特許ウォッチ

公開番号2025091617
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023206964
出願日2023-12-07
発明の名称排気浄化装置
出願人ボッシュ株式会社
代理人
主分類F01N 3/20 20060101AFI20250612BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】NOxおよびアンモニアの両方に反応するNOxセンサの検出値を用いて、還元触媒下流側のNOx濃度およびアンモニア濃度をそれぞれ決定することが可能な排気浄化装置を提供する。
【解決手段】内燃機関1から延びるとともに、還元触媒20と、第1のNOxセンサ31とが上流側から順に設けられた排出ガス用の流路である主排気管と、前記還元触媒と前記第1のNOxセンサとの間の前記主排気管に設けられた第1開口部14と、前記第1のNOxセンサの下流側の前記排気管に設けられた第2開口部16と、を繋ぐバイパス管12と、を備え、前記バイパス管は、上流側から順にアンモニアスリップ触媒22と、第2のNOxセンサ32と、を有する、排気浄化装置3であって、前記アンモニアスリップ触媒は、前記バイパス管に流れる最大流量のアンモニアを全てNOxに変換可能である、排気浄化装置、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内燃機関（１）から延びるとともに、還元触媒（２０）と、第１のＮＯｘセンサ（３１）とが上流側から順に設けられた排出ガス用の流路である主排気管（１０）と、
前記還元触媒（２０）と前記第１のＮＯｘセンサ（３１）との間の前記主排気管（１０）に設けられた第１開口部（１４）と、前記第１のＮＯｘセンサ（３１）の下流側の前記主排気管（１０）に設けられた第２開口部（１６）と、を繋ぐバイパス管（１２）と、
を備え、
前記バイパス管（１２）は、上流側から順にアンモニアスリップ触媒（２２）と、第２のＮＯｘセンサ（３２）と、を有する、
排気浄化装置（３）であって、
前記アンモニアスリップ触媒（２２）は、前記バイパス管（１２）に流れる最大流量のアンモニアを全てＮＯｘに変換可能である、
排気浄化装置（３）。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
前記排気浄化装置（３）はさらに、制御装置（１００）を備え、
前記制御装置（１００）は前記第１のＮＯｘセンサ（３１）の検出値と、前記第２のＮＯｘセンサ（３２）の検出値とに基づいて、前記還元触媒（２０）から出る排出ガス中のＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度をそれぞれ決定する、
請求項１に記載の排気浄化装置（３）。
【請求項３】
前記排気浄化装置（３）はさらに、前記還元触媒（２０）の上流側に取り付けられ、還元剤を前記主排気管（１０）に供給するための還元剤噴射弁（４２）を備え、
前記制御装置（１００）は算出された前記ＮＯｘ濃度および前記アンモニア濃度に基づいて、前記還元剤噴射弁（４２）から供給する還元剤の量を決定する、
請求項２に記載の排気浄化装置（３）。
【請求項４】
前記バイパス管（１２）の流路断面積は、前記主排気管（１０）の流路断面積よりも小さい、
請求項１～３のいずれか１項に記載の排気浄化装置（３）。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、排出ガス中のＮＯｘを還元反応させる排気浄化装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排出ガス中には、環境に影響を与えるおそれのある窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と称する。）が含まれている。このＮＯｘを浄化するために用いられる排気浄化装置として、排気管に配設された還元触媒の上流側に尿素水溶液等の還元剤を噴射供給し、還元触媒中で排出ガス中のＮＯｘを還元反応させる排気浄化装置が知られている。
【０００３】
このような排気浄化装置では、排気ガス中に含まれるＮＯｘ量に対して還元剤の噴射量が不足すると、ＮＯｘが還元触媒の下流側に流出するおそれがある。一方、還元剤の噴射量が過剰になると、尿素が加水分解して生成されるアンモニアが還元触媒の飽和吸着量を上回り、アンモニアが還元触媒の下流側に流出するおそれがある。
【０００４】
還元剤の噴射量を適切にするためには、還元触媒の下流側にＮＯｘセンサを取付けて、当該ＮＯｘセンサの信号に基づいて還元剤の噴射量を制御することが考えられる。ここで、公知のＮＯｘセンサはＮＯｘおよびアンモニアの両方に反応するので、ＮＯｘセンサの検出値には、ＮＯｘ量に基づく検出値とアンモニア量に基づく検出値とが含まれている。したがって、排出ガス中にＮＯｘおよびアンモニアが含まれる場合に、ＮＯｘセンサの検出値から、ＮＯｘ量およびアンモニア量をそれぞれ決定することはできない。そして、ＮＯｘセンサの検出値に基づいて、還元剤の噴射量を正確に決めることができない。
【０００５】
特許文献１には、ＮＯｘセンサの検出値を用いて尿素水の添加量（還元剤の噴射量）のフィードバック制御を行うことのできる尿素ＳＣＲシステム（排気浄化装置）の制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１８－１００６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された排気浄化装置の制御は、予め行った実験やシミュレーションの結果から導出されたアンモニアの濃度を演算するモデルを利用するものである。したがって、実験で使われた排気浄化装置と実際に用いられる排気浄化装置に差がある場合には、その差は、算出されるアンモニアの濃度に影響し、決定される尿素水の添加量にも影響を及ぼすことになる。また、排気浄化装置の仕様ごとに実験やシミュレーションが必要でありモデルの決定に手間がかかる。また、排気浄化装置の仕様に変更があった場合にはモデルを作り直さなければならない可能性もある。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ＮＯｘおよびアンモニアの両方に反応するＮＯｘセンサの検出値を用いて、かつ、特許文献１に開示されるような演算モデルを使わずに、還元触媒下流側の正確なＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度をそれぞれ決定することが可能な排気浄化装置を提供することである。そして、当該ＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度に基づいて還元剤の噴射量を制御することが可能な排気浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る排気浄化装置は、内燃機関（１）から延びるとともに、還元触媒（２０）と、第１のＮＯｘセンサ（３１）とが上流側から順に設けられた排出ガス用の流路である主排気管（１０）と、
前記還元触媒（２０）と前記第１のＮＯｘセンサ（３１）との間の前記主排気管（１０）に設けられた第１開口部（１４）と、前記第１のＮＯｘセンサ（３１）の下流側の前記主排気管（１０）に設けられた第２開口部（１６）と、を繋ぐバイパス管（１２）と、
を備え、
前記バイパス管（１２）は、上流側から順にアンモニアスリップ触媒（２２）と、第２のＮＯｘセンサ（３２）と、を有する、
排気浄化装置（３）であって、
前記アンモニアスリップ触媒（２２）は、前記バイパス管（１２）に流れる最大流量のアンモニアを全てＮＯｘに変換可能である、
排気浄化装置（３）である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＮＯｘおよびアンモニアの両方に反応するＮＯｘセンサの検出値を用いて、還元触媒下流側の正確なＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度をそれぞれ決定することが可能な排気浄化装置を提供することできる。そして、当該ＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度に基づいて還元剤の噴射量を制御することが可能な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】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許