(57)【要約】    【課題】選択性接触還元触媒を備え、この還元触媒での流入前の排ガスに還元剤溶液を添加するエンジンの排気浄化装置において、還元剤溶液の貯蔵タンクが空になった場合等に、ＮＯｘを大量に放出しながらの走行を防止する。    【解決手段】還元剤溶液の貯蔵タンクに液位センサ又は濃度センサを設置し、この液位センサ等からの異常信号に応答して、エンジンを低出力に制御する。【選択図】  図２
2006090334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に設置された選択性接触還元触媒と、
ＮＯｘの還元剤溶液を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記排気通路のうち前記還元触媒よりも上流に設置され、前記貯蔵タンク内の還元剤溶液を前記排気通路内に噴射する噴射ノズルと、
前記貯蔵タンクに設置され、前記還元剤溶液の液位を検出する液位センサと、
前記還元剤溶液の液位が所定の液位以下であることを示す前記液位センサからの異常信号に応答して、エンジンを低出力に制御する制御装置と、を含んで構成されるエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項２】
エンジンの排気通路に設置された選択性接触還元触媒と、
ＮＯｘの還元剤溶液を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記排気通路のうち前記還元触媒よりも上流に設置され、前記貯蔵タンク内の還元剤溶液を前記排気通路内に噴射する噴射ノズルと、
前記貯蔵タンクに設置され、前記還元剤溶液の濃度を検出する濃度センサと、
前記還元剤溶液の濃度が所定の範囲外の濃度であることを示す前記濃度センサからの異常信号に応答して、エンジンを低出力に制御する制御装置と、を含んで構成されるエンジンの排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン等の排ガスに含まれる窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」という。）を還元し、無害なガスに転化させるエンジンの排ガス浄化装置に関し、詳細には、排ガスに尿素水等の還元剤溶液を添加してＮＯｘを還元させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの排ガスには、一酸化炭素及び炭化水素等の未燃成分以外にＮＯｘが含まれている。このＮＯｘを無害なガスに転化させるための手段として、リーンＮＯｘ触媒、選択性接触還元触媒及びリーンＮＯｘトラップ等が知られている（特許文献１）。
これらのうち、ＮＯｘの還元効率がよいとされる選択性接触還元触媒を採用した排ガス浄化装置では、Ｏ2リッチの排ガスにおけるＮＯｘの還元のため、還元剤として尿素又はアンモニア等が用いられ、この還元剤が選択性接触還元触媒への流入前の排ガスに添加される。ここで、尿素は、アンモニアに比べて一般的に取り扱いが容易であることが知られている。還元剤として尿素を採用する場合（尿素ＳＣＲ）は、排気通路の途中に排ガス浄化室を形成し、この排ガス浄化室に卑金属ゼオライト型の選択性接触還元触媒を収納するとともに、還元剤溶液としての尿素水を貯蔵タンクに収容し、この貯蔵タンク内の尿素水を排ガス浄化室内の選択性接触還元触媒へ噴射するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２３０４１４号公報（段落番号０００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この公知の排ガス浄化装置には、次のような問題がある。すなわち、還元剤溶液の貯蔵タンクが空になった場合は、還元剤溶液を噴射することができないため、選択性接触還元触媒でＮＯｘの還元が起こらなくなるが、このような場合でも自動車の走行自体には全く支障はないため、ＮＯｘを大量に放出させた状態での走行が継続されることになる。また、ＮＯｘの浄化不良による大量放出の問題は、貯蔵タンクに水を補給したり、規定濃度以外の還元剤溶液を補給するという不適正な処置が為された場合にも起こり得る。
【０００４】
このような実情に鑑み、本発明は、貯蔵タンクが空になった後の又は規定濃度以外の還元剤溶液を使用しての、ＮＯｘを大量に放出しながらの走行を防止することのできるエンジンの排ガス浄化装置を提供し、排ガスによる公害を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、エンジンの排ガス浄化装置を提供する。
本発明の１つの側面によれば、この排ガス浄化装置は、エンジンの排気通路に設置された選択性接触還元触媒と、ＮＯｘの還元剤溶液を貯蔵する貯蔵タンクと、排気通路のうち還元触媒よりも上流に設置され、貯蔵タンク内の還元剤溶液を排気通路内に噴射する噴射ノズルと、貯蔵タンクに設置され、還元剤溶液の液位を検出する液位センサと、還元剤溶液の液位が所定の液位以下であることを示す液位センサからの異常信号に応答して、エンジンを低出力に制御する制御装置と、を含んで構成される（請求項１）。
【０００６】
また、本発明の他の側面によれば、この排ガス浄化装置は、エンジンの排気通路に設置された選択性接触還元触媒と、ＮＯｘの還元剤溶液を貯蔵する貯蔵タンクと、排気通路のうち還元触媒よりも上流に設置され、貯蔵タンク内の還元剤溶液を排気通路内に噴射する噴射ノズルと、貯蔵タンクに設置され、還元剤溶液の濃度を検出する濃度センサと、還元剤溶液の濃度が所定の範囲外の濃度であることを示す濃度センサからの異常信号に応答して、エンジンを低出力に制御する制御装置と、を含んで構成される（請求項２）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、貯蔵タンクに設置された液位センサ又は濃度センサからの異常信号に応答してエンジンを低出力に制御することで、ＮＯｘが大量に放出される高負荷域での運転を回避し、排ガスによる公害を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン１の排ガス浄化装置の構成を示している。
このエンジン１は、自動車のディーゼルエンジンであり、排気配管２の途中に排ガス浄化室３が形成され、この排ガス浄化室３に選択性接触還元触媒（以下「還元触媒」という。）が収納されている。この触還元触媒によれば、排気にアンモニア等の還元剤を添加して、排気中のＮＯｘを無害なガスに効率よく還元することができる。還元剤溶液４を貯蔵する貯蔵タンク５が設けられており、貯蔵タンク５の底部に形成された流出口５ａに、パイプ６が接続されている。貯蔵タンク５は、このパイプ６を介して排ガス浄化室３よりも上流で排気配管２に接続されている。パイプ６と排気配管２との接続部には、噴射ノズル３ａが設置され、貯蔵タンク５内の還元剤溶液４をポンプ７により圧送し、噴射ノズル３ａにより排気配管２内に噴射することができる。本実施形態では、還元剤溶液４として、ＮＯｘを効率よく還元可能な尿素水を採用するが、排ガス浄化室３に収納される還元触媒に応じ、アンモニア水、又はアルコール類若しくは炭化水素類等を採用することもできる。
【０００９】
貯蔵タンク５には、液位センサ８及び濃度センサ９が設置されている。液位センサ８は、信号線１０ａを介して制御装置１１に接続され、濃度センサ９は、信号線１０ｂを介して制御装置１１に接続されている。制御装置１１は、信号線１２ａ，１２ｂを介して警報器１３及びエンジン制御部１４と接続され、更にエンジン制御部１４は、信号線１５ａ，１５ｂを介してエンジン１及びポンプ７に接続されている。なお、濃度センサ９には、還元剤溶液４の種類に応じ、ｐＨセンサ、電気陰性度センサ又は尿素センサ等を採用することができる。
【００１０】
次に、本実施形態に係る制御装置１１が行う制御の内容について、図２に示すフローチャートにより説明する。ここでは、還元剤溶液４として尿素水を、濃度センサ９としてｐＨセンサを採用した場合を例に説明する。
ＳＴ１では、液位センサ８からの液位信号を読み込むとともに、濃度センサ９、すなわち、ｐＨセンサからのｐＨ信号を読み込む。
【００１１】
ＳＴ２では、読み込んだ液位信号が液有りの状態を示すが否かを判定する。液有りの状態を示すときは、ＳＴ３ヘ進み、それ以外のときは、ＳＴ４ヘ進む。
ＳＴ３では、読み込んだｐＨ信号が適正ｐＨ（すなわち、適正濃度）を示すか否かを判定する。適正ｐＨを示すときは、このルーチンをリターンして、ＳＴ１以下のステップによる処理を繰り返し、それ以外のときは、ＳＴ４ヘ進む。
【００１２】
ＳＴ４では、警報器１３に作動信号を出力するとともに、エンジン制御部１４に制御信号を出力する。すなわち、液位センサ８からの液位信号が液有りではなく、液僅かの状態を示すときや、ｐＨセンサ９からのｐＨ信号が適正ｐＨ以外の異常ｐＨを示すときは、作動信号を出力して、警報器１３により液僅かの状態を運転者に知らせるとともに、制御信号を出力して、エンジン制御部１４によりエンジン１を低出力に制御する。
【００１３】
このようにすれば、尿素水４が消費されて、その液位が所定の液位にまで減少したときに、液位信号が液僅か（又は空）の状態を示すことで、警報器１３によりその状態を運転者に知らせるとともに、エンジン制御部１４によりエンジン１を低出力に制御することができる。また。貯蔵タンク５に尿素水４ではなく、水又は規定濃度以外の尿素水４が補給されたときに、ｐＨ信号が適正ｐＨ以外の異常ｐＨを示すことで、警報器１３によりその状態を運転者に知らせるとともに、エンジン制御部１４によりエンジン１を低出力に制御することができる。このため、尿素水４が不足し又は規定濃度以外の尿素水４を使用した状態での走行を制限し、ＮＯｘが大量に放出される高負荷域での運転を回避して、排ガスによる公害を抑制することができる。
【００１４】
なお、液位信号が液有りの状態を示し（ＳＴ２）、かつｐＨ信号が適正ｐＨを示す（ＳＴ３）ときは、エンジン制御部１４によりポンプ７を駆動して、貯蔵タンク５内の尿素水４を噴射ノズル３ａに圧送し、噴射ノズル３ａにより排ガス浄化室３内の還元触媒へ噴射する。これにより、排ガス中のＮＯｘが還元触媒上で無害なガスに転化され、大気中に排出される。
【００１５】
以上では、還元剤溶液４として尿素水を採用した場合を例に説明したが、還元剤溶液４には、これ以外に、排ガス浄化室３内の還元触媒に応じ、アンモニア水、又はアルコール類若しくは炭化水素類等を採用することができる。また、濃度センサ９には、ｐＨセンサ以外に、還元剤溶液４の種類に応じ、電気陰性度センサ又は尿素センサ等を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る排ガス浄化装置の構成
【図２】同上実施形態に係る制御装置による制御の内容を示すフローチャート
【符号の説明】
【００１７】
１…エンジン、２…排気配管、３…排ガス浄化室、３ａ…噴射ノズル、４…「還元剤溶液」としての尿素水、５…貯蔵タンク、６…パイプ、７…ポンプ、８…液位センサ、９…「濃度センサ」としてのｐＨセンサ、１０ａ，１０ｂ，１２ａ，１２ｂ，１５ａ，１５ｂ…信号線、１１…制御装置、１３…警報器、１４…エンジン制御部。
【図１】
2006090334.tif 000003
【図２】
2006090334.tif 000004