(57)【要約】【課題】ＨＣガスを還元剤とする選択還元型触媒の床温度を正確に推定し得る排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気管２の途中に酸素共存下でも選択的にＮＯxをＨＣガスと反応せしめる選択還元型触媒４を装備し、該選択還元型触媒４の上流側に燃料を添加して該燃料から生成されるＨＣガスを還元剤としてＮＯxを還元浄化するようにした排気浄化装置に関し、前記選択還元型触媒４の入側に配設されて排気温度を計測する入口温度センサ１１と、前記選択還元型触媒４の出側に配設されて排気温度を計測する出口温度センサ１２と、これら入口温度センサ１１及び出口温度センサ１２の夫々の計測値に基づき前記選択還元型触媒４の床温度を推定する制御装置１３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管の途中に酸素共存下でも選択的にＮＯxをＨＣガスと反応せしめる選択還元型触媒を装備し、該選択還元型触媒の上流側に燃料を添加して該燃料から生成されるＨＣガスを還元剤としてＮＯxを還元浄化するようにした排気浄化装置であって、前記選択還元型触媒の入側に配設されて排気温度を計測する入口温度センサと、前記選択還元型触媒の出側に配設されて排気温度を計測する出口温度センサと、これら入口温度センサ及び出口温度センサの夫々の計測値に基づき前記選択還元型触媒の床温度を推定する制御装置とを備えたことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
選択還元型触媒が複数の触媒ピースにより分割構成され、該各触媒ピースの相互間にも中間温度センサが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンにおいては、排気ガスが流通する排気管の途中に、酸素共存下でも選択的にＮＯx（窒素酸化物）を還元剤と反応させる性質を備えた選択還元型触媒を装備し、該選択還元型触媒の上流側に必要量の還元剤を添加して該還元剤を選択還元型触媒上で排気ガス中のＮＯxと還元反応させ、これによりＮＯxの排出濃度を低減し得るようにしたものがある。
【０００３】
他方、プラント等における工業的な排煙脱硝処理の分野では、還元剤にアンモニア（ＮＨ3）を用いてＮＯxを還元浄化する手法の有効性が既に広く知られているところであるが、自動車の場合には、アンモニアそのものを搭載して走行することに関し安全確保が困難であるため、近年においては、尿素水を還元剤として使用することが提案されている。
【０００４】
即ち、排気管の途中（一般的には終端付近）に選択還元型触媒を介装し、その上流側に備えたインジェクタにより排気ガスの流れに尿素水を添加すると、該尿素水がアンモニアと炭酸ガスに分解され、選択還元型触媒上で排気ガス中のＮＯxがアンモニアにより良好に還元浄化されることになる。
【０００５】
そして、このような選択還元型触媒を用いた排気浄化装置にあっては、ＮＯx浄化性能を予測するために選択還元型触媒の床温度を極力高い精度で把握することが重要であり、選択還元型触媒の入側に温度センサを配置して排気温度を計測し、この排気温度より少し遅れて変化する選択還元型触媒の床温度を、前記排気温度と排気流量とから熱力学的に推定するようにしている。
【０００６】
尚、この種の選択還元型触媒を用いた排気浄化装置に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１３９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の排気浄化装置の中には、酸素共存下でも選択的にＮＯxをＨＣガスと反応させる性質を備えた選択還元型触媒を採用し、該選択還元型触媒の上流側に燃料を添加することにより、該燃料から生成されるＨＣガスを還元剤として選択還元型触媒上で排気ガス中のＮＯxと還元反応させるようにしたものもあり、このような排気浄化装置にあっては、ＮＯxの還元時にＨＣガスの酸化反応による発熱が生じて選択還元型触媒の床温度が高まり、該選択還元型触媒の入側の温度センサで計測される排気温度だけでは推定し難い床温度変化が起こるため、選択還元型触媒の床温度を正確に推定することが難しくなるという問題があった。
【０００９】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、ＨＣガスを還元剤とする選択還元型触媒の床温度を正確に推定し得る排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、排気管の途中に酸素共存下でも選択的にＮＯxをＨＣガスと反応せしめる選択還元型触媒を装備し、該選択還元型触媒の上流側に燃料を添加して該燃料から生成されるＨＣガスを還元剤としてＮＯxを還元浄化するようにした排気浄化装置であって、前記選択還元型触媒の入側に配設されて排気温度を計測する入口温度センサと、前記選択還元型触媒の出側に配設されて排気温度を計測する出口温度センサと、これら入口温度センサ及び出口温度センサの夫々の計測値に基づき前記選択還元型触媒の床温度を推定する制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
而して、このようにすれば、入口温度センサ及び出口温度センサにより選択還元型触媒の直前直後の排気温度が検出され、制御装置にて選択還元型触媒の直前の排気温度と直後の排気温度との差からＨＣガスの反応熱による温度上昇分を推定することが可能となり、このＨＣガスの反応熱による温度上昇分を加味することで選択還元型触媒の床温度が前記制御装置で正確に推定されることになる。
【００１２】
また、本発明においては、選択還元型触媒が複数の触媒ピースにより分割構成されている場合に、該各触媒ピースの相互間にも中間温度センサが配設されていることが好ましく、このようにすれば、各触媒ピースの夫々について直前直後の排気温度を計測することが可能となり、ＨＣガスの反応熱による温度上昇分を加味した床温度の推定を前記各触媒ピース毎に個別に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１４】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、ＨＣガスの反応熱による温度上昇分を加味して選択還元型触媒の床温度を正確に推定することができるので、該選択還元型触媒の床温度に対応した触媒活性状態に基づき過不足のない適切な燃料添加制御を実施することができ、これにより排気浄化性能の向上と燃料添加量の削減を図ることができる。
【００１５】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、各触媒ピースの夫々について直前直後の排気温度を計測することができるので、ＨＣガスの反応熱による温度上昇分を加味した床温度の推定を前記各触媒ピース毎に個別に行うことができ、よりきめ細やかな燃料添加制御を行うことができて、更なる排気浄化性能の向上と燃料添加量の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の別の形態例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、ここに図示している例では、エンジンからの排気ガス１が流通する排気管２の途中に、排気ガス１中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ３と、該パティキュレートフィルタ３の下流側に酸素共存下でも選択的にＮＯxをＨＣガスと反応させ得る性質を備えた選択還元型触媒４とをケーシング５，６により夫々抱持して並列に配置し、パティキュレートフィルタ３の出側と選択還元型触媒４の入側との間をＳ字構造の連絡流路７により接続し、パティキュレートフィルタ３の出側から排出された排気ガス１が逆向きに折り返されて隣の選択還元型触媒４の入側に導入されるようになっている。
【００１９】
ここで、前記連絡流路７は、パティキュレートフィルタ３の出側を包囲し且つ該出側から出た直後の排気ガス１を略直角な向きに方向転換させつつ集合せしめるガス集合室７Ａと、該ガス集合室７Ａで集められた排気ガス１をパティキュレートフィルタ３の排気流れと逆向きに抜き出すミキシングパイプ７Ｂと、該ミキシングパイプ７Ｂにより導かれた排気ガス１を略直角な向きに方向転換させつつ分散せしめ且つその分散された排気ガス１を選択還元型触媒４の入側に導入し得るよう該入側を包囲するガス分散室７ＣとによりＳ字構造を成すように構成されており、前記ガス集合室７Ａには、パティキュレートフィルタ３の出側から出た排気ガス１が略直角な向きに方向転換されて向かう方向へ燃料を添加するインジェクタ８が装備されている。
【００２０】
尚、ここに図示している例では、パティキュレートフィルタ３が抱持されているケーシング５内の前段に、排気ガス１を酸化処理する酸化触媒９が装備されており、また、選択還元型触媒４が抱持されているケーシング６内の後段には、余剰のアンモニアを酸化処理するアンモニア低減触媒１０が装備されている。
【００２１】
そして、このように構成された排気浄化装置に関し、本形態例においては、前記選択還元型触媒４の入側に排気温度を計測する入口温度センサ１１を装備する一方、前記選択還元型触媒４の出側にも排気温度を計測する出口温度センサ１２を装備し、これら入口温度センサ１１及び出口温度センサ１２による計測値を検出信号１１ａ，１２ａとして制御装置１３に入力し、該制御装置１３にて入口温度センサ１１及び出口温度センサ１２の夫々の計測値に基づき前記選択還元型触媒４の床温度を推定するようにしている。
【００２２】
而して、このようにすれば、入口温度センサ１１及び出口温度センサ１２により選択還元型触媒４の直前直後の排気温度が検出され、制御装置１３にて選択還元型触媒４の直前の排気温度と直後の排気温度との差からＨＣガスの反応熱による温度上昇分を推定することが可能となり、このＨＣガスの反応熱による温度上昇分を加味することで選択還元型触媒４の床温度が前記制御装置１３で正確に推定されることになる。
【００２３】
従って、上記形態例によれば、ＨＣガスの反応熱による温度上昇分を加味して選択還元型触媒４の床温度を正確に推定することができるので、該選択還元型触媒４の床温度に対応した触媒活性状態に基づき過不足のない適切な燃料添加制御を実施することができ、これにより排気浄化性能の向上と燃料添加量の削減を図ることができる。
【００２４】
図２は本発明の別の形態例を示すもので、本形態例においては、選択還元型触媒４が複数（図２中では二つ）の触媒ピース４ａにより分割構成され、該各触媒ピース４ａの相互間にも中間温度センサ１４が配設されており、該中間温度センサ１４による計測値が検出信号１４ａとして制御装置１３に入力され、前記各触媒ピース４ａの床温度の推定に用いられるようにしてある。
【００２５】
而して、このようにすれば、各触媒ピース４ａの夫々について直前直後の排気温度を計測することができるので、ＨＣガスの反応熱による温度上昇分を加味した床温度の推定を前記各触媒ピース４ａ毎に個別に行うことができ、よりきめ細やかな燃料添加制御を行うことができて、更なる排気浄化性能の向上と燃料添加量の削減を図ることができる。
【００２６】
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００２７】
１      排気ガス
２      排気管
４      選択還元型触媒
４ａ    触媒ピース
１１    入口温度センサ
１２    出口温度センサ
１３    制御装置
１４    中間温度センサ
【図１】
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【図２】
2018150878.tif 000004