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公開番号2024154759
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023068785
出願日2023-04-19
発明の名称排ガス浄化装置
出願人株式会社SUBARU
代理人個人
主分類F02M 26/30 20160101AFI20241024BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】酸性の凝縮水による排ガス再循環装置の構成部品の腐食を防止でき、かつ、NOx吸蔵触媒から発生するアンモニアの大気への放出を防止することが可能な排ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】排ガス浄化装置1は、NOx吸蔵触媒202の下流側に配設され、排ガス中の水分から生成される凝縮水を捕集するとともに、該凝縮水にNOx吸蔵触媒202において発生するアンモニアを溶解させてアンモニア水を生成するアンモニア水生成部45と、アンモニア水生成部45とEGRクーラ43とを連通する第1配管471に介装され、生成されたアンモニア水をEGRクーラ43に供給する第1ポンプ481及び開閉バルブ49とを備え、ECU50が、エンジン始動時に、第1ポンプ481を駆動するとともに開閉バルブ49を開弁して、生成されたアンモニア水をEGRクーラ43に供給し、EGRクーラ43の底部に貯留されている凝縮水に混入する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
エンジンの排気系に配設され、リーン運転時に排ガス中のＮＯｘを吸蔵し、所定の条件で空燃比が一時的にリッチ化されたときに、吸蔵しているＮＯｘをＮ
２
に還元するＮＯｘ吸蔵触媒と、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒の上流側において前記エンジンの排気系に接続され、前記エンジンの排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ配管と、該ＥＧＲ配管に介装され、該ＥＧＲ配管を通して前記エンジンの吸気系に再循環される排ガスを冷媒との熱交換により冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲクーラの下流側において前記ＥＧＲ配管に介装され、再循環される排ガスの量を調節するＥＧＲバルブと、を有し、前記エンジンから排出される排ガスの一部を前記エンジンの吸気系に再循環させる排ガス再循環装置と、
前記ＮＯｘ吸蔵触媒の下流側に配設され、排ガス中の水分から生成される凝縮水を捕集するとともに、該凝縮水に前記ＮＯｘ吸蔵触媒において発生するアンモニアを溶解させてアンモニア水を生成するアンモニア水生成部と、
前記アンモニア水生成部と前記ＥＧＲクーラとを連通する第１配管に介装され、前記アンモニア水生成部により生成されたアンモニア水を前記ＥＧＲクーラに供給する供給手段と、
前記エンジンの混合気の空燃比を制御するとともに、前記供給手段の駆動を制御するコントロールユニットと、を備え、
前記ＥＧＲクーラは、底部に凝縮水を貯留可能に構成されており、
前記コントロールユニットは、エンジン始動時に、前記供給手段を駆動して、前記アンモニア水生成部により生成されたアンモニア水を前記ＥＧＲクーラに供給し、前記ＥＧＲクーラの底部に貯留されている凝縮水に混入する
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記供給手段は、
前記第１配管に介装され、前記アンモニア水生成部により生成されたアンモニア水を昇圧して前記ＥＧＲクーラへ圧送する第１ポンプと、
前記第１ポンプの下流側において前記第１配管に介装され、前記第１配管を開閉する開閉バルブと、を有して構成されており、
前記コントロールユニットは、エンジン始動時に、前記第１ポンプを駆動するとともに、前記開閉バルブを開弁することを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記アンモニア水生成部と、前記エンジンの排気系の前記アンモニア生成部との接続箇所よりも下流側とを連通する第２配管に介装され、前記アンモニア水生成部内を負圧にして排ガスを吸引する第２ポンプを備え、
前記コントロールユニットは、空燃比をリッチ化して前記ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元する際に、前記第２ポンプを駆動して、前記ＮＯｘ吸蔵触媒において発生するアンモニアを、前記アンモニア水生成部内の凝縮水に通してアンモニア水を生成することを特徴とする請求項２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記コントロールユニットは、前記第１ポンプを駆動するとともに前記開閉バルブを開弁した後、アンモニア水を所定量供給した場合、又は、開弁後所定時間が経過した場合に、前記開閉バルブを閉弁するとともに、前記第１ポンプの駆動を停止することを特徴とする請求項３に記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記ＥＧＲクーラの内部には、再循環される排ガスを、アンモニア水が混入された凝縮水の中を通すように仕切り板が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の排ガス浄化装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＯｘ吸蔵触媒と排ガス再循環装置とを備え、エンジンから排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンから排出されるＮＯｘ（窒素酸化物）の低減を図るために、ＮＯｘ吸蔵触媒（ＬＮＴ（ＬｅａｎＮＯｘＴｒａｐ）触媒）と、エンジンから排出された排ガスの一部を吸気通路（吸気系）に再循環させる排ガス再循環装置（ＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置）とを備えたエンジンが開示されている。
【０００３】
例えば、特許文献１の排ガス再循環装置は、エンジンの排気系と吸気系とを接続するＥＧＲ配管と、該ＥＧＲ配管に設けられＥＧＲガスの供給量を制御するＥＧＲバルブと、ＥＧＲ配管の排気系とＥＧＲバルブとの間に設けられＥＧＲガスの圧力を検出するＥＧＲ圧力センサとを備え、吸気マニホールド内の圧力およびＥＧＲガスの圧力に基づいてＥＧＲバルブの前後の圧力差を算出し、該ＥＧＲバルブ前後の圧力差に基づき、目標とするＥＧＲガス量が流れるように、ＥＧＲバルブの開度を制御する。
【０００４】
また、ＮＯｘ吸蔵触媒（ＬＮＴ触媒）は、通常運転時（リーン運転時）にＮＯｘを吸蔵し、所定の条件が満足されたときに（所定のタイミングで）実行されるリッチパージ（すなわち、燃料噴射量の増大による空燃比の一時的なリッチ化）により、排ガス中の酸素（Ｏ
２
）を減少させる一方、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）等を増加させ、吸蔵したＮＯｘと反応させてＮ
２
に還元する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－６７１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、エンジンの排ガス中には、ガソリン等の燃焼により生じた水分（水蒸気）が多く含まれており、排ガス中の水分（水蒸気）が凝縮して凝縮水が生成される。そして、その凝縮水に排ガス中のＮＯｘ（ＮＯ２等）が溶解することで硝酸等の酸性の凝縮水が生成され、その酸性の凝縮水により、排ガス再循環装置の構成部品、例えば、ＥＧＲ圧力センサ（特に配線等の金属部分）やＥＧＲクーラ等が腐食することがある。
【０００７】
また、ＮＯｘ吸蔵触媒では、リッチパージ時、すなわち、ＮＯｘをリッチガスで還元する際に、過還元により（副生成物として）アンモニアが生成される（発生する）。しかしながら、アンモニアは特有の刺激臭を持つ物質であることから、アンモニアの大気（外気）への放出（排出）は防止したいという要望がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、排ガス中の水分（水蒸気）が凝縮して生成される凝縮水に排ガス中のＮＯｘ（ＮＯ２等）が溶解することで生成される硝酸等の酸性の凝縮水による排ガス再循環装置の構成部品（例えばＥＧＲ圧力センサやＥＧＲクーラ等）の腐食を防止でき、かつ、ＮＯｘ吸蔵触媒から発生するアンモニアの大気への放出を防止することが可能な排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る排ガス浄化装置は、エンジンの排気系に配設され、リーン運転時に排ガス中のＮＯｘを吸蔵し、所定の条件で空燃比が一時的にリッチ化されたときに、吸蔵しているＮＯｘをＮ
２
に還元するＮＯｘ吸蔵触媒と、ＮＯｘ吸蔵触媒の上流側においてエンジンの排気系に接続され、エンジンの排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ配管、該ＥＧＲ配管に介装され、該ＥＧＲ配管を通してエンジンの吸気系に再循環される排ガスを冷媒との熱交換により冷却するＥＧＲクーラ、及び、ＥＧＲクーラの下流側においてＥＧＲ配管に介装され、再循環される排ガスの量を調節するＥＧＲバルブを有し、エンジンから排出される排ガスの一部をエンジンの吸気系に再循環させる排ガス再循環装置と、ＮＯｘ吸蔵触媒の下流側に配設され、排ガス中の水分から生成される凝縮水を捕集するとともに、該凝縮水にＮＯｘ吸蔵触媒において発生するアンモニアを溶解させてアンモニア水を生成するアンモニア水生成部と、アンモニア水生成部とＥＧＲクーラとを連通する第１配管に介装され、アンモニア水生成部により生成されたアンモニア水をＥＧＲクーラに供給する供給手段と、エンジンの混合気の空燃比を制御するとともに、供給手段の駆動を制御するコントロールユニットとを備え、ＥＧＲクーラが、底部に凝縮水を貯留可能に構成されており、コントロールユニットが、エンジン始動時に、供給手段を駆動して、アンモニア水生成部により生成されたアンモニア水をＥＧＲクーラに供給し、ＥＧＲクーラの底部に貯留されている凝縮水に混入することを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様に係る排ガス浄化装置によれば、ＮＯｘ吸蔵触媒の下流側に配設され、排ガス中の水分から生成される凝縮水を捕集するとともに、該凝縮水にＮＯｘ吸蔵触媒において発生するアンモニアを溶解させてアンモニア水を生成するアンモニア水生成部と、アンモニア水生成部とＥＧＲクーラとを連通する第１配管に介装され、アンモニア水生成部により生成されたアンモニア水をＥＧＲクーラに供給する供給手段とを備え、エンジン始動時に、供給手段が駆動されて、アンモニア水生成部により生成されたアンモニア水がＥＧＲクーラに供給され、ＥＧＲクーラの底部に貯留されている凝縮水に混入される。そのため、エンジン始動後、排ガスがＥＧＲクーラを通る際に、該排ガス中のＮＯｘが、アンモニア水が混入されたアルカリ性の凝縮水に溶解して中和されるため、ＥＧＲクーラから出て再循環される排ガスはＮＯｘが除去されている。よって、その下流に取り付けられたＥＧＲ圧力センサの腐食を防止できる。また、ＥＧＲクーラ内で凝縮水が硝酸等になることが防止されるので、ＥＧＲクーラの腐食も防止できる。また、ＮＯｘ吸蔵触媒で発生するアンモニアを凝縮水に溶解してアンモニア水として利用するため、外気に放出されるアンモニアを低減できる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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