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WO2006003868A1 - 排気浄化装置 - Google Patents

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WO2006003868A1
WO2006003868A1 PCT/JP2005/011776 JP2005011776W WO2006003868A1 WO 2006003868 A1 WO2006003868 A1 WO 2006003868A1 JP 2005011776 W JP2005011776 W JP 2005011776W WO 2006003868 A1 WO2006003868 A1 WO 2006003868A1
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hot plate
exhaust
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Kiminobu Hirata
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Nissan Diesel Motor Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification apparatus that reduces and purifies nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas using a liquid reducing agent, while preventing precipitation of the reducing agent component (solute) and effectively It is about technology to plan utilization.
  • NOx nitrogen oxides
  • solute precipitation of the reducing agent component
  • Patent Document 1 An exhaust purification device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-27627 (Patent Document 1) has been proposed as a catalyst purification system for removing NOx in engine exhaust.
  • the exhaust purification system is designed to inject NOx and liquid reductant in the exhaust gas by injecting and supplying a liquid reductant according to the engine operating condition to the exhaust upstream of the reduction catalyst installed in the engine exhaust pipe.
  • the catalyst is subjected to a catalytic reduction reaction to purify NOx as a harmless component.
  • the reduction reaction is NO
  • the present invention provides a hot pop having a built-in electric heater.
  • the liquid reducing agent is supplied to the upper surface of the rate, and the electric heater is controlled so that the hot plate temperature is at least equal to or higher than the melting point of the reducing agent component, thereby preventing precipitation of the reducing agent component and effective use thereof.
  • An object of the present invention is to provide an exhaust purification apparatus.
  • an exhaust emission control device is provided in an engine exhaust pipe, and a reduction catalyst that reduces and purifies nitrogen oxides with a liquid reducing agent, and a lower part of the exhaust pipe that is located upstream of the reduction catalyst exhaust A hot plate, an electric heater that heats the hot plate, a reducing agent supply device that supplies a liquid reducing agent to the upper surface of the hot plate, and a control unit or thermostat that controls the operation of the electric heater. It is composed of
  • the liquid reducing agent supplied to the upper surface of the hot plate receives heat from the hot plate heated by the electric heater, and the temperature is equal to or higher than the melting point of the reducing agent component. Raise the temperature. For this reason, since the liquid reducing agent is heated to a temperature higher than the melting point, vaporization and hydrolysis are promoted, and the liquid reducing agent is led to the reduction catalyst while being diffused almost uniformly in the exhaust pipe. On the other hand, the nitrogen oxides in the exhaust gas led to the reduction catalyst through the exhaust pipe are released into the atmosphere as harmless components by the catalytic reduction reaction. Therefore, by actively vaporizing and hydrolyzing the liquid reducing agent supplied to the upper surface of the hot plate, effective use can be achieved while preventing the precipitation of the reducing agent component.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of an exhaust purification apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a detailed explanatory view of a hot plate.
  • FIG. 3 is a flowchart of a control program for controlling the electric heater.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a heater output map.
  • FIG. 5 is a flowchart of a diagnostic program for diagnosing deterioration of the electric heater. Explanation of symbols
  • Figure 1 shows the overall configuration of an exhaust purification system that uses an aqueous urea solution as the liquid reducing agent and purifies NOx in the engine exhaust by a catalytic reduction reaction.
  • An exhaust pipe 14 connected to the exhaust manifold 12 of the engine 10 includes an oxidation catalyst 16 that oxidizes nitric oxide (NO) to nitrogen dioxide (NO) along the exhaust circulation direction, and urine.
  • oxidation catalyst 16 that oxidizes nitric oxide (NO) to nitrogen dioxide (NO) along the exhaust circulation direction, and urine.
  • An addition nozzle 18 that drops or sprays the aqueous solution from above to add downward, a NOx reduction catalyst 20 that reduces and purifies NOx with ammonia obtained by hydrolyzing the urea aqueous solution, and a NOx reduction catalyst 20 And an ammonia acid catalyst 22 that acidifies the ammonia that has passed through the catalyst.
  • the addition nozzle 18 is supplied with a urea aqueous solution from a reducing agent container (not shown) via a reducing agent adding device 26 controlled by a control unit 24 having a built-in computer according to the engine operating state.
  • the reducing agent supply device is configured by the cooperation of the reducing agent container, the addition nozzle 18, the control unit 24, and the reducing agent addition device 26.
  • the exhaust pipe 14 positioned below the addition nozzle 18 receives the urea aqueous solution dropped or injected from the addition nozzle 18 and heats it to a melting point temperature (about 132 ° C) or higher.
  • Hot plate made of metal with excellent thermal conductivity that promotes its vaporization and hydrolysis 2 8 is arranged. As shown in FIG. 2, the hot plate 28 includes a plate temperature sensor 30 and an electric heater 32 for detecting the plate temperature Thp.
  • a rotational speed sensor 34 for detecting the rotational speed Ne of the engine 10 and a load sensor 36 for detecting the engine load Q
  • a reducing agent temperature sensor 38 for detecting the urea aqueous solution temperature Tu supplied from the addition nozzle 18 is provided.
  • the engine load Q intake air flow rate, intake negative pressure, accelerator opening, throttle opening, fuel injection amount, etc. can be used.
  • the signals of the plate temperature sensor 30, the rotation speed sensor 34, the load sensor 36, and the reducing agent temperature sensor 38 are respectively input to the control unit 24 and are electrically heated by a control program stored in the ROM (Read Only Memory). Heater 32 is controlled.
  • FIG. 3 shows the contents of a control program that is repeatedly executed at predetermined time intervals in the control unit 24.
  • step 1 abbreviated as “S1” in the figure, the same applies hereinafter
  • the rotational speed Ne is read from the rotational speed sensor 34.
  • step 2 it is determined whether or not the engine 10 has been started based on the rotational speed Ne, that is, whether or not the rotational speed Ne is greater than 0 (Ne> 0). And if engine 10 starts and goes to step 3 (Yes), engine 10 starts and / or, otherwise NOx in the exhaust does not need to be purified. The process is terminated to avoid excessive energy consumption (No).
  • step 3 the plate temperature Thp of the hot plate 28 is read from the plate temperature sensor 30.
  • step 4 it is determined whether or not the plate temperature Thp is less than a predetermined value T.
  • the predetermined value ⁇ is a temperature slightly higher than the melting point temperature of urea, in other words, at least
  • step 5 if the plate temperature Thp is equal to or higher than the predetermined value T, the step
  • step 9 the urea aqueous solution temperature Tu is read from the reducing agent temperature sensor 38.
  • step 6 the engine load Q is read from the load sensor 36.
  • step 7 the heater output according to the urea aqueous solution temperature Tu, the rotational speed Ne, and the engine load Q is calculated with reference to the heater output map as shown in FIG.
  • the heater output map a heater output capable of generating heat to compensate for the decrease in the plate temperature Thp when the urea aqueous solution is supplied to the hot plate 28 is set.
  • the control load required for the heater output calculation can be kept low.
  • step 8 the electric heater 32 is operated based on the calculated heater output.
  • the electric heater 32 operates when the plate temperature T hp of the hot plate 28 is lower than the predetermined value T, while the plate temperature Thp is higher than the predetermined value T.
  • the rate temperature Thp is at least a predetermined value that is the melting point temperature of urea
  • the urea aqueous solution supplied to the hot plate 28 is reliably and efficiently vaporized and hydrolyzed. Can be decomposed.
  • the exhaust gas of the engine 10 is introduced into the NOx reduction catalyst 20 through the exhaust manifold 12, the exhaust pipe 14, and the oxidation catalyst 16.
  • the urea aqueous solution supplied from the addition nozzle 18 to the upper surface of the hot plate 28 is maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of urea because the plate temperature Thp of the hot plate 28 is maintained above the melting point of urea.
  • NOx reduction catalyst 20 uses ammonia as a reducing agent, and NOx in the exhaust gas is water (H 2 O) and harmless.
  • NOx reduction catalyst 20 NO oxidation into NO by the oxidation catalyst 16 that improves the rate of NO and N in the exhaust.
  • the ratio with O is improved to be suitable for the catalytic reduction reaction.
  • NOx reduction catalyst 20 NOx reduction catalyst 20
  • the excess ammonia is acidified by the ammonia acid catalyst 22 disposed downstream of the exhaust gas, so that it is possible to prevent ammonia that emits a strange odor from being released into the atmosphere as it is.
  • fins and throttles may be provided around the hot plate 28 to promote diffusion of vaporized and hydrolyzed ammonia.
  • the hot plate 28 preferably has a certain heat capacity so that the plate temperature Thp does not easily decrease even when a relatively low temperature urea aqueous solution is supplied. Furthermore, by making the hot plate 28 detachable from the exhaust pipe 14, it is recommended that when urea is precipitated, it should be removed by washing.
  • FIG. 5 shows a diagnostic program that is executed repeatedly in parallel with the control program shown in FIG. 3 for diagnosing deterioration of the electric heater 32.
  • step 11 the rotational speed Ne is read from the rotational speed sensor 34.
  • step 12 it is determined whether or not the engine 10 is started based on the rotational speed Ne. Then, if the engine 10 has been started, the process proceeds to step 13 (Yes), while if the engine 10 has started! /, If not, the process is terminated (No).
  • step 13 the engine load Q is read from the load sensor 36.
  • step 14 it is determined whether the engine 10 is idling based on the rotational speed Ne and the engine load Q. If it is in the idling state, the process proceeds to step 15 (Yes), but if it is not in the idling state, the process ends (No). Whether the engine is idling or not may be determined based on the opening degree of the throttle valve installed in the intake pipe or the output of the idling switch attached to the throttle valve.
  • step 15 it is determined whether or not the idling state has continued for a predetermined time. If the idling state continues for a predetermined time, the process proceeds to step 16 (Yes), while if the idling state does not continue for the predetermined time, the process ends (No).
  • step 16 the plate temperature Thp of the hot plate 28 is read from the plate temperature sensor 30.
  • Step 17 it is determined whether or not the plate temperature Thp is less than a predetermined value T.
  • Step 18 If the plate temperature Thp is less than the predetermined value T, proceed to Step 18 (Yes), Activating a warning device such as a warning light to notify that the sensor 32 has deteriorated. On the other hand, if the plate temperature Thp is equal to or higher than the predetermined value T, the process is terminated (No).
  • the powerful diagnostic program it is possible to indirectly diagnose whether the electric heater 32 built in the hot plate 28 is deteriorated or not through its function. That is, when the engine 10 is in an idling state, the exhaust temperature is lowered, so that the plate temperature Thp of the hot plate 28 is gradually lowered. However, if the deterioration of the electric heater 32 is small, the plate temperature Thp of the hot plate 28 is maintained at a predetermined value T or more by the control program shown in FIG.
  • the plate temperature Thp remains below T even if the idling state continues for a predetermined time.
  • a thermostat that automatically turns off 0 N / OFF at a temperature slightly higher than the melting point of urea may be used instead of software processing by the control unit 24.
  • the present invention is not limited to an exhaust gas purification apparatus that uses an aqueous urea solution as a liquid reducing agent, but can also be applied to those that use gasoline, light oil, alcohol, or the like mainly containing hydrocarbons as a liquid reducing agent. It ’s ugly! /

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Abstract

 エンジン排気管に配設され、尿素水溶液などの液体還元剤によりNOxを還元浄化するNOx還元触媒と、NOx還元触媒の排気上流に位置する排気管の下部に配設されたホットプレートと、ホットプレートに内蔵された電熱ヒータと、ホットプレートの上面に液体還元剤を供給する還元剤添加装置と、ホットプレートのプレート温度が少なくとも還元剤成分の融点温度以上になるように電熱ヒータを制御するコントロールユニット又はサーモスタットと、を含んで排気浄化装置を構成する。そして、ホットプレートの上面に供給された液体還元剤を積極的に気化及び加水分解させることで、還元剤成分の析出を防止しつつ、その有効利用を図る。

Description

排気浄化装置
技術分野
[0001] 本発明は、液体還元剤を用いて排気中の窒素酸ィ匕物 (NOx)を還元浄化する排気 浄ィ匕装置において、還元剤成分 (溶質)の析出を防止しつつ、その有効利用を図る 技術に関する。
背景技術
[0002] エンジン排気中の NOxを除去する触媒浄化システムとして、特開 2000— 27627 号公報 (特許文献 1)に開示された排気浄ィ匕装置が提案されている。カゝかる排気浄ィ匕 装置は、エンジン排気管に配設された還元触媒の排気上流に、エンジン運転状態に 応じた液体還元剤を噴射供給することで、排気中の NOxと液体還元剤とを触媒還元 反応させて、 NOxを無害成分に浄ィ匕処理するものである。ここで、還元反応は、 NO
Xと反応性が良好なアンモニアを用いるもので、液体還元剤としては、排気熱及び排 気中の水蒸気により加水分解してアンモニアを発生する尿素水溶液が用いられる。 特許文献 1:特開 2000— 27627号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] ところで、還元触媒の排気上流に噴射供給された尿素水溶液の一部は、排気管の 内壁に付着することが知られている。排気管は排気熱により高温となっているため、 その内壁に付着した尿素水溶液から水分 (溶媒)が蒸発し、還元剤成分としての尿素 が析出されてしまうことがある。エンジン負荷が高ければ、排気温度の上昇に伴って 排気管温度が尿素の融点以上となり、尿素が溶解して除去される。しかし、アイドリン グ状態のようなエンジン負荷が低い状態が長時間継続すると、排気管温度が尿素の 融点以上まで昇温せず、尿素堆積量が徐々に増力!]してしまう。そして、尿素堆積量 力 Sある程度多くなると排気抵抗が増加し、排気圧力の上昇により燃費及び出力低下 などを来してしまうおそれがあった。
[0004] そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、電熱ヒータを内蔵したホットプ レートの上面に液体還元剤を供給すると共に、ホットプレート温度が少なくとも還元剤 成分の融点以上となるように電熱ヒータを制御することで、還元剤成分の析出を防止 しつつ、その有効利用を図った排気浄ィ匕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
[0005] このため、本発明に係る排気浄化装置は、エンジン排気管に配設され、液体還元 剤により窒素酸化物を還元浄化する還元触媒と、還元触媒の排気上流に位置する 排気管の下部に配設されたホットプレートと、ホットプレートを加熱する電熱ヒータと、 ホットプレートの上面に液体還元剤を供給する還元剤供給装置と、電熱ヒータの作動 を制御するコントロールユニット又はサーモスタットと、を含んで構成されたことを特徴 とする。
発明の効果
[0006] 本発明に係る排気浄化装置によれば、ホットプレートの上面に供給された液体還元 剤は、電熱ヒータにより加熱されているホットプレートから受熱し、その温度が還元剤 成分の融点以上に昇温する。このため、液体還元剤は、融点以上に昇温することか ら、気化及び加水分解が促進され、排気管内に略均等に拡散しつつ還元触媒へと 導かれる。一方、排気管を経て還元触媒へと導かれた排気中の窒素酸化物は、触媒 還元反応により無害成分となって大気中に放出される。従って、ホットプレートの上面 に供給された液体還元剤を積極的に気化及び加水分解させることで、還元剤成分の 析出を防止しつつ、その有効利用を図ることができる。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]図 1は、本発明を適用した排気浄ィ匕装置の一例を示す全体構成図である。
[図 2]図 2は、ホットプレートの詳細説明図である。
[図 3]図 3は、電熱ヒータを制御する制御プログラムのフローチャートである。
[図 4]図 4は、ヒータ出力マップの説明図である。
[図 5]図 5は、電熱ヒータの劣化を診断する診断プログラムのフローチャートである。 符号の説明
[0008] 10 エンジン 14 排気管
18 添加ノズル
20 NOx還元触媒
24 : πン卜ローノレュ-ッ卜
26 還元剤添加装置
28 ホットプレート
30 プレート温度センサ
32 電熱ヒータ
34 回転速度センサ
36 負荷センサ
38 還元剤温度センサ
発明を実施するための最良の形態
[0009] 以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図 1は、液体還元剤として尿素水溶液を使用し、エンジン排気中の NOxを触媒還 元反応により浄化する排気浄化装置の全体構成を示す。
エンジン 10の排気マ-フォールド 12に接続される排気管 14には、排気流通方向 に沿って、一酸化窒素 (NO)を二酸化窒素 (NO )へと酸化させる酸化触媒 16と、尿
2
素水溶液を上方から下方に向けて滴下又は噴射して添加する添加ノズル 18と、尿素 水溶液を加水分解して得られるアンモニアにより NOxを還元浄ィ匕する NOx還元触 媒 20と、 NOx還元触媒 20を通過したアンモニアを酸ィ匕させるアンモニア酸ィ匕触媒 2 2と、が夫々配設される。添加ノズル 18には、図示しない還元剤容器から、コンビユー タを内蔵したコントロールユニット 24により制御される還元剤添加装置 26を介して、 エンジン運転状態に応じた尿素水溶液が供給される。ここで、還元剤容器,添加ノズ ル 18,コントロールユニット 24及び還元剤添加装置 26の協働により、還元剤供給装 置が構成される。
[0010] また、添加ノズル 18の下方に位置する排気管 14には、添加ノズル 18から滴下又は 噴射された尿素水溶液を受け、これを融点温度 (約 132°C)以上に加熱することで、 その気化及び加水分解を促進する、熱伝導性の優れた金属からなるホットプレート 2 8が配設される。ホットプレート 28には、図 2に示すように、そのプレート温度 Thpを検 出するプレート温度センサ 30及び電熱ヒータ 32が夫々内蔵される。
[0011] ホットプレート 28に内蔵された電熱ヒータ 32の制御系として、プレート温度センサ 3 0に加え、エンジン 10の回転速度 Neを検出する回転速度センサ 34と、エンジン負荷 Qを検出する負荷センサ 36と、添加ノズル 18から供給される尿素水溶液温度 Tuを 検出する還元剤温度センサ 38と、が夫々設けられる。ここで、エンジン負荷 Qとして は、吸入空気流量,吸気負圧,アクセル開度,スロットル開度,燃料噴射量などが利 用できる。そして、プレート温度センサ 30,回転速度センサ 34,負荷センサ 36及び 還元剤温度センサ 38の各信号は、コントロールユニット 24に夫々入力され、その RO M (Read Only Memory)に記憶された制御プログラムにより電熱ヒータ 32が制御され る。
[0012] 図 3は、コントロールユニット 24において、所定時間ごとに繰り返し実行される制御 プログラムの内容を示す。
ステップ 1 (図では「S1」と略記する。以下同様)では、回転速度センサ 34から回転 速度 Neを読み込む。
ステップ 2では、回転速度 Neに基づいてエンジン 10が始動しているか否力、即ち、 回転速度 Neが 0より大 (Ne>0)である力否かを判定する。そして、エンジン 10が始 動して ヽればステップ 3へと進む一方 (Yes)、エンジン 10が始動して!/、なければ排 気中の NOxを浄ィ匕する必要がな 、ので、無駄なエネルギ消費などを回避すべく処 理を終了する(No)。
[0013] ステップ 3では、プレート温度センサ 30からホットプレート 28のプレート温度 Thpを 読み込む。
ステップ 4では、プレート温度 Thpが所定値 T未満であるか否かを判定する。ここで
0
、所定値 τとしては、尿素の融点温度より若干高い温度、換言すると、少なくともその
0
融点温度以上とすればよい。そして、プレート温度 Thpが所定値 T未満であれば、ス
0
テツプ 5へと進む (Yes)。一方、プレート温度 Thpが所定値 T以上であれば、ステップ
0
9へと進み(No)、ホットプレート 28の加熱を停止すベぐ電熱ヒータ 32の作動を停止 する。 [0014] ステップ 5では、還元剤温度センサ 38から尿素水溶液温度 Tuを読み込む。
ステップ 6では、負荷センサ 36からエンジン負荷 Qを読み込む。
ステップ 7では、図 4に示すようなヒータ出力マップを参照し、尿素水溶液温度 Tu, 回転速度 Ne及びエンジン負荷 Qに応じたヒータ出力を演算する。ここで、ヒータ出力 マップには、ホットプレート 28に尿素水溶液が供給されるとプレート温度 Thpが低下 することを見越し、これを補うための熱量を発生し得るヒータ出力が設定される。また 、ヒータ出力はヒータ出力マップを参照して演算されるため、ヒータ出力演算に要する 制御負荷を低く抑えることができる。なお、ヒータ出力が離散的に設定されているとき には、制御精度を向上させるベぐ公知の補間技術を活用してその補間演算を行うこ とが望ましい。
[0015] ステップ 8では、演算されたヒータ出力に基づいて電熱ヒータ 32を作動させる。
力かる排気浄ィ匕装置によれば、電熱ヒータ 32は、ホットプレート 28のプレート温度 T hpが所定値 T未満のときには作動する一方、プレート温度 Thpが所定値 T以上のと
0 0 きには停止する。このとき、電熱ヒータ 32は、尿素水溶液温度 Tu,回転速度 Ne及び エンジン負荷 Qに応じたヒータ出力に基づいて作動が制御されるため、ホットプレート 28の上面に比較的低温な尿素水溶液が供給されても、必要最小限のエネルギでプ レート温度 Thpを所定値 T以上に維持することができる。また、ホットプレート 28のプ
0
レート温度 Thpが少なくとも尿素の融点温度である所定値以上となるように、電熱ヒー タ 32の作動が制御されるため、ホットプレート 28に供給された尿素水溶液を確実か つ効率的に気化及び加水分解させることができる。
[0016] そして、エンジン 10の排気は、排気マ-フォールド 12,排気管 14及び酸化触媒 16 を経て、 NOx還元触媒 20へと導入される。一方、添加ノズル 18からホットプレート 28 の上面へと供給された尿素水溶液は、ホットプレート 28のプレート温度 Thpが尿素の 融点以上に維持されていることから、その気化及び加水分解が促進されてアンモ- ァとなり、その排気下流に配設された NOx還元触媒 20へと導入される。 NOx還元触 媒 20では、アンモニアを還元剤として用いて、排気中の NOxが水(H O)及び無害
2
なガス(窒素 Nなど)に還元浄化される。このとき、 NOx還元触媒 20による NOx浄ィ匕
2
率を向上させるベぐ酸化触媒 16により NOが NOへと酸化され、排気中の NOと N Oとの割合が触媒還元反応に適したものに改善される。また、 NOx還元触媒 20を通
2
過したアンモニアは、その排気下流に配設されたアンモニア酸ィ匕触媒 22により酸ィ匕 されるので、異臭を放つアンモニアがそのまま大気中に放出されることを防止できる。
[0017] なお、ホットプレート 28の周囲にフィンや絞りを設け、気化及び加水分解したアンモ ユアの拡散を促進するようにしてもよい。また、ホットプレート 28としては、比較的低温 の尿素水溶液が供給されても、そのプレート温度 Thpが容易に低下しないように、あ る程度の熱容量を持たせることが望ましい。さらに、ホットプレート 28を排気管 14から 取り外し可能な構造とすることで、万一尿素の析出が起こったときに、これを洗浄除 去でさるようにしてちょい。
[0018] 図 5は、電熱ヒータ 32の劣化を診断すベぐ図 3に示す制御プログラムと並列かつ 所定時間ごとに繰り返し実行される診断プログラムを示す。
ステップ 11では、回転速度センサ 34から回転速度 Neを読み込む。
ステップ 12では、回転速度 Neに基づいてエンジン 10が始動しているか否かを判定 する。そして、エンジン 10が始動していればステップ 13へと進む一方 (Yes)、ェンジ ン 10が始動して!/、なければ処理を終了する(No)。
[0019] ステップ 13では、負荷センサ 36からエンジン負荷 Qを読み込む。
ステップ 14では、回転速度 Ne及びエンジン負荷 Qに基づいて、エンジン 10がアイ ドリング状態であるか否かを判定する。そして、アイドリング状態であればステップ 15 へと進む一方 (Yes)、アイドリング状態でなければ処理を終了する (No)。なお、アイ ドリング状態であるか否かは、吸気管に配設されたスロットル弁の開度、又は、これに 併設されたアイドリングスィッチの出力などカゝら判定するようにしてもょ 、。
[0020] ステップ 15では、アイドリング状態が所定時間継続した力否かを判定する。そして、 アイドリング状態が所定時間継続したならばステップ 16へと進む一方 (Yes)、アイドリ ング状態が所定時間継続して 、なければ処理を終了する (No)。
ステップ 16では、プレート温度センサ 30からホットプレート 28のプレート温度 Thpを 読み込む。
[0021] ステップ 17では、プレート温度 Thpが所定値 T未満であるか否かを判定する。そし
0
て、プレート温度 Thpが所定値 T未満であればステップ 18へと進み (Yes)、電熱ヒー タ 32が劣化していることを報知すベぐ警告灯などの報知装置を作動させる。一方、 プレート温度 Thpが所定値 T以上であれば処理を終了する(No)。
0
力かる診断プログラムによれば、ホットプレート 28に内蔵された電熱ヒータ 32が劣 化している力否かを、その機能を介して間接的に診断することができる。即ち、ェンジ ン 10がアイドリング状態となると排気温度が低下するため、ホットプレート 28のプレー ト温度 Thpは徐々に低下する。しかし、電熱ヒータ 32の劣化が少なければ、図 3に示 す制御プログラムにより、ホットプレート 28のプレート温度 Thpが所定値 T以上に維
0 持されるため、アイドリング状態が所定時間継続してもプレート温度 Thpが T未満とな
0 ることはない。このため、アイドリング状態が所定時間継続したときに、ホットプレート 2 8のプレート温度 Thpが所定値 T未満となっていれば、電熱ヒータ 32の劣化により発
0
熱量が減少したと診断することができる。そして、電熱ヒータ 32が劣化したときには、 警告灯などの報知装置によりこれを報知することで、排気浄化装置の点検整備を促 すことができる。
なお、ホットプレート 28のプレート温度 Thpを制御するために、コントロールユニット 24によるソフトウェア的な処理に代えて、尿素の融点より若干高い温度で自動的に 0 N/OFFするサーモスタットを用いるようにしてもよ!、。
また、本発明は、尿素水溶液を液体還元剤として使用する排気浄化装置に限らず 、炭化水素を主成分とするガソリン,軽油,アルコールなどを液体還元剤として使用 するものにも適用可能であることは 、うまでもな!/、。

Claims

請求の範囲
[1] エンジン排気管に配設され、液体還元剤により窒素酸化物を還元浄化する還元触 媒と、
該還元触媒の排気上流に位置する排気管の下部に配設されたホットプレートと、 該ホットプレートを加熱する電熱ヒータと、
前記ホットプレートの上面に液体還元剤を供給する還元剤供給装置と、 前記電熱ヒータの作動を制御するコントロールユニットと、
を含んで構成されたことを特徴とする排気浄化装置。
[2] 前記ホットプレートのプレート温度を検出するプレート温度センサを備え、
前記コントロールユニットは、前記プレート温度センサにより検出されたプレート温 度力 少なくとも、還元剤成分の融点である所定値以上となるように電熱ヒータの作 動を制御することを特徴とする請求項 1記載の排気浄化装置。
[3] 液体還元剤温度を検出する還元剤温度センサと、
エンジン回転速度を検出する回転速度センサと、
エンジン負荷を検出する負荷センサと、
を備え、
前記コントロールユニットは、前記還元剤温度センサ,回転速度センサ及び負荷セ ンサにより夫々検出された液体還元剤温度,エンジン回転速度及びエンジン負荷に 基づいて、前記電熱ヒータの出力を制御することを特徴とする請求項 2記載の排気浄 化装置。
[4] 前記コントロールユニットは、液体還元剤温度,エンジン回転速度及びエンジン負 荷に応じたヒータ出力が設定されたマップを参照して、前記電熱ヒータの出力を演算 することを特徴とする請求項 3記載の排気浄化装置。
[5] 前記コントロールユニットは、エンジンのアイドリング状態が所定時間継続した力否 かを判定し、アイドリング状態が所定時間継続したと判定したときに、前記プレート温 度センサにより検出されたプレート温度が前記所定値未満であれば、前記電熱ヒー タが劣化したと診断することを特徴とする請求項 2記載の排気浄化装置。
[6] 前記コントロールユニットにより電熱ヒータが劣化したと診断されたときに、その旨を 報知する報知装置が備えられたことを特徴とする請求項 5記載の排気浄化装置。
[7] 前記コントロールユニットは、エンジンが始動しているか否かを判定し、エンジンが 始動して!/ヽると判定したときのみ、前記電熱ヒータの作動を制御することを特徴とする 請求項 1記載の排気浄化装置。
[8] 前記ホットプレートの周囲に、フィン又は絞りが設けられたことを特徴とする請求項 1 記載の排気浄化装置。
[9] 前記ホットプレートは、前記排気管力も取り外し可能であることを特徴とする請求項
1記載の排気浄化装置。
[10] エンジン排気管に配設され、液体還元剤により窒素酸化物を還元浄化する還元触 媒と、
該還元触媒の排気上流に位置する排気管の下部に配設されたホットプレートと、 該ホットプレートを加熱する電熱ヒータと、
前記ホットプレートの上面に液体還元剤を供給する還元剤供給装置と、 前記ホットプレートのプレート温度が還元剤成分の融点以上になるように、前記電 熱ヒータの作動を制御するサーモスタットと、
を含んで構成されたことを特徴とする排気浄化装置。
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