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JP2013130073A - Exhaust emission control device and method of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device and method of internal combustion engine Download PDF

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JP2013130073A
JP2013130073A JP2011278519A JP2011278519A JP2013130073A JP 2013130073 A JP2013130073 A JP 2013130073A JP 2011278519 A JP2011278519 A JP 2011278519A JP 2011278519 A JP2011278519 A JP 2011278519A JP 2013130073 A JP2013130073 A JP 2013130073A
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ammonia
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device and method of an internal combustion engine, capable of effectively generating a gaseous reducing agent by properly using a solid reducing agent and liquid reducing agent according to a temperature of exhaust gas, and capable of reducing consumption of fuel.SOLUTION: An exhaust emission control device 3 has a liquid reducing agent supplying means 12 for feeding urea water to an exhaust gas passage 2 and a reducing agent heating supplying means 13 for heating a solid reducing agent 38, generating ammonium, and supplying the ammonium to the exhaust gas passage 2 in the upstream side more than a SCR catalyst 10. The ammonium is generated by heating the solid reducing agent 38 and is supplied into the exhaust gas immediately upstream of the SCR catalyst 10 when a temperature of the exhaust gas is increased to about 200°C or higher. The heating of the solid reducing agent 38 is stopped, the ammonium is generated by supplying the urea water into the exhaust gas in the case the temperature of the exhaust gas becomes not lower than 200°C.

Description

本発明は、内燃機関から排出された排ガスに含まれるNOx(窒素酸化物)を還元触媒により浄化する内燃機関の排ガス浄化装置及び浄化方法に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus and a purification method for an internal combustion engine that purify NOx (nitrogen oxide) contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine with a reduction catalyst.

内燃機関、特にディーゼルエンジンから排出されるNOxを還元する排ガス浄化装置として、例えば、特許文献1には、ディーゼルエンジンの排ガス通路に設けられた還元触媒と、ディーゼルエンジンと還元触媒との間に設けられ、排ガス通路を迂回する迂回流路と、当該迂回流路に設けられた固体還元剤と、を備えた排ガス浄化装置が開示されている。ディーゼルエンジンから排出された排ガスの一部は、迂回流路に流入して当該迂回流路に設けられた固体還元剤を昇華させてアンモニアを発生させた後、当該アンモニアを含み還元触媒内へ流入する。その後、排ガスに含まれるNOxは、還元触媒内でアンモニアによって還元され、窒素及び水となり浄化される。
この排ガス浄化装置は、固体還元剤を加熱して昇華させるヒータ等の固体還元剤加熱手段を備えていないため、排ガスの温度を利用して固体還元剤を昇華させている。したがって、始動時等の排ガスの温度が低い場合に排ガスを通過させても固体還元剤が昇華しないため、NOxを還元できない場合があった。
As an exhaust gas purification device that reduces NOx discharged from an internal combustion engine, particularly a diesel engine, for example, Patent Document 1 discloses a reduction catalyst provided in an exhaust gas passage of a diesel engine, and a diesel engine and a reduction catalyst. In addition, an exhaust gas purification apparatus including a bypass channel that bypasses the exhaust gas channel and a solid reducing agent provided in the bypass channel is disclosed. Part of the exhaust gas discharged from the diesel engine flows into the bypass flow path, sublimates the solid reducing agent provided in the bypass flow path to generate ammonia, and then flows into the reduction catalyst containing the ammonia To do. Thereafter, NOx contained in the exhaust gas is reduced by ammonia in the reduction catalyst, and purified as nitrogen and water.
Since this exhaust gas purifying apparatus does not include a solid reducing agent heating means such as a heater for heating and sublimating the solid reducing agent, the exhaust gas temperature is used to sublimate the solid reducing agent. Therefore, when the temperature of the exhaust gas at the time of starting or the like is low, the NOx may not be reduced because the solid reducing agent does not sublime even if the exhaust gas is allowed to pass through.

そこで、特許文献2には、ディーゼルエンジンの排ガス通路に設けられた還元触媒と、ディーゼルエンジンと還元触媒との間に設けられ、排ガス通路を迂回する迂回流路と、当該迂回流路に設けられた固体還元剤と、当該固体還元剤を加熱して昇華させる固体還元剤加熱手段と、を備えた排ガス浄化装置が開示されている。この排ガス浄化装置は、固体還元剤加熱手段で固体還元剤を常時加熱して昇華させてアンモニアを発生させるものである。即ち排ガスの温度に関わらず、常時アンモニアを発生させることができる。迂回流路を通過した排ガスは、アンモニアを含み還元触媒へ流入する。その後、排ガスに含まれるNOxは、還元触媒内でアンモニアによって還元され、窒素及び水となり浄化される。   Therefore, in Patent Document 2, a reduction catalyst provided in an exhaust gas passage of a diesel engine, a bypass channel provided between the diesel engine and the reduction catalyst, bypassing the exhaust gas channel, and a bypass channel are provided. An exhaust gas purifying apparatus comprising a solid reducing agent and a solid reducing agent heating means for heating and sublimating the solid reducing agent is disclosed. In this exhaust gas purifying apparatus, a solid reducing agent is constantly heated by a solid reducing agent heating means to be sublimated to generate ammonia. That is, ammonia can always be generated regardless of the temperature of the exhaust gas. The exhaust gas that has passed through the bypass flow path contains ammonia and flows into the reduction catalyst. Thereafter, NOx contained in the exhaust gas is reduced by ammonia in the reduction catalyst, and purified as nitrogen and water.

また、特許文献3には、ディーゼルエンジンの排ガス通路に設けられた還元触媒と、還元触媒よりも下流側の排ガス通路に隣接するように配置された固体又は液体還元剤と、還元触媒よりも下流側に設けられ、排ガスの熱を利用して固体又は液体還元剤を加熱するための加熱部と、加熱部の加熱により発生したアンモニアを還元触媒よりも上流側に供給する供給手段と、を備えた排ガス浄化装置が開示されている。この排ガス浄化装置は、加熱部を介して排ガスの熱を固体又は液体還元剤に伝達することで、アンモニアを発生させるものである。アンモニアは、供給手段により排ガス中に供給されて還元触媒へ流入する。その後、排ガスに含まれるNOxは、還元触媒内でアンモニアによって還元され、窒素及び水となり浄化される。   Patent Document 3 discloses a reduction catalyst provided in an exhaust gas passage of a diesel engine, a solid or liquid reducing agent disposed adjacent to an exhaust gas passage downstream of the reduction catalyst, and a downstream of the reduction catalyst. A heating unit for heating the solid or liquid reducing agent using the heat of the exhaust gas, and a supply means for supplying ammonia generated by heating of the heating unit to the upstream side of the reduction catalyst. An exhaust gas purification device is disclosed. This exhaust gas purification device generates ammonia by transmitting heat of exhaust gas to a solid or liquid reducing agent via a heating unit. Ammonia is supplied into the exhaust gas by the supply means and flows into the reduction catalyst. Thereafter, NOx contained in the exhaust gas is reduced by ammonia in the reduction catalyst, and purified as nitrogen and water.

特開2010−65648号公報JP 2010-65648 A 特開2001−159308号公報JP 2001-159308 A 特開2010−138883号公報JP 2010-138883 A

しかしながら、特許文献2に記載の排ガス浄化装置では、固体還元剤加熱手段で固体還元剤を常時加熱するため、固体還元剤加熱手段を稼働させるための燃料の消費量が多くなってしまう。一般的に、固体還元剤加熱手段を稼働させるための燃料は、内燃機関に供給される燃料としても用いられているため、固体還元剤加熱手段で燃料を消費すると、燃費が低下してしまうという問題点があった。さらに、内燃機関の高負荷時等には、排ガスの量が増加するため、必要となる還元剤の量も増加する。したがって、固体還元剤の加熱温度を高くして大量の還元剤を昇華させる必要がある。そこで、固体還元剤加熱手段の加熱出力を増加させると、燃料の消費量も増加するために、燃費が大幅に低下してしまうという問題点があった。
また、特許文献3に記載の排ガス浄化装置では、固体又は液体還元剤が還元触媒よりも下流側に設けられていて排ガスの温度が低いため、気体の還元剤の発生効率が低いという問題点があった。
However, in the exhaust gas purifying apparatus described in Patent Document 2, since the solid reducing agent is constantly heated by the solid reducing agent heating means, the amount of fuel consumed for operating the solid reducing agent heating means increases. In general, the fuel for operating the solid reductant heating means is also used as the fuel supplied to the internal combustion engine. Therefore, if the fuel is consumed by the solid reductant heating means, the fuel consumption is reduced. There was a problem. Furthermore, when the internal combustion engine is under a high load, the amount of exhaust gas increases, so that the amount of reducing agent required also increases. Therefore, it is necessary to sublimate a large amount of reducing agent by increasing the heating temperature of the solid reducing agent. Therefore, when the heating output of the solid reducing agent heating means is increased, the amount of fuel consumed is also increased, so that there is a problem that the fuel consumption is greatly reduced.
Moreover, in the exhaust gas purification apparatus described in Patent Document 3, the solid or liquid reducing agent is provided downstream of the reduction catalyst, and the temperature of the exhaust gas is low, so that the generation efficiency of the gaseous reducing agent is low. there were.

そこで、本発明は、このような問題を解決するものであって、排ガスの温度に応じて固体還元剤及び液体還元剤を使い分けて、効率良く気体の還元剤を発生させることが可能で、且つ燃料の消費を低減する内燃機関の排ガス浄化装置及び浄化方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention solves such a problem, it is possible to generate a gaseous reducing agent efficiently by properly using a solid reducing agent and a liquid reducing agent according to the temperature of exhaust gas, and An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device and a purification method for an internal combustion engine that reduce fuel consumption.

上述した課題を解決する本発明に係る内燃機関の排ガス浄化装置は、内燃機関に接続された排ガス通路に設けられ、排ガスに含まれるNOxを還元する還元触媒と、
固体還元剤を加熱するとともに、当該固体還元剤の加熱により放出された流体還元剤を前記還元触媒よりも上流側の前記排ガス通路に供給する還元剤加熱供給手段と、
液体還元剤を前記還元触媒よりも上流側の前記排ガス通路に供給する液体還元剤供給手段と、
前記排ガス通路内を通過する前記排ガスの温度を計測する温度センサと、
前記温度センサによる計測結果に応じて、前記還元剤加熱供給手段及び前記液体還元剤供給手段の少なくとも何れか一方からの還元剤の供給を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention that solves the above-mentioned problems is provided in an exhaust gas passage connected to the internal combustion engine, and a reduction catalyst that reduces NOx contained in the exhaust gas,
Reducing agent heating and supplying means for heating the solid reducing agent and supplying the fluid reducing agent released by heating the solid reducing agent to the exhaust gas passage upstream of the reduction catalyst;
Liquid reducing agent supply means for supplying the liquid reducing agent to the exhaust gas passage upstream of the reduction catalyst;
A temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas passing through the exhaust gas passage;
Control means for controlling the supply of the reducing agent from at least one of the reducing agent heating supply means and the liquid reducing agent supply means in accordance with the measurement result of the temperature sensor.

上記内燃機関の排ガス浄化装置によれば、還元剤加熱供給手段を備えているため、排ガスの温度にかかわらず、常時、固体還元剤の加熱により放出された流体還元剤を排ガス中に供給することができる。したがって、排ガスの温度が低い低温度領域でも流体還元剤を排ガス中に供給できる。これにより、低温の排ガス中のNOxを還元して浄化するとともに、排ガス通路内のデポジットを抑制することができる。さらに、従来、実施していたポスト噴射等の早期昇温も不要となるため、燃費が向上する。
また、液体還元剤を供給可能な液体還元剤供給手段を備えているため、排ガスの温度が高い高温度領域では、液体還元剤を排ガス中に供給することにより、液体還元剤が加水分解されて気体の還元剤となる。これにより、高温の排ガス中に気体の還元剤を供給することができる。
そして、液体還元剤供給手段を使用する際は、還元剤加熱供給手段を停止することで、還元剤加熱供給手段を駆動するための燃料の消費を低減することができる。特に、還元剤加熱供給手段を加熱させるための燃料が、内燃機関に供給される燃料としても用いられている場合に、還元剤加熱供給手段の燃料の消費量を低減させることで、燃費への影響を低減することができる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, since the reducing agent heating and supplying means is provided, the fluid reducing agent released by heating the solid reducing agent is always supplied into the exhaust gas regardless of the temperature of the exhaust gas. Can do. Therefore, the fluid reducing agent can be supplied into the exhaust gas even in a low temperature range where the temperature of the exhaust gas is low. As a result, NOx in the low temperature exhaust gas can be reduced and purified, and deposits in the exhaust gas passage can be suppressed. In addition, since it is not necessary to quickly raise the temperature, such as post injection, which has been conventionally performed, fuel efficiency is improved.
Further, since the liquid reducing agent supply means capable of supplying the liquid reducing agent is provided, in a high temperature region where the temperature of the exhaust gas is high, the liquid reducing agent is hydrolyzed by supplying the liquid reducing agent into the exhaust gas. It becomes a gaseous reducing agent. Thereby, a gaseous reducing agent can be supplied in high temperature exhaust gas.
And when using a liquid reducing agent supply means, the consumption of the fuel for driving a reducing agent heating supply means can be reduced by stopping a reducing agent heating supply means. In particular, when the fuel for heating the reducing agent heating and supplying means is also used as the fuel supplied to the internal combustion engine, the fuel consumption of the reducing agent heating and supplying means is reduced, thereby reducing the fuel consumption. The influence can be reduced.

また、前記制御手段は、
前記温度センサによる計測結果が、前記液体還元剤が加水分解する加水分解温度未満の場合に、前記還元剤加熱供給手段を制御して前記固体還元剤を加熱して前記流体還元剤を放出させて、
前記温度センサによる計測結果が、前記加水分解温度以上の場合に、前記液体還元剤供給手段を制御して前記液体還元剤を排ガス中に供給してもよい。
The control means includes
When the measurement result by the temperature sensor is lower than the hydrolysis temperature at which the liquid reducing agent is hydrolyzed, the reducing agent heating and supplying means is controlled to heat the solid reducing agent to release the fluid reducing agent. ,
When the measurement result by the temperature sensor is equal to or higher than the hydrolysis temperature, the liquid reducing agent supply means may be controlled to supply the liquid reducing agent into the exhaust gas.

このように、液体還元剤が加水分解する加水分解温度以上の場合に、排ガス中に液体還元剤を供給するため、排ガスの温度を利用して液体還元剤を気体の還元剤にすることができる。これにより、液体還元剤が気化せずに液体のまま還元触媒に流入してしまい、還元剤としての役割を果たさずに液体のまま大気に排出されることを防止できる。   In this way, when the liquid reducing agent is at or above the hydrolysis temperature at which it is hydrolyzed, the liquid reducing agent is supplied into the exhaust gas, so that the temperature of the exhaust gas can be used to make the liquid reducing agent a gaseous reducing agent . As a result, it is possible to prevent the liquid reducing agent from flowing into the reduction catalyst as a liquid without being vaporized and being discharged into the atmosphere as a liquid without serving as a reducing agent.

また、前記液体還元剤を供給する位置と前記還元触媒との間の前記排ガス通路に、前記固体還元剤の加熱により放出された流体還元剤を供給してもよい。   Further, the fluid reducing agent released by heating the solid reducing agent may be supplied to the exhaust gas passage between the position where the liquid reducing agent is supplied and the reduction catalyst.

このように、液体還元剤を供給する位置よりも下流側に、固体還元剤の加熱により放出された流体還元剤を供給するため、流体還元剤と液体還元剤とを排ガス通路内に同時に供給しても、流体還元剤を冷却することがない。   In this way, in order to supply the fluid reducing agent released by heating the solid reducing agent downstream from the position where the liquid reducing agent is supplied, the fluid reducing agent and the liquid reducing agent are simultaneously supplied into the exhaust gas passage. However, the fluid reducing agent is not cooled.

また、前記内燃機関の駆動力によって走行する車両の減速時のブレーキエネルギーを回生して電力を発生させ、当該電力を前記還元剤加熱供給手段に供給する回生電力供給手段を備え、
前記還元剤加熱供給手段は、前記回生電力供給手段により供給された電力にて前記固体還元剤を加熱してもよい。
And regenerative power supply means for regenerating brake energy during deceleration of the vehicle traveling by the driving force of the internal combustion engine to generate electric power and supplying the electric power to the reducing agent heating supply means,
The reducing agent heating and supplying means may heat the solid reducing agent with electric power supplied by the regenerative power supplying means.

このように、回生電力供給手段を備えているため、燃料を消費することなく還元剤加熱供給手段に電力を供給することができる。これにより、燃料の消費量を低減することができる。したがって、燃費への影響を低減することができる。   Thus, since the regenerative electric power supply means is provided, electric power can be supplied to the reducing agent heating supply means without consuming fuel. Thereby, the consumption of fuel can be reduced. Therefore, the influence on fuel consumption can be reduced.

また、前記回生電力供給手段は、前記ブレーキエネルギーから回生電力を発生させる回生発電機と、当該回生発電機により発生させた回生電力を蓄電する回生電力用バッテリと、を備え、
前記回生電力用バッテリから前記還元剤加熱供給手段へ給電してもよい。
Further, the regenerative power supply means includes a regenerative generator that generates regenerative power from the brake energy, and a regenerative power battery that stores regenerative power generated by the regenerative generator,
Electric power may be supplied from the regenerative power battery to the reducing agent heating and supplying means.

このように、回生電力供給手段は、回生発電機と、回生電力用バッテリとを備えているため、回生電力を蓄電することができる。これにより、回生電力を有効に利用することができる。具体的には、還元剤加熱供給手段で固体還元剤を加熱する際に電力を供給することができる。   Thus, since the regenerative power supply means includes the regenerative generator and the regenerative power battery, the regenerative power can be stored. Thereby, regenerative power can be used effectively. Specifically, electric power can be supplied when the solid reducing agent is heated by the reducing agent heating supply means.

また、本発明の浄化方法は、内燃機関に接続された排ガス通路に設けられ、排ガスに含まれるNOxを還元する還元触媒と、固体還元剤を加熱するとともに、当該固体還元剤の加熱により放出された流体還元剤を前記還元触媒よりも上流側の前記排ガス通路に供給する還元剤加熱供給手段と、液体還元剤を前記還元触媒よりも上流側の前記排ガス通路に供給する液体還元剤供給手段と、前記排ガス通路内を通過する前記排ガスの温度を計測する温度センサと、前記温度センサによる計測結果に応じて、前記還元剤加熱供給手段及び前記液体還元剤供給手段の少なくとも何れか一方からの還元剤の供給を制御する制御手段と、を備える内燃機関の排ガス浄化装置を用いた浄化方法であって、
前記温度センサによる計測結果に応じて、前記還元剤加熱供給手段及び前記液体還元剤供給手段の少なくとも何れか一方から還元剤を供給することを特徴とする。
The purification method of the present invention is provided in an exhaust gas passage connected to an internal combustion engine, and heats the reduction catalyst for reducing NOx contained in the exhaust gas and the solid reducing agent, and is released by heating the solid reducing agent. A reducing agent heating / supplying means for supplying the fluid reducing agent to the exhaust gas passage upstream of the reduction catalyst; and a liquid reducing agent supply means for supplying the liquid reducing agent to the exhaust gas passage upstream of the reduction catalyst; A temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas passing through the exhaust gas passage, and reduction from at least one of the reducing agent heating supply means and the liquid reducing agent supply means according to a measurement result by the temperature sensor. A purification method using an exhaust gas purification device of an internal combustion engine comprising a control means for controlling supply of the agent,
A reducing agent is supplied from at least one of the reducing agent heating supply unit and the liquid reducing agent supply unit in accordance with a measurement result by the temperature sensor.

上記浄化方法によれば、排ガスの温度にかかわらず、常時、固体還元剤の加熱により放出された流体還元剤を排ガス中に供給することができる。したがって、排ガスの温度が低い低温度領域でも流体還元剤を排ガス中に供給できる。これにより、低温の排ガス中のNOxを還元して浄化するとともに、排ガス通路内のデポジットを抑制することができる。さらに、従来、実施していたポスト噴射等の早期昇温も不要となるため、燃費が向上する。
また、排ガスの温度が高い高温度領域では、液体還元剤を排ガス中に供給することにより、液体還元剤が加水分解されて気体の還元剤となる。これにより、高温の排ガス中に気体の還元剤を供給することができる。
そして、液体還元剤供給手段を使用する際は、還元剤加熱供給手段を停止することで、還元剤加熱供給手段を駆動するための燃料の消費を低減することができる。特に、還元剤加熱供給手段を加熱させるための燃料が、内燃機関に供給される燃料としても用いられている場合に、還元剤加熱供給手段の燃料の消費量を低減させることで、燃費への影響を低減することができる。
According to the purification method, the fluid reducing agent released by heating the solid reducing agent can be always supplied into the exhaust gas regardless of the temperature of the exhaust gas. Therefore, the fluid reducing agent can be supplied into the exhaust gas even in a low temperature range where the temperature of the exhaust gas is low. As a result, NOx in the low temperature exhaust gas can be reduced and purified, and deposits in the exhaust gas passage can be suppressed. In addition, since it is not necessary to quickly raise the temperature, such as post injection, which has been conventionally performed, fuel efficiency is improved.
In a high temperature range where the temperature of the exhaust gas is high, the liquid reducing agent is hydrolyzed to become a gaseous reducing agent by supplying the liquid reducing agent into the exhaust gas. Thereby, a gaseous reducing agent can be supplied in high temperature exhaust gas.
And when using a liquid reducing agent supply means, the consumption of the fuel for driving a reducing agent heating supply means can be reduced by stopping a reducing agent heating supply means. In particular, when the fuel for heating the reducing agent heating and supplying means is also used as the fuel supplied to the internal combustion engine, the fuel consumption of the reducing agent heating and supplying means is reduced, thereby reducing the fuel consumption. The influence can be reduced.

本発明によれば、排ガスの温度に応じて固体還元剤及び液体還元剤を使い分けて、効率良く気体の還元剤を発生させることが可能で、且つ燃料の消費を低減する内燃機関の排ガス浄化装置及び浄化方法を提供することができる。   According to the present invention, an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine that can generate a gaseous reducing agent efficiently by selectively using a solid reducing agent and a liquid reducing agent according to the temperature of the exhaust gas, and reduces fuel consumption. And a purification method can be provided.

本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the exhaust gas purification apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention. 本実施形態に係る排ガス通路に接続された機器を示す概略図である。It is the schematic which shows the apparatus connected to the exhaust gas path which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンモニア供給制御部とその周辺機器との関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the relationship between the ammonia supply control part which concerns on this embodiment, and its peripheral device. 排ガス浄化装置の排ガス浄化フローを示す図である。It is a figure which shows the exhaust gas purification flow of an exhaust gas purification apparatus. 固体還元剤を加熱する詳細なフローを示す図である。It is a figure which shows the detailed flow which heats a solid reducing agent. 尿送水を噴射する詳細なフローを示す図である。It is a figure which shows the detailed flow which injects urine water supply. 本発明の第二実施形態に係る排ガス浄化装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the exhaust gas purification apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本実施形態に係る還元剤制御手段とその周辺機器との関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the relationship between the reducing agent control means which concerns on this embodiment, and its peripheral device. 回生電力供給手段及び車両の走行系統の一部を抜粋して示す図である。It is a figure which extracts and shows a part of regenerative electric power supply means and the traveling system of a vehicle. コイルヒータを加熱するための加熱機構を説明する図である。It is a figure explaining the heating mechanism for heating a coil heater. 排ガス浄化装置で還元剤を加熱する詳細なフローを示す図である。It is a figure which shows the detailed flow which heats a reducing agent with an exhaust gas purification apparatus.

以下、本発明に係る内燃機関の排ガス浄化装置及び当該排ガス浄化装置を用いた浄化方法について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。また、内燃機関としてディーゼルエンジンを用いた場合について説明するが、これに限定されるものではなく、筒内直接噴射式のリーン・バーン・ガソリンエンジン等にも適用可能である。   Hereinafter, an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine and a purification method using the exhaust gas purification apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following examples are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative. It is just an example. Further, the case where a diesel engine is used as the internal combustion engine will be described, but the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to an in-cylinder direct injection type lean burn gasoline engine or the like.

図1は、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置の構成を示す概略図である。また、図2は、本実施形態に係る排ガス通路に接続された機器を示す概略図である。そして、図3は、本実施形態に係るアンモニア供給制御部とその周辺機器との関係を示す概略図である。
図1〜図3に示すように、ディーゼルエンジン(以下、エンジン1という)の排ガス浄化装置3は、DOC(Diesel Oxidation Catalyst:酸化触媒)6と、DPF(Diesel Particulate Filter:ディーゼルパティキュレートフィルター)8と、SCR(Selective Catalyst Reduction:選択還元触媒)触媒10と、を備え、これらは排ガス通路2に配設されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an exhaust gas purification apparatus according to the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a schematic view showing a device connected to the exhaust gas passage according to the present embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the ammonia supply control unit and its peripheral devices according to this embodiment.
As shown in FIGS. 1 to 3, an exhaust gas purification device 3 of a diesel engine (hereinafter referred to as “engine 1”) includes a DOC (Diesel Oxidation Catalyst) 6 and a DPF (Diesel Particulate Filter) 8. And an SCR (Selective Catalyst Reduction) catalyst 10, which are disposed in the exhaust gas passage 2.

エンジン1は、燃料の噴射時期及び噴射量がECU(Electronic Control Unit、図示しない)によって電子制御されており、かかる噴射時期及び噴射量にてシリンダ毎に設けられた燃料噴射弁5から燃焼室7内に燃料が噴射される。ECUは、図示しないCPU、ROM及びRAMから構成されるマイクロコンピューターを備えている。また、ECUは、エンジン1の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン1の運転状態を制御する。   In the engine 1, the fuel injection timing and the injection amount are electronically controlled by an ECU (Electronic Control Unit, not shown), and the combustion chamber 7 is connected to the fuel injection valve 5 provided for each cylinder at the injection timing and the injection amount. Fuel is injected into the inside. The ECU includes a microcomputer including a CPU, a ROM, and a RAM (not shown). The ECU also controls the operating state of the engine 1 according to the operating conditions of the engine 1 and the driver's request.

排ガス浄化装置3は、後述するアンモニアの供給等を制御するアンモニア供給制御部18と、DOC6に流入する排ガスの温度を計測する第1温度センサ20と、DOC6とDPF8との間に設けられ、DPF8に流入する排ガスの温度を計測する第2温度センサ22と、DPF8の直下流に設けられ、排ガスの温度を計測する第3温度センサ24と、を備えている。
各温度センサ20、22、24は計測結果を電気信号として、アンモニア供給制御部18へ出力する。
The exhaust gas purification device 3 is provided between an ammonia supply control unit 18 that controls supply of ammonia, which will be described later, a first temperature sensor 20 that measures the temperature of exhaust gas flowing into the DOC 6, and the DOC 6 and the DPF 8. A second temperature sensor 22 that measures the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas, and a third temperature sensor 24 that is provided immediately downstream of the DPF 8 and measures the temperature of the exhaust gas.
Each temperature sensor 20, 22, 24 outputs the measurement result as an electrical signal to the ammonia supply controller 18.

また、排ガス通路2には、DPF8の下流側に設けられ、排ガス中に含まれるNOxの濃度を計測する第1NOx濃度センサ28と、当該第1NOx濃度センサ28の下流側に設けられ、排ガス中の酸素濃度を計測する酸素濃度センサ26と、SCR触媒10よりも下流側に設けられ、排ガス中に含まれるNOxの濃度を計測する第2NOx濃度センサ30と、が配設されている。
第1NOx濃度センサ28、第2NOx濃度センサ30、酸素濃度センサ26は、それぞれ計測結果を電気信号としてアンモニア供給制御部18へ出力する。アンモニア供給制御部18は、酸素濃度センサ26による計測結果に基づいて、排ガス中に含まれるアンモニア量を推定する。
Further, the exhaust gas passage 2 is provided on the downstream side of the DPF 8 and is provided on the downstream side of the first NOx concentration sensor 28 for measuring the concentration of NOx contained in the exhaust gas. An oxygen concentration sensor 26 that measures the oxygen concentration and a second NOx concentration sensor 30 that is provided downstream of the SCR catalyst 10 and measures the concentration of NOx contained in the exhaust gas are disposed.
The first NOx concentration sensor 28, the second NOx concentration sensor 30, and the oxygen concentration sensor 26 each output a measurement result as an electric signal to the ammonia supply control unit 18. The ammonia supply control unit 18 estimates the amount of ammonia contained in the exhaust gas based on the measurement result by the oxygen concentration sensor 26.

DOC6では、排ガス中に含まれるNOが酸化されてNOが生成される。DOC6を通過した後のNOを含む排ガスは、続いてDPF8に流入する。DPF8では、排ガス中に含まれるPM(Paticulate Matter:粒子状物質)が捕捉される。DOC6とDPF8は、一つのケース9内に収納されている。DPF8に捕捉されたPM量が所定量を超えたときには、排ガス温度を上昇させてPMを燃焼する。DPF8に入る排ガスの温度は、第2温度センサ22にて計測される。 In Doc6, NO contained in the exhaust gas is oxidized NO 2 is generated. The exhaust gas containing NO 2 after passing through the DOC 6 subsequently flows into the DPF 8. The DPF 8 captures PM (Particulate Matter) contained in the exhaust gas. The DOC 6 and the DPF 8 are accommodated in one case 9. When the amount of PM trapped in the DPF 8 exceeds a predetermined amount, the exhaust gas temperature is raised and PM is burned. The temperature of the exhaust gas entering the DPF 8 is measured by the second temperature sensor 22.

また、排ガス通路2には、尿素水を排ガス通路2に供給する液体還元剤供給手段12と、固体還元剤38を加熱するとともに、当該加熱により放出された気体の還元剤をSCR触媒10よりも上流側の排ガス通路2に供給する還元剤加熱供給手段13と、が配設されている。   Further, in the exhaust gas passage 2, the liquid reducing agent supply means 12 for supplying urea water to the exhaust gas passage 2 and the solid reducing agent 38 are heated, and the gaseous reducing agent released by the heating is supplied from the SCR catalyst 10. A reducing agent heating and supplying means 13 for supplying the exhaust gas passage 2 on the upstream side is disposed.

液体還元剤供給手段12は、DPF8とSCR触媒10との間の排ガス通路2に設けられ、尿素水を噴射する噴射ノズル46と、噴射ノズル46に尿素水を供給するとともに、尿素水の供給量を調整可能な可変機構を有する尿素水供給用ポンプ47と、尿素水を貯留する尿素水タンク48と、を備えている。   The liquid reducing agent supply means 12 is provided in the exhaust gas passage 2 between the DPF 8 and the SCR catalyst 10, and supplies the urea water to the injection nozzle 46, the urea water to the injection nozzle 46, and the supply amount of the urea water. And a urea water supply pump 47 having a variable mechanism capable of adjusting the temperature and a urea water tank 48 for storing urea water.

尿素水供給用ポンプ47の稼働及び停止は、アンモニア供給制御部18により制御される。アンモニア供給制御部18は、第3温度センサ24により計測された排ガスの温度が約200℃未満の場合に尿素水供給用ポンプ47を停止し、排ガスの温度が約200℃以上の場合に尿素水供給用ポンプ47を稼働させる。
一般的に、排ガスの温度が約200℃未満の場合、排ガス中に噴射した尿素水の分解反応が進み難く、アンモニアスリップが生じる場合がある。したがって、アンモニア供給制御部18は、第3温度センサ24により計測された排ガスの温度が約200℃以上の場合、尿素水供給用ポンプ47を稼働させて尿素水を噴射する。
The operation and stop of the urea water supply pump 47 are controlled by the ammonia supply controller 18. The ammonia supply control unit 18 stops the urea water supply pump 47 when the temperature of the exhaust gas measured by the third temperature sensor 24 is less than about 200 ° C., and urea water when the temperature of the exhaust gas is about 200 ° C. or more. The supply pump 47 is operated.
In general, when the temperature of the exhaust gas is less than about 200 ° C., the decomposition reaction of urea water injected into the exhaust gas hardly proceeds, and ammonia slip may occur. Therefore, when the temperature of the exhaust gas measured by the third temperature sensor 24 is about 200 ° C. or higher, the ammonia supply control unit 18 operates the urea water supply pump 47 to inject urea water.

尿素水供給用ポンプ47から供給された尿素水は、噴射ノズル46から排ガス中に噴射される。排ガス中に吹き付けられた尿素水は、加水分解してアンモニアが生じる。このアンモニアを含む排ガスはSCR触媒10に流入する。SCR触媒10では、排ガス中に含まれるNOxがアンモニアによって還元される。そして、NOxを含まない排ガスは、排ガス通路2を通って大気中へ放出される。   The urea water supplied from the urea water supply pump 47 is injected into the exhaust gas from the injection nozzle 46. The urea water sprayed into the exhaust gas is hydrolyzed to produce ammonia. The exhaust gas containing ammonia flows into the SCR catalyst 10. In the SCR catalyst 10, NOx contained in the exhaust gas is reduced by ammonia. The exhaust gas that does not contain NOx is discharged into the atmosphere through the exhaust gas passage 2.

ところで、NOxを還元するために必要なアンモニア量を超えてアンモニアを供給すると、NOxの還元に利用されなかったアンモニアは、アンモニアスリップを生じてしまい、NOxの還元反応に利用されないままSCR触媒10を通過して大気に排出されてしまう場合がある。このため、アンモニア供給制御部18は、第1NOx濃度センサ28による計測結果に基づいて、排ガス中に含まれるNOxを還元するために必要なアンモニア量を算出するとともに、当該アンモニア量を発生させるために必要な尿素水の供給量を算出する。
尿素水の供給量の調整は、アンモニア供給制御部18が尿素水供給用ポンプ47の可変機構を制御することにより実施される。排ガス通路2内に噴射された尿素水は加水分解されてアンモニアになる。
By the way, when ammonia is supplied in excess of the amount of ammonia necessary for reducing NOx, ammonia that has not been used for NOx reduction causes ammonia slip, and the SCR catalyst 10 is not used for NOx reduction reaction. It may pass through and be discharged to the atmosphere. Therefore, the ammonia supply control unit 18 calculates the amount of ammonia necessary for reducing NOx contained in the exhaust gas based on the measurement result by the first NOx concentration sensor 28, and generates the ammonia amount. Calculate the necessary supply amount of urea water.
The adjustment of the urea water supply amount is performed by the ammonia supply control unit 18 controlling the variable mechanism of the urea water supply pump 47. The urea water injected into the exhaust gas passage 2 is hydrolyzed to become ammonia.

また、アンモニア供給制御部18は、酸素濃度センサ26による計測結果に基づいて排ガス中に含まれるアンモニア量を推定し、当該アンモニア量が予め設定された所定範囲内に含まれているか否かを確認する。即ち、尿素水の噴射により発生したアンモニアが所定範囲内に含まれているか否かを確認する。そして、推定したアンモニア量が所定範囲内に含まれていない場合は、アンモニア供給制御部18にて尿素水の供給量を再度、算出する。   Further, the ammonia supply control unit 18 estimates the ammonia amount contained in the exhaust gas based on the measurement result by the oxygen concentration sensor 26, and confirms whether or not the ammonia amount is included in a predetermined range set in advance. To do. That is, it is confirmed whether or not ammonia generated by the urea water injection is included in a predetermined range. If the estimated ammonia amount is not included in the predetermined range, the ammonia supply control unit 18 calculates the urea water supply amount again.

さらに、アンモニア供給制御部18は、第1NOx濃度センサ28及び第2NOx濃度センサ30による計測結果に基づいて、NOx浄化率を算出し、当該NOx浄化率が予め設定された目標浄化率以上か否かを確認する。そして、NOx浄化率が目標浄化率未満の場合は、アンモニア供給制御部18にて尿素水の供給量を再度、算出する。   Further, the ammonia supply control unit 18 calculates the NOx purification rate based on the measurement results by the first NOx concentration sensor 28 and the second NOx concentration sensor 30, and whether or not the NOx purification rate is equal to or higher than a preset target purification rate. Confirm. If the NOx purification rate is less than the target purification rate, the ammonia supply control unit 18 calculates the urea water supply amount again.

アンモニア供給制御部18は、排ガスの温度が約200℃以上の場合に、上述したように、尿素水供給用ポンプ47を稼働させて尿素水を排ガス中に供給する。一方、排ガスの温度が約200℃未満の場合は、尿素水供給用ポンプ47を止めて尿送水の噴射を停止し、還元剤加熱供給手段13からアンモニアを発生させる。   When the temperature of the exhaust gas is about 200 ° C. or higher, the ammonia supply control unit 18 operates the urea water supply pump 47 to supply urea water into the exhaust gas as described above. On the other hand, when the temperature of the exhaust gas is less than about 200 ° C., the urea water supply pump 47 is stopped to stop the injection of urine water supply, and ammonia is generated from the reducing agent heating supply means 13.

還元剤加熱供給手段13は、固体還元剤38を収容するための収納容器34と、固体還元剤38を加熱するコイルヒータ36と、一端が収納容器34に接続され、他端が排ガス通路2に接続された還元剤送給管37と、当該還元剤送給管37に設けられた逆止弁42と、を備えている。   The reducing agent heating and supplying means 13 includes a storage container 34 for storing the solid reducing agent 38, a coil heater 36 for heating the solid reducing agent 38, one end connected to the storage container 34, and the other end to the exhaust gas passage 2. A connected reducing agent feed pipe 37 and a check valve 42 provided in the reducing agent feed pipe 37 are provided.

収納容器34内には、固体還元剤38が収納されている。収納容器34の外周を囲うようにコイルヒータ36が設けられている。このコイルヒータ36で固体還元剤38を加熱することにより、アンモニアを発生させることができる。
コイルヒータ36の稼働及び停止は、アンモニア供給制御部18により制御される。アンモニア供給制御部18は、エンジン1の稼働と同時にコイルヒータ36を稼働させ、第3温度センサ24により計測された排ガスの温度が約200℃以上の場合にコイルヒータ36を停止させる。
A solid reducing agent 38 is stored in the storage container 34. A coil heater 36 is provided so as to surround the outer periphery of the storage container 34. By heating the solid reducing agent 38 with the coil heater 36, ammonia can be generated.
Operation and stop of the coil heater 36 are controlled by the ammonia supply controller 18. The ammonia supply controller 18 operates the coil heater 36 simultaneously with the operation of the engine 1, and stops the coil heater 36 when the temperature of the exhaust gas measured by the third temperature sensor 24 is about 200 ° C. or higher.

固体還元剤38の加熱により放出されるアンモニア量は、加熱温度によって変化する。具体的には、加熱温度が高いほどアンモニア量は増大する。コイルヒータ36の加熱出力は、アンモニア供給制御部18により制御される。アンモニア供給制御部18は、第1NOx濃度センサ28により計測された排ガス中のNOx濃度に基づいて、当該NOxの還元に必要な量のアンモニアが発生するように、コイルヒータ36の加熱出力を算出するとともに、当該加熱出力となるようにコイルヒータ36を調整する。   The amount of ammonia released by heating the solid reducing agent 38 varies depending on the heating temperature. Specifically, the amount of ammonia increases as the heating temperature increases. The heating output of the coil heater 36 is controlled by the ammonia supply controller 18. Based on the NOx concentration in the exhaust gas measured by the first NOx concentration sensor 28, the ammonia supply control unit 18 calculates the heating output of the coil heater 36 so that an amount of ammonia necessary for the reduction of the NOx is generated. At the same time, the coil heater 36 is adjusted to achieve the heating output.

固体還元剤38として、アンモニアを吸着する吸着剤あるいはアンモニアを化学的に含有する錯体を用いることができる。例えば、アンモニアが吸着剤に吸着されている場合、排ガスの熱によって吸着剤からアンモニアが脱離する。また、アンモニアを含む錯体で構成されている場合、排ガスの熱によって錯体が分解または錯体からの昇華によってアンモニアが発生する。   As the solid reducing agent 38, an adsorbent that adsorbs ammonia or a complex that chemically contains ammonia can be used. For example, when ammonia is adsorbed on the adsorbent, the ammonia is desorbed from the adsorbent by the heat of the exhaust gas. In the case of a complex containing ammonia, ammonia is generated by the decomposition of the complex or sublimation from the complex by the heat of the exhaust gas.

逆止弁42は、還元剤送給管37の排ガス通路側端部に設けられている。逆止弁42は、発生したアンモニアを排ガス通路2へ送給し、且つ排ガス通路2から還元剤送給管37内へ排ガスが流入することを防止する機能を有する。   The check valve 42 is provided at the end of the reducing agent supply pipe 37 on the exhaust gas passage side. The check valve 42 has a function of supplying the generated ammonia to the exhaust gas passage 2 and preventing the exhaust gas from flowing into the reducing agent supply pipe 37 from the exhaust gas passage 2.

固体還元剤38の加熱により放出されたアンモニアは、逆止弁42を通過して排ガス通路2に供給される。還元剤送給管37の他端は、尿素水の噴射ノズル46とSCR触媒10との間の排ガス通路2に接続されているため、アンモニアは、噴射ノズル46よりも下流側に供給される。
排ガス通路2内を流れる排ガス中に含まれるアンモニア量は、還元剤送給管37の他端とSCR触媒10との間に配設されている酸素濃度センサ26により計測された酸素濃度により推定される。
Ammonia released by heating the solid reducing agent 38 passes through the check valve 42 and is supplied to the exhaust gas passage 2. Since the other end of the reducing agent supply pipe 37 is connected to the exhaust gas passage 2 between the urea water injection nozzle 46 and the SCR catalyst 10, ammonia is supplied downstream from the injection nozzle 46.
The amount of ammonia contained in the exhaust gas flowing in the exhaust gas passage 2 is estimated by the oxygen concentration measured by the oxygen concentration sensor 26 disposed between the other end of the reducing agent supply pipe 37 and the SCR catalyst 10. The

排ガス通路2内に供給されたアンモニアは排ガスとともにSCR触媒10に流入する。SCR触媒10では、排ガス中に含まれるNOxがアンモニアによって還元される。そして、NOxを含まない排ガスは、排ガス通路2を通って大気中へ放出される。   Ammonia supplied into the exhaust gas passage 2 flows into the SCR catalyst 10 together with the exhaust gas. In the SCR catalyst 10, NOx contained in the exhaust gas is reduced by ammonia. The exhaust gas that does not contain NOx is discharged into the atmosphere through the exhaust gas passage 2.

上述した構成からなる排ガス浄化装置3は、DPF8の直下流の排ガスの温度が約200℃未満の場合、固体還元剤38をコイルヒータ36で加熱してアンモニアを発生させ、当該アンモニアをSCR触媒10の直上流の排ガス中に供給する。係る場合に、尿素水の噴射は行わない。
一方、DPF8の直下流の排ガスの温度が約200℃以上となった場合、コイルヒータ36を停止するとともに、尿素水供給用ポンプ47を稼働して尿素水を排ガス中に供給することにより、アンモニアを発生させ、当該アンモニアをSCR触媒10の直上流の排ガス中に供給する。即ちDPF8の直下流の排ガスの温度が約200℃以上となった場合に、液体還元剤供給手段12のみを稼働させて、コイルヒータ36を停止する。これにより、コイルヒータ36を加熱するための燃料を消費しなくなる。コイルヒータ36を加熱させるための燃料は、エンジン1に供給される燃料としても用いられているため、燃料の消費量を低減させることで、燃費への影響を大幅に低減することができる。なお、エンジン1の高負荷時等に排ガス中に含まれるNOx量が、尿素水を噴射して発生させることが可能な最大アンモニア量よりも多い場合には、コイルヒータ36を併用して固体還元剤38を加熱し、アンモニアを発生させる。
When the temperature of the exhaust gas immediately downstream of the DPF 8 is less than about 200 ° C., the exhaust gas purification apparatus 3 having the above-described configuration generates ammonia by heating the solid reducing agent 38 with the coil heater 36, and the ammonia is generated by the SCR catalyst 10. Supplied into the exhaust gas immediately upstream. In such a case, urea water is not injected.
On the other hand, when the temperature of the exhaust gas immediately downstream of the DPF 8 becomes about 200 ° C. or more, the coil heater 36 is stopped and the urea water supply pump 47 is operated to supply urea water into the exhaust gas. And the ammonia is supplied into the exhaust gas immediately upstream of the SCR catalyst 10. That is, when the temperature of the exhaust gas immediately downstream of the DPF 8 becomes about 200 ° C. or higher, only the liquid reducing agent supply means 12 is operated and the coil heater 36 is stopped. Thereby, the fuel for heating the coil heater 36 is not consumed. Since the fuel for heating the coil heater 36 is also used as the fuel supplied to the engine 1, the fuel consumption can be greatly reduced by reducing the fuel consumption. When the amount of NOx contained in the exhaust gas is larger than the maximum ammonia amount that can be generated by injecting urea water when the engine 1 is under a high load, etc., solid reduction is performed by using the coil heater 36 together. The agent 38 is heated to generate ammonia.

次に、上述した構成からなる排ガス浄化装置3の排ガス浄化フローについて図4を用いて説明する。
図4に示すように、まず、イグニッションスイッチをオンにしてエンジン1を始動させる(ステップS1)。
Next, an exhaust gas purification flow of the exhaust gas purification apparatus 3 having the above-described configuration will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, first, the ignition switch is turned on to start the engine 1 (step S1).

次に、第3温度センサ24にてDPF8直下の排ガスの温度Tを計測する(ステップS2)。続いて、アンモニア供給制御部18は、排ガスの温度Tが尿素水の加水分解可能温度、例えば200℃以上か否かを判定する(ステップS4)。
アンモニア供給制御部18は、ステップS4において、排ガスの温度Tが200℃未満の場合、固体還元剤38を加熱して(ステップS6)、アンモニアを発生させる。
一方、ステップS4において、排ガスの温度Tが200℃以上の場合、アンモニア供給制御部18は排ガス通路2内に尿素水を噴射する(ステップS8)。排ガス中に噴射された尿素水は加水分解されてアンモニアが発生する。発生したアンモニアは排ガスとともにSCR触媒10内に流入する。
なお、エンジン1を連続して稼働させることにより、排ガスの温度Tが200℃未満の状態から200℃以上になった場合には、稼働していたコイルヒータ36を停止し、尿素水を噴射する。
Next, to measure the temperature T 3 of the exhaust gas immediately below DPF8 by the third temperature sensor 24 (step S2). Subsequently, the ammonia supply control unit 18 determines the temperature T 3 of the exhaust gas of the urea water hydrolysable temperature, whether for example 200 ° C. or higher (step S4).
Ammonia supply control unit 18, in step S4, when the temperature T 3 of the exhaust gas is below 200 ° C., by heating the solid reductant 38 (step S6), and to generate ammonia.
On the other hand, in step S4, the temperature T 3 of the exhaust gas is not less than 200 ° C., the ammonia supply control unit 18 injects urea water into the exhaust gas passage 2 (step S8). The urea water injected into the exhaust gas is hydrolyzed to generate ammonia. The generated ammonia flows into the SCR catalyst 10 together with the exhaust gas.
Incidentally, by operating continuously engine 1, if the temperature T 3 of the exhaust gas is equal to or higher than 200 ° C. from the state of less than 200 ° C., stop the coil heater 36 which was running, injects urea water To do.

次に、アンモニア供給制御部18は、排ガス中に含まれるNOx量が、尿素水を噴射して発生させることが可能な最大アンモニア量よりも多いか否かを判定する(ステップS10)。排ガス中に含まれるNOx量は、第1NOx濃度センサ28により計測されたNOx濃度に基づいて算出される。また、最大アンモニア量は、尿素水供給用ポンプ47の供給量を最大とした場合に、排ガス中に供給されるアンモニア量であり、予め設計等により決定されている値である。
ステップS10において、排ガス中に含まれるNOx量が、最大アンモニア量よりも多い場合、還元剤加熱供給手段13も併用する。即ち、固体還元剤38をコイルヒータ36で加熱して(ステップS6)、アンモニアを発生させる。
一方、ステップS10において、排ガス中に含まれるNOx量が、最大アンモニア量以下の場合、液体還元剤供給手段12のみ、即ち尿素水の噴射のみを実施してアンモニアを発生させる。
Next, the ammonia supply control unit 18 determines whether or not the amount of NOx contained in the exhaust gas is larger than the maximum amount of ammonia that can be generated by injecting urea water (step S10). The amount of NOx contained in the exhaust gas is calculated based on the NOx concentration measured by the first NOx concentration sensor 28. The maximum ammonia amount is the ammonia amount supplied into the exhaust gas when the supply amount of the urea water supply pump 47 is maximized, and is a value determined in advance by design or the like.
In step S10, when the amount of NOx contained in the exhaust gas is larger than the maximum ammonia amount, the reducing agent heating and supplying means 13 is also used. That is, the solid reducing agent 38 is heated by the coil heater 36 (step S6) to generate ammonia.
On the other hand, in step S10, when the amount of NOx contained in the exhaust gas is equal to or less than the maximum ammonia amount, only the liquid reducing agent supply means 12, that is, only the injection of urea water is performed to generate ammonia.

次に、固体還元剤38を加熱する詳細なフローについて図5を用いて説明する。
図5に示すように、アンモニア供給制御部18は、まず、コイルヒータ36を稼働させる(ステップS20)。
Next, the detailed flow which heats the solid reducing agent 38 is demonstrated using FIG.
As shown in FIG. 5, the ammonia supply control unit 18 first operates the coil heater 36 (step S20).

次に、第1NOx濃度センサ28にて排ガス中に含まれるNOx濃度Dを計測する(ステップS22)。そして、アンモニア供給制御部18は、NOx濃度Dに基づいて、排ガス中に含まれるNOxを還元するために必要なアンモニア量を算出するとともに、当該アンモニア量を発生させるために必要な固体還元剤38の加熱温度を算出する。続いて、コイルヒータ36が当該加熱温度となるようにコイルヒータ36の加熱出力を調整する(ステップS24)。 Next, the NOx concentration D1 contained in the exhaust gas is measured by the first NOx concentration sensor 28 (step S22). The ammonia supply control unit 18 based on the NOx concentration D 1, to calculate the amount of ammonia required for reducing NOx contained in the exhaust gas, the solid reducing agent required to generate the ammonia amount A heating temperature of 38 is calculated. Subsequently, the heating output of the coil heater 36 is adjusted so that the coil heater 36 reaches the heating temperature (step S24).

次に、酸素濃度センサ26にて排ガス中に含まれる酸素濃度を計測する(ステップS26)。そして、アンモニア供給制御部18は、酸素濃度センサ26による計測結果に基づいて排ガス中に含まれるアンモニア量を推定する。
また、第2NOx濃度センサ30にて排ガス中に含まれるNOx濃度Dを計測する。そして、NOx濃度D及びステップS22にて計測したNOx濃度Dに基づいて、アンモニア供給制御部18はNOx浄化率を算出する。
Next, the oxygen concentration contained in the exhaust gas is measured by the oxygen concentration sensor 26 (step S26). Then, the ammonia supply control unit 18 estimates the amount of ammonia contained in the exhaust gas based on the measurement result by the oxygen concentration sensor 26.
Further, the NOx concentration D2 contained in the exhaust gas is measured by the second NOx concentration sensor 30. Then, based on the NOx concentration D 1 measured by the NOx concentration D 2 and step S22, the ammonia supply control unit 18 calculates the NOx purification ratio.

次に、アンモニア供給制御部18は、排ガス中に含まれるアンモニア量が予め設定された所定範囲内に含まれ、且つ、NOx浄化率が予め設定された目標浄化率以上か否かを判定する(ステップS28)。
そして、排ガス中に含まれるアンモニア量が所定範囲内に無い場合やNOx浄化率が目標浄化率未満の場合、再び、ステップS24にてコイルヒータ36の加熱出力を調整する。
一方、排ガス中に含まれるアンモニア量が所定範囲内で、且つNOx浄化率が目標浄化率以上の場合、再び、ステップ2にて排ガス温度Tを計測する。
Next, the ammonia supply control unit 18 determines whether or not the amount of ammonia contained in the exhaust gas is included in a predetermined range set in advance and the NOx purification rate is equal to or higher than a preset target purification rate ( Step S28).
If the amount of ammonia contained in the exhaust gas is not within the predetermined range or if the NOx purification rate is less than the target purification rate, the heating output of the coil heater 36 is adjusted again in step S24.
On the other hand, the amount of ammonia contained in the exhaust gas within a predetermined range, and the NOx purification rate is not less than the target purification rate, again, to measure the exhaust gas temperature T 3 at Step 2.

次に、尿素水を噴射する詳細なフローについて図6を用いて説明する。
図6に示すように、第1NOx濃度センサ28にて排ガス中に含まれるNOx濃度Dを計測する(ステップS30)。そして、アンモニア供給制御部18は、NOx濃度Dに基づいて、排ガス中に含まれるNOxを還元するために必要な尿素水の供給量を決定する(ステップS32)。
Next, a detailed flow for injecting urea water will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 6, for measuring the NOx concentration D 1 contained in the exhaust gas at a first 1NOx concentration sensor 28 (step S30). The ammonia supply control unit 18 based on the NOx concentration D 1, determines the supply amount of the urea water required for reducing the NOx contained in the exhaust gas (step S32).

次に、アンモニア供給制御部18は、尿素水供給用ポンプ47を稼働させて尿素水を排ガス通路2内に噴射する(ステップS34)。尿素水の供給量の調整は、尿素水供給用ポンプ47の可変機構を制御することにより実施される。排ガス通路2内に噴射された尿素水は加水分解されてアンモニアになる。   Next, the ammonia supply control unit 18 operates the urea water supply pump 47 to inject urea water into the exhaust gas passage 2 (step S34). The adjustment of the urea water supply amount is performed by controlling the variable mechanism of the urea water supply pump 47. The urea water injected into the exhaust gas passage 2 is hydrolyzed to become ammonia.

次に、酸素濃度センサ26及び第2NOx濃度センサ30にて排ガス中に含まれる酸素濃度及びNOx濃度Dをそれぞれ計測する(ステップS36)。そして、アンモニア供給制御部18は、NOx濃度Dに基づいて排ガス中に含まれるアンモニア量を推定する。また、アンモニア供給制御部18は、NOx濃度D及びNOx濃度Dに基づいて、NOx浄化率を算出する。 Next, to measure the oxygen concentration in the oxygen concentration sensor 26 and the 2NOx concentration sensor 30 contained in the exhaust gas and the NOx concentration D 2, respectively (step S36). The ammonia supply control unit 18 estimates the amount of ammonia contained in the exhaust gas based on the NOx concentration D 2. Further, the ammonia supply control unit 18 based on the NOx concentration D 1 and the NOx concentration D 2, and calculates the NOx purification ratio.

次に、アンモニア供給制御部18は、排ガス中に含まれるアンモニア量が予め設定された所定範囲内に含まれ、且つ、NOx浄化率が予め設定された目標浄化率以上か否かを判定する(ステップS38)。
そして、排ガス中に含まれるアンモニア量が所定範囲内に無い場合やNOx浄化率が目標浄化率未満の場合、ステップS32にて尿素水の供給量を算出して決定する。
一方、排ガス中に含まれるアンモニア量が所定範囲内で、且つNOx浄化率が目標浄化率以上の場合、ステップS10にてNOx量と最大アンモニア量とを比較する。
Next, the ammonia supply control unit 18 determines whether or not the amount of ammonia contained in the exhaust gas is included in a predetermined range set in advance and the NOx purification rate is equal to or higher than a preset target purification rate ( Step S38).
When the ammonia amount contained in the exhaust gas is not within the predetermined range or when the NOx purification rate is less than the target purification rate, the supply amount of urea water is calculated and determined in step S32.
On the other hand, when the amount of ammonia contained in the exhaust gas is within the predetermined range and the NOx purification rate is equal to or higher than the target purification rate, the NOx amount and the maximum ammonia amount are compared in step S10.

エンジン1が稼働している間、上述したステップS2からステップS38までを繰り返し実施して、排ガス中にアンモニアを供給し続ける。   While the engine 1 is in operation, the above-described steps S2 to S38 are repeated to continue supplying ammonia into the exhaust gas.

上述したように、本実施形態に係る排ガス浄化装置3によれば、還元剤加熱供給手段13及び液体還元剤供給手段12を備えているため、排ガスの温度にかかわらず、常時、アンモニアを排ガス中に供給することができる。具体的には、還元剤加熱供給手段13を備えているため、排ガスの温度が低い低温度領域、例えば尿素水が加水分解できない約200℃未満でもアンモニアを排ガス中に供給できる。これにより、低温の排ガス中のNOxを還元して浄化するとともに、排ガス通路2内のデポジットを抑制することができる。従って、SCR触媒10によるNOx浄化効率を向上させることができる。さらに、従来、実施していたポスト噴射等の早期昇温も不要となるため、燃費が向上する。
また、液体還元剤供給手段12を備えているため、排ガスの温度が高い高温度領域、例えば尿素水が加水分解可能な約200℃以上では、尿素水を排ガス中に供給することでアンモニアを発生させることができる。そして、液体還元剤供給手段12を使用する際は、還元剤加熱供給手段13を停止することにより、還元剤加熱供給手段13を駆動するための燃料の消費を低減することができる。特に、コイルヒータ36を加熱させるための燃料が、エンジン1に供給される燃料としても用いられている場合に、還元剤加熱供給手段13の燃料の消費量を低減させることで、燃費への影響を低減することができる。
As described above, according to the exhaust gas purifying apparatus 3 according to the present embodiment, since the reducing agent heating supply means 13 and the liquid reducing agent supply means 12 are provided, ammonia is always contained in the exhaust gas regardless of the temperature of the exhaust gas. Can be supplied to. Specifically, since the reducing agent heating and supplying means 13 is provided, ammonia can be supplied into the exhaust gas even in a low temperature region where the temperature of the exhaust gas is low, for example, below about 200 ° C. where urea water cannot be hydrolyzed. Thus, NOx in the low temperature exhaust gas can be reduced and purified, and deposits in the exhaust gas passage 2 can be suppressed. Therefore, the NOx purification efficiency by the SCR catalyst 10 can be improved. In addition, since it is not necessary to quickly raise the temperature, such as post injection, which has been conventionally performed, fuel efficiency is improved.
Further, since the liquid reducing agent supply means 12 is provided, ammonia is generated by supplying urea water into the exhaust gas in a high temperature region where the temperature of the exhaust gas is high, for example, about 200 ° C. or higher where urea water can be hydrolyzed. Can be made. When the liquid reducing agent supply unit 12 is used, the consumption of fuel for driving the reducing agent heating supply unit 13 can be reduced by stopping the reducing agent heating supply unit 13. In particular, when the fuel for heating the coil heater 36 is also used as the fuel supplied to the engine 1, the fuel consumption of the reducing agent heating and supplying means 13 is reduced, thereby affecting the fuel efficiency. Can be reduced.

次に、本発明の第二実施形態について説明する。以下の説明において、上記の実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。第二実施形態の排ガス浄化装置は、回生電力を用いてコイルヒータ36を加熱する機能を有している。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, portions corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and differences are mainly described. The exhaust gas purification apparatus of the second embodiment has a function of heating the coil heater 36 using regenerative power.

図7は、本発明の第二実施形態に係る排ガス浄化装置の構成を示す概略図である。また、図8は、本実施形態に係る還元剤制御手段とその周辺機器との関係を示す概略図である。
図7及び図8に示すように、本実施形態に係る排ガス浄化装置23は、エンジン1のクランクシャフトの回転がベルトを介して伝達されるオルタネータ4と、当該オルタネータ4により発電された電力を蓄電する第1バッテリ43と、第1バッテリ43の電圧を計測する第1電圧計44と、後述する還元剤制御手段16と、を備えている。オルタネータ4の発電により、第1バッテリ43を充電する。第1電圧計44により計測された第1バッテリ43の電圧は、還元剤制御手段16に出力される。
還元剤制御手段16は、アンモニア供給用制御部18と、加熱装置用電力制御部45と、を備えている。加熱装置用電力制御部45は、後述する回生電力供給手段14を制御する。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the exhaust gas purifying apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a schematic view showing the relationship between the reducing agent control means according to the present embodiment and its peripheral devices.
As shown in FIGS. 7 and 8, the exhaust gas purifying apparatus 23 according to the present embodiment stores an alternator 4 in which rotation of the crankshaft of the engine 1 is transmitted via a belt, and stores electric power generated by the alternator 4. A first battery 43 for measuring, a first voltmeter 44 for measuring the voltage of the first battery 43, and a reducing agent control means 16 to be described later. The first battery 43 is charged by the power generation of the alternator 4. The voltage of the first battery 43 measured by the first voltmeter 44 is output to the reducing agent control means 16.
The reducing agent control means 16 includes an ammonia supply control unit 18 and a heating device power control unit 45. The heating device power control unit 45 controls the regenerative power supply means 14 described later.

図9は、回生電力供給手段14及び車両の走行系統の一部を抜粋して示す図である。
図9に示すように、排ガス浄化装置23は、エンジン1の駆動力によって走行する車両の減速時のブレーキエネルギーを回生して電力を発生させ、当該電力をコイルヒータ36に供給する回生電力供給手段14を備えている。
回生電力供給手段14は、ブレーキエネルギーから回生電力を発生させるリターダ32と、当該リターダ32により発生させた回生電力を蓄電する第2バッテリ40と、第2バッテリ40の電圧を計測する第2電圧計41と、を備えている。
リターダ32は、プロペラシャフト11と一体で回転するロータ(図示しない)と、変速機15に固定された電磁石(図示しない)とを備えており、プロペラシャフト11の回転により電力を発生させることができる。加熱装置用電力制御部45は、ブレーキペダルの踏み込みを検知すると、車両の減速時のブレーキエネルギーを回生してリターダ32により電力を発生させる。発生した回生電力は第2バッテリ40に蓄電される。また、第2電圧計41により計測された第2バッテリ40の電圧は、還元剤制御手段16に出力される。
FIG. 9 is a diagram showing a part of the regenerative power supply means 14 and a part of the vehicle traveling system.
As shown in FIG. 9, the exhaust gas purifying device 23 regenerates brake energy at the time of deceleration of the vehicle traveling by the driving force of the engine 1 to generate electric power and supplies the electric power to the coil heater 36. 14 is provided.
The regenerative power supply means 14 includes a retarder 32 that generates regenerative power from brake energy, a second battery 40 that stores regenerative power generated by the retarder 32, and a second voltmeter that measures the voltage of the second battery 40. 41.
The retarder 32 includes a rotor (not shown) that rotates integrally with the propeller shaft 11 and an electromagnet (not shown) fixed to the transmission 15, and can generate electric power by the rotation of the propeller shaft 11. . When detecting the depression of the brake pedal, the heating device power control unit 45 regenerates brake energy when the vehicle is decelerated and causes the retarder 32 to generate electric power. The generated regenerative power is stored in the second battery 40. Further, the voltage of the second battery 40 measured by the second voltmeter 41 is output to the reducing agent control means 16.

図10は、コイルヒータ36を加熱する加熱機構を説明する図である。
図10に示すように、第2電圧計41にて計測された第2バッテリ40の電圧が所定電圧よりも大きい場合(通常時)は、バッテリ切替スイッチ50を第2バッテリ40側に接続して、第2バッテリ40からの電力をコイルヒータ36に供給する。
一方、第2電圧計41にて計測された第2バッテリ40の電圧が所定電圧よりも低くてコイルヒータ36を加熱することができない場合には、バッテリ切替スイッチ50を第1バッテリ43側に接続して、第1バッテリ43からコイルヒータ36に電力を供給する。バッテリ切替スイッチ50の切り替えは、加熱装置用電力制御部45にて制御される。
FIG. 10 is a diagram illustrating a heating mechanism that heats the coil heater 36.
As shown in FIG. 10, when the voltage of the second battery 40 measured by the second voltmeter 41 is larger than a predetermined voltage (normal time), the battery changeover switch 50 is connected to the second battery 40 side. The electric power from the second battery 40 is supplied to the coil heater 36.
On the other hand, when the voltage of the second battery 40 measured by the second voltmeter 41 is lower than the predetermined voltage and the coil heater 36 cannot be heated, the battery changeover switch 50 is connected to the first battery 43 side. Then, electric power is supplied from the first battery 43 to the coil heater 36. Switching of the battery selector switch 50 is controlled by the heating device power control unit 45.

第1バッテリ43から電力を供給しているとき、加熱装置用電力制御部45は、第2バッテリ40の電圧を定期的に計測しており、第2バッテリ40が車両の減速時に得られる回生電力により充電されて、第2バッテリ40の電圧が所定電圧よりも大きくなった場合、バッテリ切替スイッチ50を操作して第2バッテリ40からの電力をコイルヒータ36に供給する。   When power is supplied from the first battery 43, the heating device power control unit 45 periodically measures the voltage of the second battery 40, and the regenerative power obtained when the second battery 40 is decelerated. When the voltage of the second battery 40 becomes larger than the predetermined voltage, the battery changeover switch 50 is operated to supply the electric power from the second battery 40 to the coil heater 36.

次に、上述した構成からなる排ガス浄化装置23で固体還元剤38を加熱する詳細なフローについて図11を用いて説明する。
図11に示すように、まず、第一実施形態と同様に、ステップS20からステップS28までを実施する。
次に、第2電圧計41にて第2バッテリ40の電圧Vを計測する(ステップS42)。
続いて、加熱装置用電力制御部45は、第2バッテリ40の電圧Vが所定電圧よりも大きいか否かを判定する(ステップS44)。
そして、第2バッテリ40の電圧Vが所定電圧よりも大きい場合、バッテリ切替スイッチ50を操作して第2バッテリ40側に接続する(ステップS46)。そして、第2バッテリ40からの電力をコイルヒータ36に供給する(ステップS48)。
一方、第2バッテリ40の電圧Vが所定電圧以下の場合、バッテリ切替スイッチ50を操作して第1バッテリ43側に接続する(ステップS50)。そして、第1バッテリ43からの電力をコイルヒータ36に供給する(ステップS52)。
Next, the detailed flow which heats the solid reducing agent 38 with the exhaust gas purification apparatus 23 which consists of the structure mentioned above is demonstrated using FIG.
As shown in FIG. 11, first, similarly to the first embodiment, steps S20 to S28 are performed.
Next, to measure the voltage V 2 of the second battery 40 at a second voltmeter 41 (step S42).
Subsequently, a heating device for a power control unit 45 determines the voltage V 2 of the second battery 40 whether greater than the predetermined voltage (step S44).
Then, when the voltage V 2 of the second battery 40 is greater than a predetermined voltage, it is connected to the second battery 40 side by operating the battery switching switch 50 (step S46). And the electric power from the 2nd battery 40 is supplied to the coil heater 36 (step S48).
On the other hand, the voltage V 2 of the second battery 40 may less than the predetermined voltage, is connected to the first battery 43 side by operating the battery switching switch 50 (step S50). And the electric power from the 1st battery 43 is supplied to the coil heater 36 (step S52).

上述したように、本実施形態に係る排ガス浄化装置23によれば、回生電力供給手段14を備えているため、燃料を消費することなくコイルヒータ36に電力を供給することができる。これにより、燃料の消費量を低減することができる。したがって、燃費への影響を低減することができる。
また、回生電力供給手段14は、リターダ32と、第2バッテリ40とを備えることで、回生電力を蓄電することができる。これにより、回生電力を有効に利用することができる。さらに、排ガス浄化装置23によれば、第一実施形態で説明した効果も得ることができる。
As described above, according to the exhaust gas purifying apparatus 23 according to the present embodiment, since the regenerative power supply means 14 is provided, it is possible to supply power to the coil heater 36 without consuming fuel. Thereby, the consumption of fuel can be reduced. Therefore, the influence on fuel consumption can be reduced.
Further, the regenerative power supply means 14 includes the retarder 32 and the second battery 40, and can store regenerative power. Thereby, regenerative power can be used effectively. Furthermore, according to the exhaust gas purification apparatus 23, the effect demonstrated by 1st embodiment can also be acquired.

1 エンジン
2 排ガス通路
3 排ガス浄化装置
4 オルタネータ
5 燃料噴射弁
6 DOC
7 燃焼室
8 DPF
9 ケース
10 SCR触媒
11 プロペラシャフト
12 液体還元剤供給手段
13 還元剤加熱供給手段
14 回生電力供給手段
15 変速機
16 還元剤制御手段
18 アンモニア供給制御部
20 第1温度センサ
22 第2温度センサ
23 排ガス浄化装置
24 第3温度センサ
26 酸素濃度センサ
28 第1NOx濃度センサ
30 第2NOx濃度センサ
32 リターダ
34 収納容器
36 コイルヒータ
37 還元剤送給管
38 固体還元剤
40 第2バッテリ
41 第2電圧計
42 逆止弁
43 第1バッテリ
44 第1電圧計
45 加熱装置用電力制御部
46 噴射ノズル
47 尿素水供給用ポンプ
48 尿素水タンク
50 バッテリ切替スイッチ
1 Engine 2 Exhaust gas passage 3 Exhaust gas purification device 4 Alternator 5 Fuel injection valve 6 DOC
7 Combustion chamber 8 DPF
9 Case 10 SCR catalyst 11 Propeller shaft 12 Liquid reducing agent supply means 13 Reducing agent heating supply means 14 Regenerative power supply means 15 Transmission 16 Reducing agent control means 18 Ammonia supply control unit 20 First temperature sensor 22 Second temperature sensor 23 Exhaust gas Purifying device 24 Third temperature sensor 26 Oxygen concentration sensor 28 First NOx concentration sensor 30 Second NOx concentration sensor 32 Retarder 34 Storage container 36 Coil heater 37 Reductant feed pipe 38 Solid reductant 40 Second battery 41 Second voltmeter 42 Reverse Stop valve 43 First battery 44 First voltmeter 45 Electric power control unit 46 for heating device Injection nozzle 47 Pump for urea water supply 48 Urea water tank 50 Battery switch

Claims (6)

内燃機関に接続された排ガス通路に設けられ、排ガスに含まれるNOxを還元する還元触媒と、
固体還元剤を加熱するとともに、当該固体還元剤の加熱により放出された流体還元剤を前記還元触媒よりも上流側の前記排ガス通路に供給する還元剤加熱供給手段と、
液体還元剤を前記還元触媒よりも上流側の前記排ガス通路に供給する液体還元剤供給手段と、
前記排ガス通路内を通過する前記排ガスの温度を計測する温度センサと、
前記温度センサによる計測結果に応じて、前記還元剤加熱供給手段及び前記液体還元剤供給手段の少なくとも何れか一方からの還元剤の供給を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。
A reduction catalyst provided in an exhaust gas passage connected to the internal combustion engine for reducing NOx contained in the exhaust gas;
Reducing agent heating and supplying means for heating the solid reducing agent and supplying the fluid reducing agent released by heating the solid reducing agent to the exhaust gas passage upstream of the reduction catalyst;
Liquid reducing agent supply means for supplying the liquid reducing agent to the exhaust gas passage upstream of the reduction catalyst;
A temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas passing through the exhaust gas passage;
An internal combustion engine comprising: control means for controlling supply of the reducing agent from at least one of the reducing agent heating supply means and the liquid reducing agent supply means in accordance with a measurement result of the temperature sensor. Exhaust gas purification equipment.
前記制御手段は、
前記温度センサによる計測結果が、前記液体還元剤が加水分解する加水分解温度未満の場合に、前記還元剤加熱供給手段を制御して前記固体還元剤を加熱して前記流体還元剤を放出させて、
前記温度センサによる計測結果が、前記加水分解温度以上の場合に、前記液体還元剤供給手段を制御して前記液体還元剤を排ガス中に供給することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
The control means includes
When the measurement result by the temperature sensor is lower than the hydrolysis temperature at which the liquid reducing agent is hydrolyzed, the reducing agent heating and supplying means is controlled to heat the solid reducing agent to release the fluid reducing agent. ,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein when the measurement result by the temperature sensor is equal to or higher than the hydrolysis temperature, the liquid reducing agent supply means is controlled to supply the liquid reducing agent into the exhaust gas. Exhaust gas purification equipment.
前記液体還元剤を供給する位置と前記還元触媒との間の前記排ガス通路に、前記固体還元剤の加熱により放出された流体還元剤を供給することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。   The fluid reducing agent released by heating the solid reducing agent is supplied to the exhaust gas passage between the position where the liquid reducing agent is supplied and the reduction catalyst. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine. 前記内燃機関の駆動力によって走行する車両の減速時のブレーキエネルギーを回生して電力を発生させ、当該電力を前記還元剤加熱供給手段に供給する回生電力供給手段を備え、
前記還元剤加熱供給手段は、前記回生電力供給手段により供給された電力にて前記固体還元剤を加熱することを特徴とする請求項1〜3のうち何れか一項に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
Regenerative power supply means for regenerating brake energy at the time of deceleration of the vehicle traveling by the driving force of the internal combustion engine to generate electric power, and supplying the electric power to the reducing agent heating supply means,
The exhaust gas of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the reducing agent heating and supplying means heats the solid reducing agent with electric power supplied from the regenerative power supplying means. Purification equipment.
前記回生電力供給手段は、前記ブレーキエネルギーから回生電力を発生させる回生発電機と、当該回生発電機により発生させた回生電力を蓄電する回生電力用バッテリと、を備え、
前記回生電力用バッテリから前記還元剤加熱供給手段へ給電することを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
The regenerative power supply means includes a regenerative generator that generates regenerative power from the brake energy, and a regenerative power battery that stores regenerative power generated by the regenerative generator,
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein power is supplied from the regenerative power battery to the reducing agent heating and supplying means.
内燃機関に接続された排ガス通路に設けられ、排ガスに含まれるNOxを還元する還元触媒と、固体還元剤を加熱するとともに、当該固体還元剤の加熱により放出された流体還元剤を前記還元触媒よりも上流側の前記排ガス通路に供給する還元剤加熱供給手段と、液体還元剤を前記還元触媒よりも上流側の前記排ガス通路に供給する液体還元剤供給手段と、前記排ガス通路内を通過する前記排ガスの温度を計測する温度センサと、前記温度センサによる計測結果に応じて、前記還元剤加熱供給手段及び前記液体還元剤供給手段の少なくとも何れか一方からの還元剤の供給を制御する制御手段と、を備える内燃機関の排ガス浄化装置を用いた浄化方法であって、
前記温度センサによる計測結果に応じて、前記還元剤加熱供給手段及び前記液体還元剤供給手段の少なくとも何れか一方から還元剤を供給することを特徴とする浄化方法。
A reduction catalyst that is provided in an exhaust gas passage connected to the internal combustion engine and that reduces NOx contained in the exhaust gas, heats the solid reducing agent, and releases the fluid reducing agent released by heating the solid reducing agent from the reduction catalyst. A reductant heating supply means for supplying the exhaust gas passage on the upstream side, a liquid reductant supply means for supplying the liquid reductant to the exhaust gas passage on the upstream side of the reduction catalyst, and the gas passing through the exhaust gas passage. A temperature sensor that measures the temperature of the exhaust gas; and a control unit that controls supply of the reducing agent from at least one of the reducing agent heating supply unit and the liquid reducing agent supply unit according to a measurement result of the temperature sensor. A purification method using an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine comprising:
A purification method, wherein a reducing agent is supplied from at least one of the reducing agent heating supply means and the liquid reducing agent supply means in accordance with a measurement result by the temperature sensor.
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