発熱体１４（セラミックス・グロープラグ）への電源供
給デューティ比を算出する。ＥＣＵ２１はこのようにて
求めた燃料供給量および電源供給デューティ比となるよ
うに電動式燃料ポンプ１９および発熱体１４を駆動制御
する。
の作用を説明する。ＥＣＵ２１はエンジン回転数とアク
セル開度を検知して図６のマップからＨＣガス供給領域
に入っているか否かを判定する。即ち、図５の温度ウィ
ンドウに入っているか否か判定する。そして、ＨＣガス
供給領域に入っていると、ＥＣＵ２１は図７のマップを
用いてエンジン回転数に応じた燃料供給量を算出すると
ともに、図８のマップを用いてエンジン回転数に応じた
発熱体１４（セラミックス・グロープラグ）への電源供
給デューティ比を算出する。ＥＣＵ２１はこのようにて
求めた燃料供給量および電源供給デューティ比となるよ
うに電動式燃料ポンプ１９および発熱体１４を駆動制御
する。
【００２２】その結果、ディーゼルエンジン１の運転条
件に応じて電動式燃料ポンプ１９が制御されて適切な量
の燃料（軽油）が燃料タンク２０からケース１１の空間
部１２に供給される。又、ディーゼルエンジン１の運転
条件に応じて電源回路２２に指令信号が出力されて電動
式燃料ポンプ１９にて空間部１２に送られた燃料を分解
温度の８００℃まで上昇させるに足りる電力が発熱体１
４（セラミックス・グロープラグ）に供給される。その
結果、ケース１１の空間部１２において、燃料（軽油）
の加熱分解により、分子中の炭素数が「１０」以下のＨ
Ｃガスが生成される。
件に応じて電動式燃料ポンプ１９が制御されて適切な量
の燃料（軽油）が燃料タンク２０からケース１１の空間
部１２に供給される。又、ディーゼルエンジン１の運転
条件に応じて電源回路２２に指令信号が出力されて電動
式燃料ポンプ１９にて空間部１２に送られた燃料を分解
温度の８００℃まで上昇させるに足りる電力が発熱体１
４（セラミックス・グロープラグ）に供給される。その
結果、ケース１１の空間部１２において、燃料（軽油）
の加熱分解により、分子中の炭素数が「１０」以下のＨ
Ｃガスが生成される。
【００２３】このように分解された燃料は、分解ガスと
してガス供給通路１７を通って排気管３内に導かれる。
排気管３内では、排気ガスと混合してリーンＮＯx 触媒
９に送られる。リーンＮＯx 触媒９では分解ガスは排気
ガス中のＮＯx の還元剤として働き、ＮＯx を浄化す
る。
してガス供給通路１７を通って排気管３内に導かれる。
排気管３内では、排気ガスと混合してリーンＮＯx 触媒
９に送られる。リーンＮＯx 触媒９では分解ガスは排気
ガス中のＮＯx の還元剤として働き、ＮＯx を浄化す
る。
【００２４】この分解ガスの排気管３内への供給の際
に、ケース１１も発熱体１４（セラミックス・グロープ
ラグ）により高温に加熱されており、ガス供給通路１７
の吹出口においてはＨＣが炭化することが回避される。
に、ケース１１も発熱体１４（セラミックス・グロープ
ラグ）により高温に加熱されており、ガス供給通路１７
の吹出口においてはＨＣが炭化することが回避される。
【００２５】このように本実施例では、還元剤供給装置
１０のケース１１が直接、排気管３に固定されるととも
に、同ケース１１と発熱体１４（セラミックス・グロー
プラグ）とが一体的に形成されているので、ケース１１
は発熱体１４（セラミックス・グロープラグ）により高
温となり、ケース１１の一部に設けたガス供給通路１７
の先端開口部も高温に維持される。このように、生成し
たＨＣを高温にした状態で、排気管３におけるリーンＮ
Ｏx 触媒９の上流側に供給するようにしたので、ＨＣ吹
出口が冷却されることによるＨＣの炭化に伴うＨＣ吹出
口の閉塞が未然に防止される。つまり、従来方式（ガス
供給管にてＨＣを供給するタイプ）では、ＨＣが炭化
し、その炭化した堆積物でＨＣ供給管の吹出口を塞いで
しまうおそれがあったが、本実施例では、そのようなこ
とが未然に防止され、安定して分子中の炭素数が少ない
ＨＣを排気管３内に供給できる。このように、還元剤と
してのＨＣをディーゼルエンジン１の排気系に供給する
際の炭化物による吹出口の閉塞を回避することができる
こととなる。
１０のケース１１が直接、排気管３に固定されるととも
に、同ケース１１と発熱体１４（セラミックス・グロー
プラグ）とが一体的に形成されているので、ケース１１
は発熱体１４（セラミックス・グロープラグ）により高
温となり、ケース１１の一部に設けたガス供給通路１７
の先端開口部も高温に維持される。このように、生成し
たＨＣを高温にした状態で、排気管３におけるリーンＮ
Ｏx 触媒９の上流側に供給するようにしたので、ＨＣ吹
出口が冷却されることによるＨＣの炭化に伴うＨＣ吹出
口の閉塞が未然に防止される。つまり、従来方式（ガス
供給管にてＨＣを供給するタイプ）では、ＨＣが炭化
し、その炭化した堆積物でＨＣ供給管の吹出口を塞いで
しまうおそれがあったが、本実施例では、そのようなこ
とが未然に防止され、安定して分子中の炭素数が少ない
ＨＣを排気管３内に供給できる。このように、還元剤と
してのＨＣをディーゼルエンジン１の排気系に供給する
際の炭化物による吹出口の閉塞を回避することができる
こととなる。
【００２６】又、ガス供給通路１７のＨＣ吹出口が上を
向いているので、ＨＣが排気ガスと接触して冷却されＨ
Ｃガスが液状に戻ったとしても下方に落下するだけでガ
ス供給通路１７のＨＣ吹出口を塞ぐことはない。換言す
れば、ガス供給通路１７のＨＣ吹出口が下を向いている
と、ガス供給通路１７のＨＣ吹出口に液状のＨＣが表面
張力により溜まり、ガス供給通路１７のＨＣ吹出口を塞
ぎＨＣガスの吐出を阻害することがあるが、ガス供給通
路１７のＨＣ吹出口を上に向けることによりそれが回避
される。 （第２実施例）次に、第２実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
向いているので、ＨＣが排気ガスと接触して冷却されＨ
Ｃガスが液状に戻ったとしても下方に落下するだけでガ
ス供給通路１７のＨＣ吹出口を塞ぐことはない。換言す
れば、ガス供給通路１７のＨＣ吹出口が下を向いている
と、ガス供給通路１７のＨＣ吹出口に液状のＨＣが表面
張力により溜まり、ガス供給通路１７のＨＣ吹出口を塞
ぎＨＣガスの吐出を阻害することがあるが、ガス供給通
路１７のＨＣ吹出口を上に向けることによりそれが回避
される。 （第２実施例）次に、第２実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
【００２７】本実施例ではケース１１内の加熱分解部が
図９に示すようになっている。発熱体１４の発熱部１５
表面に、Ｐｔ，Ｐｄ系触媒２３を担持または発熱部１５
に粒子状として散りばめ、触媒２３の散逸を防ぐために
金網２４で押さえ込んでいる。この時の軽油分解効果は
図１０に示すように、分解温度を下げることができる。
図９に示すようになっている。発熱体１４の発熱部１５
表面に、Ｐｔ，Ｐｄ系触媒２３を担持または発熱部１５
に粒子状として散りばめ、触媒２３の散逸を防ぐために
金網２４で押さえ込んでいる。この時の軽油分解効果は
図１０に示すように、分解温度を下げることができる。
【００２８】又、本実施例の変形例としては、図１１に
示すように、発熱体１４の発熱部１５表面に放熱フィン
２５を配置し、発熱体１４の熱を効率よく触媒２３に伝
えるようにしてもよい。 （第３実施例）次に、第３実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
示すように、発熱体１４の発熱部１５表面に放熱フィン
２５を配置し、発熱体１４の熱を効率よく触媒２３に伝
えるようにしてもよい。 （第３実施例）次に、第３実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
【００２９】本実施例においては、電動式燃料ポンプ１
９の代わりにディーゼルエンジンの分配型燃料噴射ポン
プを用い、分配型燃料噴射ポンプのフィードポンプから
のフィード燃料圧を利用したものである。
９の代わりにディーゼルエンジンの分配型燃料噴射ポン
プを用い、分配型燃料噴射ポンプのフィードポンプから
のフィード燃料圧を利用したものである。
【００３０】図１２に示すように、分配型燃料噴射ポン
プ２６にはフィードポンプ（例えばベーンタイプ）が内
蔵されている。このフィードポンプは、ドライブシャフ
トを有し、このドライブシャフトがエンジンのクランク
シャフトと駆動連結されている。そして、ドライブシャ
フトの回転によりロータが回転して燃料タンクの燃料を
吸い上げ、分配型燃料噴射ポンプ２６内のポンプ室に送
り込むようになっている。分配型燃料噴射ポンプ２６の
フィードポンプの吐出ポートは、絞り２７と電磁式安全
弁２８を通して還元剤供給装置１０のケース１１の燃料
供給通路１６と接続されている。そして、分配型燃料噴
射ポンプ２６のフィードポンプからの吐出燃料の一部が
還元剤供給装置１０のケース１１内に供給される。
プ２６にはフィードポンプ（例えばベーンタイプ）が内
蔵されている。このフィードポンプは、ドライブシャフ
トを有し、このドライブシャフトがエンジンのクランク
シャフトと駆動連結されている。そして、ドライブシャ
フトの回転によりロータが回転して燃料タンクの燃料を
吸い上げ、分配型燃料噴射ポンプ２６内のポンプ室に送
り込むようになっている。分配型燃料噴射ポンプ２６の
フィードポンプの吐出ポートは、絞り２７と電磁式安全
弁２８を通して還元剤供給装置１０のケース１１の燃料
供給通路１６と接続されている。そして、分配型燃料噴
射ポンプ２６のフィードポンプからの吐出燃料の一部が
還元剤供給装置１０のケース１１内に供給される。
【００３１】このような構成とすることにより、図１３
に示すように、排気管３中のＨＣ濃度は、エンジン回転
数によらず一定にできる。これは、エンジン回転数の上
昇に比例して上昇したポンプフィード圧により軽油の供
給量が比例して増えたためである。
に示すように、排気管３中のＨＣ濃度は、エンジン回転
数によらず一定にできる。これは、エンジン回転数の上
昇に比例して上昇したポンプフィード圧により軽油の供
給量が比例して増えたためである。
【００３２】尚、図１２の電磁式安全弁２８はＥＣＵ２
１と接続され、ＥＣＵ２１はイグニッションスイッチが
オフ操作された場合、およびＥＣＵ２１の自己診断によ
る異常検出された場合に、電磁式安全弁２８を閉じるよ
うになっている。 （第４実施例）次に、第４実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
１と接続され、ＥＣＵ２１はイグニッションスイッチが
オフ操作された場合、およびＥＣＵ２１の自己診断によ
る異常検出された場合に、電磁式安全弁２８を閉じるよ
うになっている。 （第４実施例）次に、第４実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
【００３３】図１４に示すように、電動式燃料ポンプ１
９は電磁式流量制御弁２９を通して還元剤供給装置１０
のケース１１の燃料供給通路１６と接続されている。そ
して、発熱体１４（セラミックス・グロープラグ）の制
御方法として、図１５に示すように、電動式燃料ポンプ
１９の駆動状態において流量制御弁２９の作動（燃料の
供給もしくは停止）と発熱体１４の作動（発熱もしくは
停止）を同期させる。つまり、流量制御弁２９の駆動デ
ューティと発熱体１４の駆動デューティとを同期させ
る。このようにすると、発熱体１４（セラミックス・グ
ロープラグ）への電力（グロー電力）と、燃料の分解量
を比例させることができる。その結果、図７に示した燃
料供給量算出のためのマップを使用することなく、図８
に示す電源供給デューティ比算出のためのマップを用い
て燃料供給量を制御できることとなる。 （第５実施例）次に、第５実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
９は電磁式流量制御弁２９を通して還元剤供給装置１０
のケース１１の燃料供給通路１６と接続されている。そ
して、発熱体１４（セラミックス・グロープラグ）の制
御方法として、図１５に示すように、電動式燃料ポンプ
１９の駆動状態において流量制御弁２９の作動（燃料の
供給もしくは停止）と発熱体１４の作動（発熱もしくは
停止）を同期させる。つまり、流量制御弁２９の駆動デ
ューティと発熱体１４の駆動デューティとを同期させ
る。このようにすると、発熱体１４（セラミックス・グ
ロープラグ）への電力（グロー電力）と、燃料の分解量
を比例させることができる。その結果、図７に示した燃
料供給量算出のためのマップを使用することなく、図８
に示す電源供給デューティ比算出のためのマップを用い
て燃料供給量を制御できることとなる。 （第５実施例）次に、第５実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
【００３４】図１６に示すように、ＥＣＵ２１と電源回
路２２との間に２本の信号線を設け、ＥＣＵ２１から電
源回路２２には図１７に示す作動信号を出力するととも
に、電源回路２２からＥＣＵ２１には図１７に示す電流
検出信号を出力するようにする。このように、ＥＣＵ２
１においては、電源回路２２への作動信号（電圧信号；
Ｖ）を出力し、かつ、電流検出信号（Ｉ）を入力するの
で発熱体１４（セラミックス・グロープラグ）の抵抗値
Ｒを検知することができる（Ｒ＝Ｉ／Ｖ）。
路２２との間に２本の信号線を設け、ＥＣＵ２１から電
源回路２２には図１７に示す作動信号を出力するととも
に、電源回路２２からＥＣＵ２１には図１７に示す電流
検出信号を出力するようにする。このように、ＥＣＵ２
１においては、電源回路２２への作動信号（電圧信号；
Ｖ）を出力し、かつ、電流検出信号（Ｉ）を入力するの
で発熱体１４（セラミックス・グロープラグ）の抵抗値
Ｒを検知することができる（Ｒ＝Ｉ／Ｖ）。
【００３５】又、図１８に示すように、発熱体１４（セ
ラミックス・グロープラグ）の表面温度と、発熱体１４
の抵抗値の関係は予め測定されており、マップ化されて
いるる。ＥＣＵ２１は同マップを予め記憶している。
ラミックス・グロープラグ）の表面温度と、発熱体１４
の抵抗値の関係は予め測定されており、マップ化されて
いるる。ＥＣＵ２１は同マップを予め記憶している。
【００３６】ＥＣＵ２１は、電源回路２２への作動信号
（電圧信号）と電流検出信号とから発熱体１４（セラミ
ックス・グロープラグ）の抵抗値Ｒを算出し、図１８の
マップから発熱体１４の表面温度を推定する。そして、
図１７に示すように、発熱体１４の表面温度を目標温度
になるように制御する。 （第６実施例）次に、第６実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
（電圧信号）と電流検出信号とから発熱体１４（セラミ
ックス・グロープラグ）の抵抗値Ｒを算出し、図１８の
マップから発熱体１４の表面温度を推定する。そして、
図１７に示すように、発熱体１４の表面温度を目標温度
になるように制御する。 （第６実施例）次に、第６実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。
【００３７】図１９に示すように、ディーゼルエンジン
１のシリンダヘッド３０における排気ポート３１の近接
位置に、還元剤供給装置１０のケース１１を取付ける。
又、ケース１１のガス供給通路１７にＨＣ供給管３２を
取付け、その先端部（吹出口）を排気バルブ８の近接位
置まで延設する。
１のシリンダヘッド３０における排気ポート３１の近接
位置に、還元剤供給装置１０のケース１１を取付ける。
又、ケース１１のガス供給通路１７にＨＣ供給管３２を
取付け、その先端部（吹出口）を排気バルブ８の近接位
置まで延設する。
【００３８】このようにＨＣ供給管３２の先端部（ＨＣ
ガス吹出口）を排気バルブ８の近接位置としたので、Ｈ
Ｃ供給管３２の先端部が燃焼室６での燃焼後の最も高温
となっている排気ガスにさらされ、ＨＣ供給管３２の先
端部を高温にすることができる。
ガス吹出口）を排気バルブ８の近接位置としたので、Ｈ
Ｃ供給管３２の先端部が燃焼室６での燃焼後の最も高温
となっている排気ガスにさらされ、ＨＣ供給管３２の先
端部を高温にすることができる。
【００３９】このように本実施例では、ＨＣを排気系に
供給するＨＣ供給管３２の先端を、ティーゼルエンジン
１の吸気系の最上流部分、即ち、排気バルブ８の直ぐ下
流に配置したので、ＨＣ供給管３２の先端部が高温とな
っている排気ガスにさらされＨＣ供給管３２の先端部を
高温にすることができる。よって、ＨＣの吹出口での低
温化に伴うＨＣの炭化が抑制され、ＨＣの炭化堆積物に
よる吹出口の閉塞が回避される。
供給するＨＣ供給管３２の先端を、ティーゼルエンジン
１の吸気系の最上流部分、即ち、排気バルブ８の直ぐ下
流に配置したので、ＨＣ供給管３２の先端部が高温とな
っている排気ガスにさらされＨＣ供給管３２の先端部を
高温にすることができる。よって、ＨＣの吹出口での低
温化に伴うＨＣの炭化が抑制され、ＨＣの炭化堆積物に
よる吹出口の閉塞が回避される。
【００４０】尚、この発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、前記各実施例では燃焼機としてディーゼ
ルエンジンを用いたが、これに限られるものではない。
例えば、ガソリンエンジン等の他の内燃機関、スターリ
ングエンジン，ガスタービン等の外燃機関、あるいは、
ボイラー等に具体化してもよい。又、燃料としては、軽
油の他にも、灯油，ケロシン，重油等の液体燃料、石炭
等の固体燃料が使用される。さらに、上記実施例では熱
分解により燃料から分子中の炭素数が少ないＨＣを生成
したが、分留によって燃料から分子中の炭素数が少ない
ＨＣを生成してもよい。
ものではなく、前記各実施例では燃焼機としてディーゼ
ルエンジンを用いたが、これに限られるものではない。
例えば、ガソリンエンジン等の他の内燃機関、スターリ
ングエンジン，ガスタービン等の外燃機関、あるいは、
ボイラー等に具体化してもよい。又、燃料としては、軽
油の他にも、灯油，ケロシン，重油等の液体燃料、石炭
等の固体燃料が使用される。さらに、上記実施例では熱
分解により燃料から分子中の炭素数が少ないＨＣを生成
したが、分留によって燃料から分子中の炭素数が少ない
ＨＣを生成してもよい。
【００４１】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
還元剤としてのＨＣを排気系に供給する際の炭化物によ
る吹出口の閉塞を回避することができる優れた効果を発
揮する。
還元剤としてのＨＣを排気系に供給する際の炭化物によ
る吹出口の閉塞を回避することができる優れた効果を発
揮する。
【図１】第１実施例の排気触媒用還元剤供給装置の全体
構成図である。
構成図である。
【図２】炭化水素分子の炭素数とＮＯx 浄化率との関係
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図３】加熱温度と、炭化数１０以下の炭化水素が占め
る割合との関係を示す特性図である。
る割合との関係を示す特性図である。
【図４】加熱温度とＮＯx 浄化率との関係を示す特性図
である。
である。
【図５】触媒温度とＮＯx 浄化率との関係を示す特性図
である。
である。
【図６】ＨＣガス供給領域を説明するためのマップであ
る。
る。
【図７】エンジン回転数と燃料供給量との関係を示すマ
ップである。
ップである。
【図８】エンジン回転数と電源供給デューティ比との関
係を示すマップである。
係を示すマップである。
【図９】第２実施例の排気触媒用還元剤供給装置の要部
構成図である。
構成図である。
【図１０】加熱温度と、炭化数１０以下の炭化水素が占
める割合との関係を示す特性図である。
める割合との関係を示す特性図である。
【図１１】第２実施例の応用例での排気触媒用還元剤供
給装置の要部構成図である。
給装置の要部構成図である。
【図１２】第３実施例の排気触媒用還元剤供給装置の要
部構成図である。
部構成図である。
【図１３】エンジン回転数と排気管中のＨＣ濃度および
フィードポンプ圧との関係を示す特性図である。
フィードポンプ圧との関係を示す特性図である。
【図１４】第４実施例の排気触媒用還元剤供給装置の要
部構成図である。
部構成図である。
【図１５】流量制御弁と発熱体の駆動信号を示す波形図
である。
である。
【図１６】第５実施例の排気触媒用還元剤供給装置の要
部構成図である。
部構成図である。
【図１７】各種の波形や温度変化や抵抗値変化を示すタ
イムチャートである。
イムチャートである。
【図１８】発熱体の表面温度と抵抗値との関係を示すマ
ップである。
ップである。
【図１９】第６実施例の排気触媒用還元剤供給装置の要
部構成図である。
部構成図である。
１ 燃焼機としてのディーゼルエンジン ９ リーンＮＯx 触媒 １１ 低炭素数ＨＣ生成手段を構成するケース １４ 低炭素数ＨＣ生成手段を構成する発熱体 １９ 低炭素数ＨＣ生成手段を構成する電動式燃料ポン
プ ２１ ＥＣＵ ３２ ＨＣ供給管
プ ２１ ＥＣＵ ３２ ＨＣ供給管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 清則 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 伊藤 義通 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 広田 信也 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 燃焼機の排気系に設けられ、酸化雰囲気
中、ＨＣ存在下でＮＯx を還元するリーンＮＯx 触媒の
ための還元剤供給装置であって、 燃料を加熱することにより分子中の炭素数が少ないＨＣ
を生成する低炭素数ＨＣ生成手段を備え、前記低炭素数
ＨＣ生成手段で生成したＨＣを高温状態で、前記排気系
における前記リーンＮＯx 触媒の上流側に供給するよう
にしたことを特徴とする排気触媒用還元剤供給装置。 - 【請求項２】 前記燃焼機を内燃機関としたことを特徴
とする請求項１に記載の排気触媒用還元剤供給装置。 - 【請求項３】 前記ＨＣ生成手段で生成したＨＣを排気
系に供給するＨＣ供給管の先端を、燃焼機の排気系の最
上流部分に配置したことを特徴とする請求項１に記載の
排気触媒用還元剤供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6003211A JPH07208150A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | 排気触媒用還元剤供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6003211A JPH07208150A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | 排気触媒用還元剤供給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07208150A true JPH07208150A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=11551118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6003211A Pending JPH07208150A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | 排気触媒用還元剤供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07208150A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0971102A3 (en) * | 1998-07-10 | 2002-11-20 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | NOx reduction system for combustion exhaust gas |
| WO2007137705A1 (de) * | 2006-06-01 | 2007-12-06 | Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh | Abgasanlage für eine verbrennungskraftmaschine sowie verfahren zur regeneration eines abgasreinigungssystems |
| FR2921438A1 (fr) * | 2007-09-25 | 2009-03-27 | Renault Sas | Dispositif de vaporisation de carburant |
| FR2935746A1 (fr) * | 2008-09-11 | 2010-03-12 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Ensemble comportant un moteur et un moyen d'introduction d'un compose volatil dans ses gaz d'echappement |
| JP2012082708A (ja) * | 2010-10-07 | 2012-04-26 | Toyota Motor Corp | 排気浄化装置および内燃機関 |
| JP2012102669A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Toyota Industries Corp | 内燃機関における排気ガス浄化装置 |
| JP2013181452A (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-12 | Nippon Soken Inc | 排気浄化装置 |
| JP2014534373A (ja) * | 2011-10-28 | 2014-12-18 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 内燃機関のシース形グロープラグの表面温度を測定する方法および装置 |
| US10309284B2 (en) | 2008-05-21 | 2019-06-04 | Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh | Method of regenerating an exhaust gas purification filter, and vaporizer |
| DE102018129884A1 (de) * | 2018-11-27 | 2020-05-28 | Thomas Magnete Gmbh | Vorrichtung zur Vermischung von Kraftstoff mit dem Abgas eines Verbrennungsmotors und eine solche Vorrichtung enthaltendes Abgasbehandlungssystem |
-
1994
- 1994-01-17 JP JP6003211A patent/JPH07208150A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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