(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージャーの後段に設置される燃料分解触媒と、
前記燃料分解触媒の後方に設置される炭化水素選択的触媒還元部と、
前記炭化水素選択的触媒還元部の後方に設置される触媒コーティング型煤煙濾過装置と、
前記ターボチャージャーと前記燃料分解触媒の間の排気ガスの配管上に設置される燃料２次噴射系と、
前記煤煙濾過装置の後方で排気ガス内の窒素酸化物の量を検出する窒素酸化物センサーと、を備え、
前記窒素酸化物センサーの信号を受け、排気ガス内の炭化水素（ＨＣ）：窒素酸化物（ＮＯｘ）の割合が５：１未満になる時に、一定量の燃料を噴射するために、前記燃料２次噴射系に対し燃料噴射のための制御信号を出力する電子制御装置を備えたことを特徴とするディーゼル自動車の排気装置。
【請求項２】
前記燃料２次噴射系から噴射された燃料は、前記炭化水素選択的触媒還元部と反応する前に、前記炭化水素選択的触媒還元部の前方に設置された前記燃料分解触媒によって前記炭化水素選択的触媒還元部での反応が良好な酸素含有炭化水素に変換され、前記炭化水素選択的触媒還元部に供給されて窒素酸化物（ＮＯｘ）が浄化されることを特徴とする請求項１に記載のディーゼル自動車の排気装置。
【請求項３】
前記炭化水素選択的触媒還元部で反応して残った酸素含有炭化水素は前記触媒コーティング型煤煙濾過装置に捕捉されている煤煙と反応して煤煙を酸化させることを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼル自動車の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディーゼル自動車の排気装置に係り、より詳しくは、窒素酸化物及び粒子状物質を同時に低減することができる排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル自動車の排気装置の中でディーゼル後処理装置にはディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）、煤煙濾過装置（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）、選択的触媒還元法（ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）、窒素酸化物除去触媒（ＬＮＴ：Ｌｅａｎ  ＮＯｘ  Ｔｒａｐ）などがあり、その外にディーゼル燃料を還元剤で用いる炭化水素選択的触媒還元部（ＨＣ−ＳＣＲ：Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ−ＳＣＲ）がある。
【０００３】
そして前記ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）は主にＨＣとＣＯを酸化させる役目をして、ＮＯをＮＯ２に酸化させて煤煙濾過装置（ＤＰＦ）での煤煙（Ｓｏｏｔ）酸化に利用する際や尿素選択的触媒還元法（Ｕｒｅａ  ＳＣＲ）の效率を高めるＮＯ／ＮＯ２の割合を調整するために用いられる。
【０００４】
また、前記選択的触媒還元法の中で最も一般的な尿素選択的触媒還元法は主に鉄（Ｆｅ）などを用い、その效率はＮＯ／ＮＯ２の割合に敏感で、その割合が高いほど效率が高い。
【０００５】
一方、前記窒素酸化物除去触媒（ＬＮＴ）は尿素選択的触媒還元法に比べて效率が低いが燃料を還元剤で供給するので別途の還元剤の供給網を構築する必要がなくて有利である。
【０００６】
したがって、ディーゼル自動車の後処理装置において尿素選択的触媒還元法と窒素酸化物除去触媒（ＬＮＴ）などは高い浄化性能によってよく適用されている。
【０００７】
図１は従来のディーゼル自動車用排気装置を示す概略図である。
【０００８】
従来のディーゼル自動車用排気装置はエンジン１０と繋がるディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）２０と、前記ディーゼル酸化触媒２０と繋がる炭化水素選択的触媒還元部３０を備える。
【０００９】
前記ディーゼル酸化触媒２０は主にＨＣとＣＯを酸化させる役目をして、炭化水素選択的触媒還元部３０の效率を高めるＮＯ：ＮＯ２＝１：１の割合を作るために用いられる。
【００１０】
そして前記炭化水素選択的触媒還元部３０は反応活性化のために２次燃料噴射またはエンジン後噴射を通じてＨＣ：ＮＯｘの割合を５：１以上に制御して窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する。
【００１１】
しかし前記のような従来の炭化水素選択的触媒還元部３０はディーゼル自動車が急加減速、急変速そして丘の登坂直後の下る時などの状況の場合に  ＨＣ：ＮＯｘの割合が５：１の割合を維持するのが不可能で浄化性能が低下する。
【００１２】
また、前記炭化水素選択的触媒還元部３０の活性温度の範囲が通常摂氏３００度以上であるのに対してディーゼル自動車の場合は、排出ガスの温度が低くて浄化性能が低くなる問題がある。特許文献１参照
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−６８２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、炭化水素選択的触媒還元部の低い浄化效率を改善した構造を有し、窒素酸化物及び粒子状物質を同時に低減するディーゼル自動車の排気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するためになされた本発明のディーゼル自動車の排気装置は、ターボチャージャー１１０の後段に設置される燃料分解触媒２１０と、燃料分解触媒２１０の後方に設置される炭化水素選択的触媒還元部２２０と、炭化水素選択的触媒還元部２２０の後方に設置される触媒コーティング型煤煙濾過装置２３０と、ターボチャージャー１１０と燃料分解触媒２１０の間の排気ガスの配管上に設置される燃料２次噴射系３１０と、煤煙濾過装置２３０の後方で排気ガス内の窒素酸化物の量を検出する窒素酸化物センサー３２０と、を備え、窒素酸化物センサー３２０の信号を受け、排気ガス内の炭化水素（ＨＣ）：窒素酸化物（ＮＯｘ）の割合が５：１未満になる時に、一定量の燃料を噴射するために、燃料２次噴射系３１０に対し燃料噴射のための制御信号を出力する電子制御装置４１０を備えたことを特徴とする。
【００１６】
そして燃料２次噴射系３１０から噴射された燃料が燃料分解触媒２１０で酸素含有炭化水素に変換され、炭化水素選択的触媒還元部２２０に供給されて窒素酸化物（ＮＯｘ）が浄化されることを特徴とする。
【００１７】
また、炭化水素選択的触媒還元部２２０で反応して残った酸素含有炭化水素は触媒コーティング型煤煙濾過装置２３０に捕捉されている煤煙と反応して煤煙を酸化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は燃料分解触媒と炭化水素選択的触媒還元部を利用して窒素酸化物及び粒子状物質を同時に低減する效果がある。
【００１９】
したがって本発明によれば反応性を進めて燃費の悪化を抑制して效率的に窒素酸化物（ＮＯｘ）をとり除く效果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のディーゼル自動車用排気装置を示す概略図である。
【図２】本発明のディーゼル自動車の排気装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面を参照して詳しく説明する。まず各図面の構成要素に符号を付ける際に、同一の構成要素に対してはたとえ他の図面に表示されているとしてもできるだけ同一の符号を有するようにした。また、本発明を説明するに当たって、発明に関わる公知の構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨から外れる場合にはその詳細な説明は省略した。
【００２２】
図２は本発明のディーゼル自動車の排気装置を示す概略図である。
【００２３】
図２のように本発明のディーゼル自動車の排気装置は、排気パイプ上でターボチャージャー（Ｔｕｒｂｏ  Ｃｈａｇｅｒ）１１０の後段に設置される燃料分解触媒（ＤＦＣ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｆｕｅｌ  Ｃｒｅａｋｉｎｇ）２１０が内蔵された触媒部２００と、
前記触媒部２００の内部で燃料分解触媒２１０の後方に設置される炭化水素選択的触媒還元部２２０及び炭化水素選択的触媒還元部２２０の後方に設置されるゾーンドコーテッド（Ｚｏｎｅｄ−Ｃｏａｔｅｄ）方式の触媒コーティング型煤煙濾過装置（ＣＣ−ＤＰＦ：Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｃｏａｔｅｄ−Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）２３０と、
前記ターボチャージャー１１０の後方と燃料分解触媒２１０の前方の間の排気ガスの配管上に設置される燃料２次噴射系３１０と、前記煤煙濾過装置２３０の後方で排気ガス内の窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を検出する窒素酸化物センサー３２０と、
前記窒素酸化物センサー３２０の信号を受け、排気ガス内の基準値以上の窒素酸化物（ＮＯｘ）を検出する窒素酸化物（ＮＯｘ）吸蔵触媒の再生時点で、前記燃料２次噴射系３１０の燃料噴射及び排気ガス分配バルブの開放動作のための制御信号を出力する電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４１０を備える。
【００２４】
前記のような本発明の構造によれば下記のように燃料分解触媒２１０と炭化水素選択的触媒還元部２２０を利用して窒素酸化物及び粒子状物質を同時に低減する效果がある。
【００２５】
そして前記燃料２次噴射系３１０から噴射された燃料が燃料分解触媒２１０で酸素含有ＨＣに分解され、続いて炭化水素選択的触媒還元部２２０に供給されて窒素酸化物（ＮＯｘ）が浄化される。
【００２６】
すなわち、急加減速、急変速そして丘の登坂直後の下る時などの状況でディーゼルエンジンの運転条件によって炭化水素選択的触媒還元部２２０の浄化性能を極大化するためにＨＣ：ＮＯｘの最小割合５：１以上の維持手段で、燃料２次噴射系３１０を燃料分解触媒２１０の前段に設置してエンジンの運転条件によってＨＣ：ＮＯｘの割合が５：１未満になる時に、一定量の燃料を噴射して  ＨＣ：ＮＯｘの最小割合を５：１以上を維持する。
【００２７】
この時、燃料２次噴射系３１０から噴射された燃料はすぐ炭化水素選択的触媒還元部２２０と反応するのではなく、炭化水素選択的触媒還元部２２０の前方に設置された燃料分解触媒２１０によって炭化水素選択的触媒還元部２２０での反応が良好な酸素含有ＨＣに変換される。
【００２８】
すなわち、前記燃料分解触媒２１０はディーゼル燃料の長い炭素鎖（Ｃａｒｂｏｎ  ｃｈａｉｎ）を切って短い多数の炭化水素に作って有効反応の表面積を増加させ反応性を進め、反応性が大きい官能基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｇｒｏｕｐ）または二重結合の形成またはＨ２／ＣＯに変換する。
【００２９】
したがって本発明によれば反応性を進めて燃費の悪化を抑制して效率的に窒素酸化物（ＮＯｘ）をとり除く效果がある。
【００３０】
一方、前記ＨＣ：ＮＯｘの割合を合わせるために噴射された燃料による酸素含有ＨＣが炭化水素選択的触媒還元部２２０で反応して残る余分の酸素含有ＨＣは炭化水素選択的触媒還元部２２０の後方の触媒コーティング型煤煙濾過装置２３０に捕捉されている煤煙と反応して煤煙を酸化させる。
【００３１】
そして本発明は燃料分解触媒２１０、炭化水素選択的触媒還元部２２０そして触媒コーティング型煤煙濾過装置２３０が内蔵された前記触媒部２００の後方に窒素酸化物センサー３２０を設置して浄化時期を判断する。
【００３２】
一方、前記燃料分解触媒２１０は前記炭化水素選択的触媒還元部２２０の前段に位置し、排気マニホールドから排出される不均一の流動パターンを持った排気ガスを緩衝及び分散（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ）させて炭化水素選択的触媒還元部２２０に排気ガスを均一に供給する。
【００３３】
炭化水素のＨＣと窒素酸化物のＮＯｘの割合はディーゼル粒子状物質除去用フィルター（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）後方の窒素酸化物センサー３２０とエンジンの排出口に装着されたラムダセンサー（未図示）を通じて測定された数値により算定する。
【００３４】
前記のような本発明は燃料分解触媒と炭化水素選択的触媒還元部を利用して窒素酸化物及び粒子状物質を同時に低減する效果がある。
【００３５】
したがって本発明によれば反応性を進めて燃費の悪化を抑制して效率的に窒素酸化物（ＮＯｘ）をとり除く效果がある。
【００３６】
以上の説明は本発明の技術思想を例示的に説明したに過ぎない。本発明に属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。
本発明に示された実施例は本発明の技術思想を説明するために行ったものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲は限定されない。本発明の保護範囲は特許請求範囲によって解釈されて、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は本発明の権利範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、排気ガスに含まれている窒素酸化物を低減させる排気システムの分野に適用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１１０  ターボチャージャー
２００  触媒部
２１０  燃料分解触媒
２２０  炭化水素選択的触媒還元部
２３０  触媒コーティング型煤煙濾過装置
３１０  燃料２次噴射系
３２０  窒素酸化物センサー
４１０  電子制御装置
【図１】
0005606041.tif 000002
【図２】
0005606041.tif 000003