(57)【要約】【課題】排気管における排気流量が多い場合であっても触媒における排気浄化率の低下を抑制することが可能な触媒利用排気浄化装置を提供する。【解決手段】触媒を利用して内燃機関１０１から排気管１０２を通じて大気中に排出される排気を浄化する触媒利用排気浄化装置１００において、排気管１０２における排気流量が多い場合に排気を貯蔵すると共に排気管１０２における排気流量が少ない場合に貯蔵されている排気を放出する排気貯蔵装置４００を備えている触媒利用排気浄化装置１００である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒を利用して内燃機関から排気管を通じて大気中に排出される排気を浄化する触媒利用排気浄化装置において、
前記排気管における排気流量が多い場合に排気を貯蔵すると共に前記排気管における排気流量が少ない場合に貯蔵されている排気を放出する排気貯蔵装置を備えていることを特徴とする触媒利用排気浄化装置。
【請求項２】
前記排気貯蔵装置は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記排気管における排気流量が閾値以上になると想定される場合に排気を貯蔵すると共に前記排気管における排気流量が前記閾値未満になると想定される場合に前記排気管における排気流量が前記閾値以上にならない範囲で貯蔵されている排気を放出する請求項１に記載の触媒利用排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒を利用して排気を浄化する触媒利用排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル機関等の内燃機関を搭載している自動車においては、内燃機関から排気管を通じて排出される排気を浄化する排気浄化装置が採用されている。排気浄化装置としては、排気中に含まれている窒素酸化物をＳＣＲ触媒で還元して大気中に排出される窒素酸化物排出量を低減する選択触媒還元装置等の触媒利用排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０３８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、触媒利用排気浄化装置においては、排気管における排気流量が多い場合（例えば、自動車加速時）は、排気管における排気流速が速くなり、排気がその浄化を待たずに触媒を直ぐに通過してしまうため、触媒における排気浄化率が低下するという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、排気管における排気流量が多い場合であっても触媒における排気浄化率の低下を抑制することが可能な触媒利用排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために創案された本発明は、触媒を利用して内燃機関から排気管を通じて大気中に排出される排気を浄化する触媒利用排気浄化装置において、前記排気管における排気流量が多い場合に排気を貯蔵すると共に前記排気管における排気流量が少ない場合に貯蔵されている排気を放出する排気貯蔵装置を備えている触媒利用排気浄化装置である。
【０００７】
前記排気貯蔵装置は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記排気管における排気流量が閾値以上になると想定される場合に排気を貯蔵すると共に前記排気管における排気流量が前記閾値未満になると想定される場合に前記排気管における排気流量が前記閾値以上にならない範囲で貯蔵されている排気を放出することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、排気管における排気流量が多い場合であっても触媒における排気浄化率の低下を抑制することが可能な触媒利用排気浄化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る触媒利用排気浄化装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に順って説明する。
【００１１】
図１に示すように、触媒利用排気浄化装置１００は、触媒を利用してディーゼル機関等の内燃機関１０１から排気管１０２を通じて排出される排気中に含まれている有害物質を除去する等して大気中に排出される排気を浄化する装置であり、例えば、ディーゼル微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ）装置２００や選択触媒還元（ＳＣＲ）装置３００を搭載している。
【００１２】
ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２００は、排気管１０２に設置されていると共に排気中に含まれている粒子状物質を捕集して大気中に排出される粒子状物質排出量を低減するディーゼル微粒子捕集フィルタ２０１を備えている。図１は簡略化して描いているが、排気管１０２は自動車のレイアウトに応じて様々な経路で配策されている。
【００１３】
ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２００においては、内燃機関制御装置（ＥＣＵ）１０３により、ディーゼル微粒子捕集フィルタ２０１における粒子状物質堆積量が閾値以上である時にディーゼル微粒子捕集フィルタ２０１の排気上流側に設置されている排気管燃料噴射器２０２から排気中に燃料を噴射し、排気中で燃料を燃焼させて排気温度を昇温させると共にディーゼル微粒子捕集フィルタ温度を昇温させてディーゼル微粒子捕集フィルタ２０１に捕集されている粒子状物質を燃焼させることで、ディーゼル微粒子捕集フィルタ２０１に捕集されている粒子状物質を除去している。
【００１４】
他にも、ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置２００は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ２０１の排気上流側であって排気管燃料噴射器２０２から排気中に噴射される燃料の噴射先に設置されていると共に排気管燃料噴射器２０２から排気中に噴射される燃料の燃焼を促進させる触媒２０３を備えている。
【００１５】
選択触媒還元装置３００は、排気管１０２に設置されていると共に排気中に含まれている窒素酸化物を還元して大気中に排出される窒素酸化物排出量を低減するＳＣＲ触媒３０１を備えている。
【００１６】
選択触媒還元装置３００においては、尿素水噴射制御装置（ＤＣＵ）３０２により、自動車の走行時等にＳＣＲ触媒３０１の排気上流側に設置されている尿素水噴射器３０３から排気中に尿素水を噴射し、排気中で尿素水を加水分解させてアンモニアを生成すると共にアンモニアをＳＣＲ触媒３０１に吸蔵させて排気中に含まれている窒素酸化物を窒素と水とに分解することで、排気中に含まれている窒素酸化物を還元している。
【００１７】
他にも、選択触媒還元装置３００は、ＳＣＲ触媒３０１の排気上流側であって尿素水噴射器３０３から排気中に噴射される尿素水の噴射先に設置されていると共に尿素水噴射器３０３から排気中に噴射される尿素水の加水分解を促進させる触媒３０４と、尿素水が貯留されている尿素水貯留槽３０５と、尿素水配管３０６を通じて尿素水貯留槽３０５から尿素水噴射器３０３に尿素水を供給する尿素水供給ポンプ３０７を有している尿素水供給モジュール３０８と、を備えている。
【００１８】
また、ＳＣＲ触媒３０１の入口における排気温度を検出する排気温度検出器１０４と、ＳＣＲ触媒３０１の入口における窒素酸化物濃度を検出する第１の窒素酸化物濃度検出器３０９と、がＳＣＲ触媒３０１の排気上流側に設置されており、ＳＣＲ触媒３０１の出口における窒素酸化物濃度を検出する第２の窒素酸化物濃度検出器３１０がＳＣＲ触媒３０１の排気下流側に設置されている。
【００１９】
更に、尿素水貯留槽３０５における尿素水残量を検出する尿素水残量検出器３１１と、尿素水貯留槽３０５における尿素水温度を検出する尿素水温度検出器３１２と、尿素水貯留槽３０５における尿素水品質（例えば、尿素水濃度や異物混入有無）を検出する尿素水品質検出器３１３と、を有しているＳＣＲセンサ３１４が尿素水貯留槽３０５に設置されている。
【００２０】
尿素水配管３０６は、尿素水貯留槽３０５と尿素水供給ポンプ３０７の吸込口とを接続する吸込流路３１５と、尿素水供給ポンプ３０７の吐出口と尿素水噴射器３０３とを接続する供給流路３１６と、尿素水供給ポンプ３０７の吐出口と尿素水貯留槽３０５とを接続する回収流路３１７と、を有している。
【００２１】
尿素水供給モジュール３０８は、吸込流路３１５を通じて尿素水貯留槽３０５から尿素水を吸い込むと共に供給流路３１６を通じて尿素水噴射器３０３に尿素水を供給する尿素水供給ポンプ３０７と、尿素水供給ポンプ３０７における温度を検出する温度検出器３１８と、尿素水供給ポンプ３０７の吐出口における尿素水圧力を検出する尿素水圧力検出器３１９と、供給流路３１６を通じて尿素水噴射器３０３に尿素水を供給する流路と回収流路３１７を通じて尿素水貯留槽３０５に尿素水を回収する流路とを切り替える切替弁３２０と、を有している。
【００２２】
図１は簡略化して描いているが、尿素水貯留槽３０５と尿素水噴射器３０３と尿素水供給ポンプ３０７と尿素水配管３０６とで構成されている尿素水供給経路に沿って内燃機関冷却水を循環させる循環流路３２１が配策されており、尿素水供給経路に沿って内燃機関冷却水を流すか否かを切り替える解凍出力調整弁３２２が循環流路３２１に設置されている。
【００２３】
なお、循環流路３２１は、解凍出力調整弁３２２の開閉に拘わらず、常時、尿素水噴射器３０３に内燃機関冷却水を供給しており、尿素水噴射器３０３に充填されている尿素水の変質固着等を防止している。
【００２４】
さて、触媒利用排気浄化装置１００においては、内燃機関１０１から排気管１０２を通じて排出される排気を浄化する触媒（例えば、ＳＣＲ触媒３０１）の排気上流側に設置されており、排気管１０２における排気流量が多い場合に排気を貯蔵すると共に排気管１０２における排気流量が少ない場合に貯蔵されている排気を放出する排気貯蔵装置４００を備えている。
【００２５】
排気貯蔵装置４００は、内燃機関１０１から排気管１０２を通じて排出される排気の一部を迂回させる迂回管４０１と、迂回管４０１における迂回排気流量を調整する迂回排気流量調整弁４０２と、迂回管４０１に設置されていると共に迂回管４０１を通過する排気を圧縮機等で圧縮して貯蔵する排気貯蔵容器４０３と、を備えている。
【００２６】
排気貯蔵装置４００は、内燃機関１０１の運転状態に基づいて排気管１０２における排気流量が閾値以上になると想定される場合（例えば、自動車加速時）に排気を貯蔵すると共に排気管１０２における排気流量が閾値未満になると想定される場合（例えば、自動車減速時）に排気管１０２における排気流量が閾値以上にならない範囲で貯蔵されている排気を放出する。
【００２７】
これにより、今後、排気管１０２における排気流量が増加して排気管１０２における排気流速が速くなり、触媒における排気浄化率が低下すると想定される場合に、触媒における排気浄化率の低下を招く余剰の排気を排気貯蔵容器４０３に貯蔵し、今後、排気管１０２における排気流量が減少して排気管１０２における排気流速が遅くなり、排気管１０２における排気流速の増加による触媒における排気浄化率の低下まで余裕があると想定される場合に、排気貯蔵容器４０３に貯蔵されている余剰の排気を排気管１０２に放出することができるため、触媒で排気を浄化しながら、触媒における排気浄化率の低下を抑制することが可能となる。
【００２８】
以上の通り、本発明によれば、排気管１０２における排気流量が多い場合であっても触媒（例えば、ＳＣＲ触媒３０１）における排気浄化率の低下を抑制することが可能な触媒利用排気浄化装置１００を提供することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１００  触媒利用排気浄化装置
１０１  内燃機関
１０２  排気管
１０３  内燃機関制御装置
１０４  排気温度検出器
２００  ディーゼル微粒子捕集フィルタ装置
２０１  ディーゼル微粒子捕集フィルタ
２０２  排気管燃料噴射器
２０３  触媒
３００  選択触媒還元装置
３０１  ＳＣＲ触媒
３０２  尿素水噴射制御装置
３０３  尿素水噴射器
３０４  触媒
３０５  尿素水貯留槽
３０６  尿素水配管
３０７  尿素水供給ポンプ
３０８  尿素水供給モジュール
３０９  第１の窒素酸化物濃度検出器
３１０  第２の窒素酸化物濃度検出器
３１１  尿素水残量検出器
３１２  尿素水温度検出器
３１３  尿素水品質検出器
３１４  ＳＣＲセンサ
３１５  吸込流路
３１６  供給流路
３１７  回収流路
３１８  温度検出器
３１９  尿素水圧力検出器
３２０  切替弁
３２１  循環流路
３２２  解凍出力調整弁
４００  排気貯蔵装置
４０１  迂回管
４０２  迂回排気流量調整弁
４０３  排気貯蔵容器
【図１】
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