CN101142382A - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

内燃机的排气净化装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101142382A
CN101142382A CNA2006800063714A CN200680006371A CN101142382A CN 101142382 A CN101142382 A CN 101142382A CN A2006800063714 A CNA2006800063714 A CN A2006800063714A CN 200680006371 A CN200680006371 A CN 200680006371A CN 101142382 A CN101142382 A CN 101142382A
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust
delivery volume
exhaust gas
nox
aid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006800063714A
Other languages
English (en)
Inventor
近藤畅宏
川谷圣
武田好央
横村仁志
村田峰启
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Original Assignee
Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp filed Critical Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Publication of CN101142382A publication Critical patent/CN101142382A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/90Injecting reactants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495Controlling the catalytic process
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0235Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using exhaust gas throttling means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F01N3/0885Regeneration of deteriorated absorbents or adsorbents, e.g. desulfurization of NOx traps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/36Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an exhaust flap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/14Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for modifying or adapting flow area or back-pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/08Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/04Sulfur or sulfur oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • F01N2610/146Control thereof, e.g. control of injectors or injection valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0425Air cooled heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

本发明具有辅助剂供给单元(32、58),其将用于维持排气净化单元(24、56、78)的排气净化功能的辅助剂,供给至排气净化单元(24、56、78)的上游侧,通过对辅助剂供给单元(32、58)进行控制,而调整辅助剂供给量的控制单元(38)具有:基准供给量设定部(40、50、68、86),其设定排气净化功能的维持所必需的辅助剂的基准供给量;目标供给量设定部(42、52、70、88),其基于排气压力对基准供给量进行校正,而设定辅助剂的目标供给量;以及供给控制部(44、54、72、90),其对辅助剂供给单元进行控制,以供给目标供给量的辅助剂。

Description

内燃机的排气净化装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的排气净化装置,更详细地说,涉及一种为了维持排气净化功能而使用辅剂的排气净化装置。
背景技术
当前,为了净化内燃机的排气中所包含的HC(碳氢化合物)、CO(一氧化碳)、NOx(氮氧化合物)等污染物质,而使用排气净化催化剂,在柴油发动机的情况下,在这种排气净化催化剂的基础上,使用用于捕捉排气中所包含的微粒的微粒过滤器。此外,在上述排气净化催化剂或微粒过滤器等排气净化装置中,存在使用用于维持其排气净化功能的辅助剂的装置。
在微粒过滤器的情况下,在被微粒过滤器捕捉而积蓄的微粒达到规定量时,向微粒过滤器的上游侧的排气通路内作为辅助剂而供给燃料,通过焚烧由微粒过滤器捕捉的微粒,使微粒过滤器再生,而维持捕捉微粒的功能。这样向排气通路供给辅助剂而维持排气净化功能的结构,对于排气净化催化剂也是已知的。
例如,作为用于净化排气中的NOx的催化剂存在NOx吸附催化剂,其在流入的排气的空燃比为“稀”时,吸附排气中的NOx,如果流入的排气的空燃比成为“浓”,则将吸附的所述NOx释放并还原。由于该NOx吸附催化剂的NOx吸附量存在极限,因此需要将吸附的NOx释放并还原。在这里,通过例如特开2000-205005号公报(以下,称为专利文献1)可知如下构成的排气净化装置,其为了将吸附的NOx释放、还原,维持NOx吸附催化剂的净化功能,而在NOx吸附催化剂的上游侧的排气通路中配置燃料添加阀,将NOx的释放和还原所必需的燃料,从该燃料添加阀向排气通路内喷射,而向NOx吸附催化剂供给。
在专利文献1示出的排气净化装置中,通过将用于使吸附在NOx吸附催化剂中的NOx释放、还原所必需的量的燃料,使用燃料添加阀向NOx吸附催化剂的上游侧的排气通路喷射,使流入NOx吸附催化剂的排气的空燃比浓化,由此使吸附在NOx吸附催化剂中的NOx释放、还原。此时,燃料的供给量通过燃料添加阀的开阀时间进行调整,开阀时间越长,将有越多的燃料喷射至排气通路内。
此外,用于使吸附在NOx吸附催化剂中的NOx释放而还原所必需的燃料量、即燃料添加阀的开阀时间,需要基于吸附在NOx吸附催化剂中的NOx的积蓄量等而确定,但由于NOx积蓄量难以直接检测,因此,实际上是从作为吸入空气量和发动机转速的函数而预先设定的对应图中,读出相当于所需燃料量的开阀时间而进行使用。
但是,由于从燃料添加阀喷射至排气通路内的燃料的量,随着排气通路内的排气压力、和供给的燃料的温度而变动,因此即使基于例如吸入空气量和发动机转速,而高精度地求出用于供给所需燃料量的开阀时间,也可能使实际从燃料添加阀向排气通路内喷射的燃料量与根据对应图求出的燃料量不同。
即,在喷射的燃料的供给压力固定的情况下,由于排气压力高的情况与低的情况相比,燃料供给压力和排气压力之间的压力差更小,因此在相同的开阀时间下,对于实际向排气通路内供给的燃料量,排气压力越大则越少。特别地,在作为排气制动器,或以排气净化催化剂和微粒过滤器的温度控制等为目的,而在排气通路中设置排气节流阀的情况下,由于随着该排气节流阀的开闭,排气压力大幅变动,因此使上述排气压力对燃料供给量的影响进一步扩大。
此外,由于燃料温度高的情况,比低的情况下的燃料的粘度低,因此在相同的开阀时间下,对于实际向排气通路内供给的燃料量,燃料温度越高则越多。
这样,由于通过燃料添加阀向排气通路内的燃料供给量,随着排气压力和燃料温度而变动,因此不一定能够将所需量的燃料供给至NOx吸附催化剂,会使NOx吸附催化剂的NOx净化不充分,产生吸附的NOx的释放进行地不充分,使NOx吸附催化剂的净化能力下降的问题,或由于过量的燃料添加,而将剩余燃料排向空气中的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的,其目的在于,提供一种内燃机的排气净化装置,其可以高精度地进行维持排气净化功能所必需的辅助剂的供给,而稳定地维持排气净化功能。
本发明的内燃机的排气净化装置,其特征在于,具有:排气净化单元,其配置在内燃机的排气通路中,对所述内燃机的排气进行净化;辅助剂供给单元,其将用于维持所述排气净化单元的排气净化功能的辅助剂,向所述排气净化单元的上游侧的所述排气通路内供给;变动要因参数检测单元,其检测作为所述辅助剂供给量的变动要因的参数;以及控制单元,其对所述辅助剂供给单元进行控制,而调整供给至所述排气通路内的所述辅助剂的量,所述控制单元具有:基准供给量设定部,其设定为了维持所述排气净化单元的排气净化功能所必需的所述辅助剂的基准供给量;目标供给量设定部,其基于由所述变动要因参数检测单元检测出的参数的值,对由所述基准供给量设定部设定的所述基准供给量进行校正,而设定所述辅助剂的目标供给量;以及供给控制部,其对所述辅助剂供给单元进行控制,以供给由所述目标供给量设定部设定的所述目标供给量的辅助剂。
根据本发明的内燃机的排气净化装置,由于基于所述变动要因参数的值,对用于维持排气净化单元的排气净化功能所必需的辅助剂的基准供给量进行修正,在此基础上,进行向排气通路的辅助剂的供给,因此辅助剂供给量不会受变动要因的影响,可以高精度地向排气通路供给用于维持排气净化单元的排气净化功能所必需的量的辅助剂。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的内燃机的排气净化装置的整体结构图。
图2是图1中ECU的轻油的供给控制的框图。
图3是图1中的ECU的轻油供给控制的流程图。
图4是图1中的ECU所使用的排气压力Pex-校正系数Rp对应图的特性图。
图5是图1中的ECU所使用的轻油温度Tf-校正系数Rt对应图的特性图。
图6是图1中的ECU所使用的目标供给量Mt-占空比Dt对应图的特性图。
图7是本发明的第2实施方式所涉及的内燃机的排气净化装置的轻油的供给控制的框图。
图8是本发明的第3实施方式所涉及的内燃机的排气净化装置的要部结构图。
图9是图8中的排气净化装置的尿素水的供给控制的框图。
图10是图8中的排气净化装置的尿素水的供给控制的流程图。
图11是图8的排气净化装置的尿素水的供给控制中使用的排气压力Pex-校正系数Rp对应图的特性图。
图12是图8的排气净化装置的尿素水的供给控制中使用的尿素水温度Tu-校正系数Rt对应图的特性图。
图13是本发明的第4实施方式所涉及的内燃机的排气净化装置的要部结构图。
图14是图13中的排气净化装置的轻油的供给控制的框图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1示出应用了本发明的第1实施方式所涉及的排气净化装置的4气缸柴油发动机(以下,称为发动机)的系统结构图,基于图1对本发明所涉及的排气净化装置的结构进行说明。
如图1所示,发动机1为直列4气缸型的柴油发动机,经由配置在各个气缸中的燃料喷射阀(未图示),直接向各个气缸内供给燃料。
在进气通路2中装配有涡轮增压器4,从未图示的空气滤清器吸入的进气,从进气通路2向涡轮增压器4的压缩机4a流入,使由压缩机4a增压后的进气,经由中冷器6而导入进气歧管8。
在进气通路2的压缩机4a的上游侧设置空气流量传感器10,其用于检测向发动机1的吸入空气流量。此外,在中冷器6下游侧的进气通路2中设置进气节流阀12,其用于调整吸入发动机1的进气量。
另一方面,使排气从发动机1的各个气缸排出的排气口(未图示),经由排气歧管14而连接在排气管(排气通路)16上。此外,在排气歧管14和进气歧管8之间设置EGR通路20,其经由EGR阀18而将排气歧管14和进气歧管8连通。
排气管16经由涡轮增压器4的涡轮4b,而连接在排气后处理装置22上。涡轮4b与压缩机4a连结,接收排气管16内流通的排气而驱动压缩机4a。
此外,在排气后处理装置22中,在壳体内的上游侧收容作为排气净化单元的NOx吸附催化剂24,同时在该NOx吸附催化剂24的下游侧收容DPF(柴油发动机微粒过滤器)26。该NOx吸附催化剂24具有如下功能,其在排气空燃比为“稀”时,吸附排气中的NOx,在排气空燃比为“浓”时,释放吸附的NOx并将其还原,具有这种功能的NOx吸附催化剂24是公知的。此外,DPF26具有捕捉排气中所包含的微粒的功能,该DPF26也是公知的。由上述NOx吸附催化剂24和DPF26净化后的排气,被排向空气中。
在排气后处理装置22的上游侧,设置作为排气制动器起作用的排气节流阀28,在该排气节流阀28的上游侧,设置检测排气管16内排气压力的排气压力传感器(排气压力检测单元)30。
此外,在排气节流阀28的上游侧设置轻油添加阀(辅助剂供给单元)32,其将与发动机1相同的燃料即轻油,作为辅助剂而向排气管16内喷射,以通过使排气空燃比成为“浓”,而使吸附在NOx吸附催化剂24中的NOx释放而还原。该轻油添加阀32为电磁式的,通过通电使其打开而喷射轻油,通过停止通电使其关闭,而停止轻油的供给。因此,如果轻油的供给压力固定,则将与轻油添加阀32的通电时间对应的量的轻油供给至排气管16内。
轻油添加阀32经由轻油供给通路34而供给有轻油,在该轻油供给通路34中设有轻油温度传感器(辅助剂温度检测单元)36,其检测供给至轻油添加阀32的轻油的温度。
ECU(控制单元)38是用于对发动机1以及本发明所涉及的排气净化装置进行集中控制的控制装置,由CPU、存储器、定时计数器等构成,以向各个气缸供给的燃料量的运算为首,进行各种控制量的运算、和基于上述控制量的对各种设备的控制。
在ECU38的输入侧,连接空气流量传感器10、排气压力传感器30以及轻油温度传感器36等各种传感器类机构,用于收集各种控制所需的信息,在输出侧连接各个气缸的燃料喷射阀(未图示)和轻油添加阀32等各种设备类机构,ECU38基于运算出的控制量对这些设备进行控制。
在这样构成的内燃机的排气净化装置中,在发动机1运行中,使从发动机1排出的排气通过排气管16而导入排气后处理装置22,由NOx吸附催化剂24吸附排气中的NOx,同时由DPF26捕捉微粒。
对于微粒的净化,从轻油添加阀32向排气管16内喷射轻油,使经过NOx吸附催化剂24氧化后的高温气体流入DPF26内,将由DPF26捕捉的微粒氧化而从DPF26中去除。
此外,由于NOx吸附催化剂24的NOx吸附量超过极限值而无法吸附的排气中的NOx,流入下游侧的DPF26,对由DPF26捕捉到的微粒作为氧化剂起作用,将微粒氧化而从DPF26中去除,同时成为N2而向空气中排出。
另一方面,对于NOx的净化,通过稀空燃比运行使NOx吸附催化剂吸附NOx,NOx吸附催化剂吸附了一定程度的NOx后,从轻油添加阀32向排气管16内喷射轻油,而使排气空燃比浓化。然后,通过向NOx吸附催化剂24中供给如上述使空燃比浓化后的排气,使吸附的NOx释放而还原,使NOx吸附催化剂的吸附能力恢复。如果通过吸附的NOx的释放和还原,完成NOx吸附催化剂24的再生,则使从轻油添加阀32的轻油的喷射终止。
通过这样适当地重复NOx吸附催化剂24和DPF26的再生,维持NOx吸附催化剂24的排气净化功能和DPF26的排气净化功能。
在这里,基于图2至图6,对轻油添加阀32的轻油供给控制进行如下说明。
图2示出ECU38中执行轻油供给控制的控制模块的结构,图3示出由上述各个模块进行的供给控制的流程图。
如图2所示,在ECU38中设置:基准供给量设定部40,其设定轻油的基准供给量Mb,该基准供给量Mb是使NOx吸附催化剂24吸附的NOx释放、还原而维持NOx吸附催化剂24的NOx吸附能力所需的轻油供给量;目标供给量设定部42,其基于由排气压力传感器30检测出的排气压力Pex、和由轻油温度传感器36检测出的轻油温度Tf,对由基准供给量设定部40设定的基准供给量Mb进行校正,而设定目标供给量Mt;以及供给控制部44,其对轻油添加阀32进行控制,以将由目标供给量设定部42设定的目标供给量Mt的轻油,供给至排气通路内。
更详细地说,向基准供给量设定部40中,输入由空气流量传感器10检测出的吸入空气流量Qa、和由转速传感器46检测出的发动机转速Ne,根据预先存储的对应图,基于上述吸入空气流量Qa和发动机转速Ne,设定使NOx吸附催化剂24吸附的NOx释放并还原所需的轻油的基准供给量Mb(图3的步骤S10)。
将由基准供给量设定部40设定的基准供给量Mb,传送至目标供给量设定部42。向该目标供给量设定部42中输入由排气压力传感器30检测出的排气压力Pex、和由轻油温度传感器36检测出的轻油温度Tf,基于上述排气压力Pex和轻油温度Tf对基准供给量Mb进行校正。
从轻油添加阀32供给的轻油的量,由其开阀时间而调整,开阀时间越长,将有越多的燃料喷射至排气管16内。因此,在轻油的供给压力固定的情况下,在相同的开阀时间下,对于实际向排气管16内供给的轻油的量,排气压力越高则越少。此外,由于轻油的温度高的情况比低的情况下的轻油的粘度低,因此在相同的开阀时间下,对于实际向排气管16内供给的轻油的量,轻油温度越高则越多。
在这里,对于排气压力Pex,如图4所示,通过从预先存储有校正系数Rp的对应图中,读取与检测出的排气压力Pex对应的校正系数Rp(图3的步骤S12),其中排气压力Pex越高则校正系数Rp越小,将基准供给量Mb除以校正系数Rp,对基准供给量Mb进行校正而求出压力校正供给量Mp(图3的步骤S14)。
此外,对于校正系数Rp,以在生成用于设定基准供给量Mb的对应图时的排气压力作为标准状态,将其在该标准状态下的值设定为1.0。
通过这样使用校正系数Rp对基准供给量Mb进行校正,如果排气压力Pex相对于标准状态上升,则使压力校正供给量Mp相对于基准供给量Mb增大,弥补由排气压力Pex上升造成的供给量的不足部分。此外,相反地,如果排气压力Pex相对于标准状态降低,则使压力校正供给量Mp相对于基准供给量Mb减少,消除由排气压力Pex降低造成的供给量的过剩部分。
下面,对于轻油温度Tf,如图5所示,通过从预先存储有校正系数Rt的对应图中,读取与检测出的轻油温度Tf对应的校正系数Rt(图3的步骤S16),其中轻油温度Tf越高则校正系数Rt越大,将压力校正供给量Mp除以校正系数Rt,对压力校正供给量Mp进行校正,而求出目标供给量Mt(图3的步骤S18)。
此外,对于校正系数Rt,以在生成用于设定基准供给量Mb的对应图时的轻油温度作为标准状态,将其在该标准状态下的值设定为1.0。
在这里,根据校正系数Rt对压力校正供给量Mp进行校正,但由于压力校正供给量Mp如前所述,是基于排气压力Pex对基准供给量Mb进行校正后的值,因此实质上也是根据校正系数Rt对基准供给量Mb进行校正。由此,通过这样使用校正系数Rt对压力校正供给量Mp、即实质上对基准供给量Mb进行校正,如果轻油温度Tf上升,则使目标供给量Mt减少,消除由轻油温度Tf上升造成的供给量的过剩部分。此外,相反地,如果轻油温度Tf降低,则使目标供给量Mt增加,弥补由轻油温度的降低造成的供给量的不足部分。
此外,在图3示出的流程图中,如上所述,首先在步骤S12和S14中,基于排气压力Pex对基准供给量Mb进行校正,而求出压力校正供给量Mp,然后在步骤S16和S18中,基于轻油温度Tf对压力校正供给量Mp进行校正,而设定目标供给量Mt,但上述顺序并不仅限于此。
例如,也可以将步骤S12、S14的处理和步骤S16、S18的处理交换,首先,利用对应于轻油温度Tf的校正系数Rt对基准供给量Mb进行校正,而求出温度校正供给量,然后利用对应于排气压力Pex的校正系数Rp对该温度校正供给量进行校正,而求出目标供给量Mt。
或者,也可以首先将对应于排气压力Pex的校正系数Rp、和对应于轻油温度Tf的校正系数Rt,分别从对应图中读出,然后将基准供给量Mb除以校正系数Rp和Rt,而一次性求出目标供给量Mt。
此外,通过将基准供给量Mb、压力校正供给量Mp或温度校正供给量,除以校正系数Rp或校正系数Rt,而进行校正,但也可以通过将上述校正系数的倒数,从所存储的对应图中读出,将其与上述各个供给量相乘,而进行校正。
如果如上所述,设定使NOx吸附催化剂24吸附的NOx释放而还原所必需的轻油的目标供给量Mt,则利用供给控制部44从预先存储的对应图中,读出用于从轻油添加阀32喷出该目标供给量Mt的轻油所必需的轻油添加阀32的开阀时间(图3的步骤S20)。由于轻油添加阀32的控制以规定的控制周期反复进行,因此在该对应图中如图6所示,对应于目标供给量Mt的轻油添加阀32的开阀时间,设定为1个控制周期中相对于最大开阀时间的占空比Dt。
如果从对应图中读出对应于目标供给量Mt的占空比Dt,则供给控制部44以该占空比Dt对轻油添加阀32进行开阀驱动(图3的步骤S22),从轻油添加阀32向排气管16内喷射与目标供给量Mt相当的轻油。由此,使排气空燃比成为“浓”,使由NOx吸附催化剂24吸附的NOx适当地释放、还原。
此外,由于排气压力传感器30配置在排气节流阀28的上游侧,因此,即使由于排气节流阀28开闭而使排气管16内的压力变动,如上所述,也可以基于由排气压力传感器30检测出的排气压力,进行基准供给量Mb的校正,因而无论排气管16内的压力变动如何,都可以始终准确地供给使NOx吸附催化剂24吸附的NOx的释放和还原所需的轻油。
如上所述,在本发明的第1实施方式所涉及的排气净化装置中,可以准确地控制使NOx吸附催化剂24吸附的NOx释放并还原,维持NOx吸附催化剂24的NOx吸附能力所需的轻油的供给量,而不会受到排气压力和轻油温度的变动影响,可以稳定地维持排气净化功能,同时可以防止将剩余轻油向空气中排出。
此外,在上述第1实施方式所涉及的排气净化装置中,对维持NOx吸附催化剂24的NOx吸附能力所必需的轻油的基准供给量Mb,基于排气压力Pex和轻油温度Tf这两者进行校正,而设定目标供给量Mt,但也可以仅基于其中之一进行校正。在该情况下,与基于排气压力Pex和轻油温度Tf这两者进行校正的情况相比,控制的精度降低,但如果与如现有技术那样没有考虑排气压力和轻油温度的任何一种的排气净化装置相比,则控制的精度提高。
此外,对为了从NOx吸附催化剂24释放NOx并还原所必需的轻油的基准供给量Mb,根据预先存储的对应图,基于吸入空气流量Qa和发动机转速Ne进行设定,但基准供给量Mb的设定方法并不仅限于此,例如也可以在NOx吸附催化剂24的下游侧设置NOx传感器,而检测NOx吸附能力的降低程度,与该降低程度对应而设定基准供给量Mb,还可以使用各种已知的方法。
此外,上述第1实施方式是将本发明用于柴油发动机的排气净化装置中,但发动机并不仅限于此,只要是使用NOx吸附催化剂的发动机即可,适用于任何发动机,在汽油发动机的情况下,作为辅助剂则代替轻油而使用汽油。
上述第1实施方式所涉及的排气净化装置中使用的NOx吸附催化剂24,会由于吸附燃料中含有的硫成分燃烧产生的SOx(硫氧化合物),而使NOx吸附功能降低。因此,需要使吸附在NOx吸附催化剂24中的SOx从NOx吸附催化剂24中脱离,使降低的NOx吸附功能恢复。吸附在NOx吸附催化剂24中的SOx,可以通过使NOx吸附催化剂24的温度上升而脱离,在这里,可以通过上述第1实施方式中使用的轻油添加阀32,向吸附催化剂24供给轻油,而通过该轻油的燃烧使NOx吸附催化剂24的温度上升。
将这样进行使吸附在NOx吸附催化剂24中的SOx脱离的排气净化装置,作为本发明的第2实施方式如下进行说明。
此外,对于整体的系统结构,由于与第1实施方式相同地为图1所示结构,因此省略详细说明,对于要部,与第1实施方式相同的部分使用相同的符号,如下进行说明。
图7示出ECU38(控制单元)中执行用于SOx脱离的轻油供给控制的控制模块的结构。
如图7所示,在ECU38中设有:基准供给量设定部50,其设定使NOx吸附催化剂24吸附的硫成分释放而使降低的NOx吸附能力恢复所必需的燃料的基准供给量Mb;目标供给量设定部52,其基于由排气压力传感器30检测出的排气压力Pex、和由轻油温度传感器36检测出的轻油温度Tf,对由基准供给量设定部50设定的基准供给量Mb进行校正,而设定目标供给量Mt;以及供给控制部54,其对轻油添加阀32进行控制,以向排气通路内供给由目标供给量设定部52设定的目标供给量Mt的轻油。
在基准供给量设定部50上连接有排气温度传感器48,其检测流入NOx吸附催化剂24中的排气的温度。此外,基准供给量设定部50根据在ECU38内运算出的向各个气缸的燃料供给量的累计值,推定由NOx吸附催化剂24吸附的SOx的积蓄量,基于该SOx推定积蓄量、和由排气温度传感器48检测出的排气温度Tex,根据预先存储的对应图读出而设定轻油的基准供给量Mb,该基准供给量Mb是用于使NOx吸附催化剂24的温度上升至使SOx从NOx吸附催化剂24中脱离的最佳温度(例如600℃)所必需的轻油供给量。
由基准供给量设定部50设定的基准供给量Mb的校正、和轻油添加阀32的轻油的喷射控制,与上述第1实施方式相同地,按照如下流程图进行,该流程图具有与图3示出的流程图中步骤S12至S22相同的步骤。
即,目标供给量设定部52从基准供给量设定部50接收基准供给量Mb,基于由排气压力传感器30检测出的排气压力Pex、和由轻油温度传感器36检测出的轻油温度Tf,对基准供给量Mb进行校正。
基准供给量Mb的校正与所述第1实施方式相同,对于排气压力Pex,如图4所示,根据预先存储有校正系数Rp的对应图,读取与检测出的排气压力Pex对应的校正系数Rp(图3的步骤S12),其中排气压力Pex越高则校正系数Rp越小,通过将基准供给量Mb除以校正系数Rp,对基准供给量Mb进行校正,而求出压力校正供给量Mp(图3的步骤S14)。
通过这样使用校正系数Rp对基准供给量Mb进行校正,如果排气压力Pex相对于标准状态上升,则使压力校正供给量Mp相对于基准供给量Mb增加,弥补由排气压力Pex的上升造成的供给量的不足部分。此外,相反地,如果排气压力Pex相对于标准状态降低,则使压力校正供给量Mp相对于基准供给量Mb减少,消除由排气压力Pex的降低造成的供给量的过剩部分。
此外,对于轻油温度Tf,如图5所示,根据预先存储有校正系数Rt的对应图,读取与检测出的轻油温度Tf对应的校正系数Rt(图3的步骤S16),其中轻油温度Tf越高则校正系数Rt越大,通过将压力校正供给量Mp除以校正系数Rt,对压力校正供给量Mp进行校正,而求出目标供给量Mt(图3的步骤S18)。
在这里,根据校正系数Rt对压力校正供给量Mp进行校正,但如第1实施方式所述,由于压力校正供给量Mp是基于排气压力Pex对基准供给量Mb进行校正后的值,因此实质上也是根据校正系数Rt对基准供给量Mb进行校正。由此,通过这样使用校正系数Rt对压力校正供给量Mp、即实质上对基准供给量Mb进行校正,如果轻油温度Tf上升,则使目标供给量Mt减少,消除由轻油温度Tf上升造成的供给量的过剩部分。此外,相反地,如果轻油温度Tf降低,则使目标供给量Mt增加,弥补由轻油温度的降低造成的供给量的不足部分。
此外,在图3示出的流程图中,对于步骤S12、S14的处理和步骤S16、S18的处理,与上述第1实施方式相同地,上述顺序并不仅限于此。
此外,通过将基准供给量Mb、压力校正供给量Mp或温度校正供给量,除以校正系数Rp或校正系数Rt,而进行校正,但也可以通过将上述校正系数的倒数,从所存储的对应图中读出,将其与上述各个供给量相乘,而进行校正。
如果如上所述,设定用于使吸附在NOx吸附催化剂24中的SOx脱离所必需的轻油的目标供给量Mt,则与上述第1实施方式相同地,利用供给控制54从预先存储的对应图中,作为占空比Dt,而读出用于从轻油添加阀32喷出该目标供给量Mt的轻油所必需的轻油添加阀32的开阀时间(图3的步骤S20)。
如果从对应图中读出对应于目标供给量Mt的占空比Dt,则供给控制部54以该占空比Dt对轻油添加阀32进行开阀驱动(图3的步骤S22),从轻油添加阀32向排气管16内喷射与目标供给量Mt相当的轻油。排气中的轻油由于排气热量而分解为HC,到达NOx吸附催化剂而燃烧。由此,使NOx吸附催化剂24的温度上升,使吸附在NOx吸附催化剂24中的SOx适当地脱离,恢复NOx吸附催化剂24的NOx吸附能力。
如上所述,在本发明的第2实施方式所涉及的排气净化装置中,可以准确地控制使吸附在NOx吸附催化剂24中的SOx脱离,维持NOx吸附催化剂24的NOx吸附能力所必需的轻油的供给量,而不会受排气压力和轻油温度的变动影响,可以稳定地维持NOx吸附催化剂24的排气净化功能,同时可以防止将剩余轻油向空气中排出。
此外,在上述第2实施方式所涉及的排气净化装置中,对维持NOx吸附催化剂24的NOx吸附能力所必需的轻油的基准供给量Mb,基于排气压力Pex和轻油温度Tf这两者进行校正,而设定目标供给量Mt,但也可以仅基于其中之一进行校正。在该情况下,与基于排气压力Pex和轻油温度Tf这两者进行校正的情况相比,控制的精度降低,但如果与如现有技术那样没有考虑排气压力和轻油温度的任何一种的排气净化装置相比,则控制的精度提高。
此外,对用于使SOx从NOx吸附催化剂24中脱离所必需的轻油的基准供给量Mb,根据预先存储的对应图,基于向各个气缸的燃料供给量的累计值和排气温度Tex进行设定,但基准供给量Mb的设定方法并不仅限于此,可以使用各种已知的方法。
此外,上述第2实施方式的SOx脱离的控制,也可以在第1实施方式的排气净化装置中进行,利用共用的轻油添加阀32,进行用于NOx的释放和还原的轻油供给、和用于SOx脱离的轻油供给。
此外,上述第2实施方式是将本发明用于柴油发动机的排气净化装置中,但发动机并不仅限于此,只要是使用NOx吸附催化剂的发动机即可,适用于任何发动机,在汽油发动机的情况下,作为辅助剂则代替轻油而使用汽油。
下面,基于图8至图11对本发明的第3实施方式如下进行说明。
图8是表示本发明的第3实施方式所涉及的排气净化装置的结构图,作为基础的发动机及其进气侧的结构,与所述第1实施方式相同。在图8中,对于与所述第1实施方式相同的部分,使用相同的标号。
在中间隔着涡轮增压器的涡轮(未图示)而连接在发动机的排气歧管(未图示)上的排气管16,在其下游侧作为排气净化单元而连接选择还原型NOx催化剂(以下,称为SCR催化剂)56。SCR催化剂56促进氨和排气中含有的NOx之间的脱硝反应,对NOx进行选择还原而净化。
在SCR催化剂56的上游侧,设置作为排气制动器起作用的排气节流阀28,在该排气节流阀28的上游侧,设置检测排气管16内的排气压力的排气压力传感器(排气压力检测单元)30。
此外,在排气节流阀28的上游侧设置尿素水添加阀(辅助剂供给单元)58,其向排气管16内作为辅助剂而喷射尿素水,以向SCR催化剂56供给NOx的净化所必需的氨。该尿素水添加阀58是电磁式的,通过通电使其打开而喷射尿素水,通过停止通电使其关闭,而使尿素水的喷射停止。因此,如果尿素水的供给压力固定,则将与尿素水添加阀58的通电时间对应的量的尿素水供给至排气管16内。
从尿素水添加阀58喷射至排气管16内的尿素水,借助于排气的热量而水解为氨,被供给至SCR催化剂56,用于NOx的净化。
从未图示的尿素水储存箱经由尿素水供给通路60向尿素水添加阀58供给尿素水,在该尿素水供给通路60中设置尿素水温度传感器(辅助剂温度检测单元)62,其检测供给至尿素水添加阀58的尿素水的温度。
在SCR催化剂56的上游侧的排气管16中设置上游排气温度传感器64,其检测流入SCR催化剂56的排气的温度。此外,在SCR催化剂56的下游侧的排气管16中设置下游排气温度传感器66,其检测从SCR催化剂56流出的排气的温度。
与所述第1实施方式相同地,在用于对发动机以及本发明所涉及的排气净化装置进行集中控制的控制装置、即ECU(控制单元)38的输入侧,连接排气压力传感器30、尿素水温度传感器62、上游排气温度传感器64以及下游排气温度传感器66等各种传感器类机构,用于收集各种控制所需的信息,在输出侧连接各个气缸的燃料喷射阀(未图示)和尿素水添加阀58等各种设备类机构,ECU38基于运算出的控制量对这些设备进行控制。
在这样构成的排气净化装置中,使从发动机排出的排气通过排气管16,而导入SCR催化剂56,另一方面,使从尿素水添加阀58喷射至排气管16内的尿素水,借助于排气的热量而水解为氨,供给至SCR催化剂56。通过SCR催化剂56,促进氨和排气中的NOx之间的脱硝反应,进行NOx的净化。
通过这样作为辅助剂而将尿素水供给至排气管16内,而维持SCR催化剂56的排气净化功能。
在这里,基于图9至图12,对尿素水添加阀58的尿素水的供给控制进行如下说明。
图9示出ECU38中的进行尿素水供给控制的控制模块的结构,图10示出尿素水供给控制的流程图。
如图9所示,在ECU38中设置:基准供给量设定部68,其设定用于由SCR催化剂56对排气中的NOx进行选择还原所必需的尿素水的基准供给量Mb;目标供给量设定部70,其基于由排气压力传感器30检测出的排气压力Pex、和由尿素水温度传感器62检测出的尿素水温度Tu,对由基准供给量设定部68设定的基准供给量Mb进行校正,而设定目标供给量Mt;以及供给控制部72,其对尿素水添加阀58进行控制,以将由目标供给量设定部70设定的目标供给量Mt的尿素水,供给至排气管16内。
更详细地说,向基准供给量设定部68中输入:由上游排气温度传感器64检测出的SCR催化剂56上游侧的排气温度Texu;由下游排气温度传感器66检测出的SCR催化剂56下游侧的排气温度Texd;以及由转速传感器46检测出的发动机转速Ne。这样,基于ECU38内运算出的向各个气缸的燃料供给量、根据预先存储的对应图求出的NOx推定排出量和NOx净化率、以及从上述各个传感器输入的排气温度Texu、排气温度Texd、发动机转速Ne等,从预先存储的对应图中,读出并设定用于由SCR催化剂56对排气中的NOx进行选择还原所必需的尿素水的基准供给量Mb(图10的步骤S110)。
此外,上述基准供给量设定部68的基准供给量Mb的设定自身是公知方法,用于由SCR催化剂56对排气中的NOx进行选择还原所必需的尿素水的基准供给量Mb的计算,并不仅限于此。
将由基准供给量设定部68设定的基准供给量Mb,传送至目标供给量设定部70。向该目标供给量设定部70中,输入由排气压力传感器30检测出的排气压力Pex、和由尿素水温度传感器62检测出的尿素水温度Tu,基于上述排气压力Pex和尿素水温度Tu对基准供给量Mb进行校正。
与所述第1实施方式的情况相同地,从尿素水添加阀58喷射的尿素水的量,通过尿素水添加阀58的开阀时间而进行调整,开阀时间越长,则将有越多的尿素水喷射至排气管16内。因此,如果尿素水的供给压力固定,则在相同开阀时间下,对于实际供给至排气管16内的尿素水的量,排气压力越高则越少。此外,由于尿素水的温度高的情况比低的情况下的尿素水的粘度低,因此在相同的开阀时间下,对于实际供给至排气管16内的尿素水的量,尿素水的温度越高则越多。
在这里,对于排气压力Pex,如图11所示,通过从预先存储有校正系数Rp的对应图中,读取与检测出的排气压力Pex对应的校正系数Rp(图10的步骤S112),其中排气压力Pex越高则校正系数Rp越小,将基准供给量Mb除以校正系数Rp,对基准供给量Mb进行校正,而求出压力校正供给量Mp(图10的步骤S114)。
此外,对于校正系数Rp,以在生成用于设定基准供给量Mb的对应图时的排气压力作为标准状态,将其在该标准状态下的值设定为1.0。
通过这样使用校正系数Rp对基准供给量Mb进行校正,如果排气压力Pex相对于标准状态上升,则使压力校正供给量Mp相对于基准供给量Mb增大,弥补由排气压力Pex上升造成的供给量的不足部分。此外,相反地,如果排气压力Pex相对于标准状态降低,则使压力校正供给量Mp相对于基准供给量Mb减少,消除由排气压力Pex降低造成的供给量的过剩部分。
下面,对于尿素水温度Tu,如图12所示,通过从预先存储有校正系数Rt的对应图中,读取与检测出的尿素水温度Tu对应的校正系数Rt(图10的步骤S116),其中尿素水温度Tu越高则校正系数Rt越大,将压力校正供给量Mp除以校正系数Rt,对压力校正供给量Mp进行校正,而求出目标供给量Mt(图10的步骤S118)。
此外,对于校正系数Rt,以在生成用于设定基准供给量Mb的对应图时的尿素水温度作为标准状态,将其在该标准状态下的值设定为1.0。
在这里,根据校正系数Rt对压力校正供给量Mp进行校正,但由于压力校正供给量Mp如前所述,是基于排气压力Pex对基准供给量Mb进行校正后的值,因此实质上也是根据校正系数Rt对基准供给量Mb进行校正。由此,通过这样使用校正系数Rt对压力校正供给量Mp、即实质上对基准供给量Mb进行校正,如果尿素水温度Tu上升,则使目标供给量Mt减少,消除由尿素水温度Tu上升造成的供给量的过剩部分。此外,相反地,如果尿素水温度Tu降低,则使目标供给量Mt增加,弥补由尿素水温度Tu的降低造成的供给量的不足部分。
此外,在图10示出的流程图中,如上所述,首先在步骤S112和S114中,基于排气压力Pex对基准供给量Mb进行校正,而求出压力校正供给量Mp后,在步骤S116和S118中,基于尿素水温度Tu对压力校正供给量Mp进行校正,而设定目标供给量Mt,但与所述第1实施方式相同地,上述顺序并不仅限于此。
例如,也可以将步骤S112、S114的处理和步骤S116、S118的处理交换,首先,利用对应于尿素水温度Tu的校正系数Rt对基准供给量Mb进行校正,而求出温度校正供给量后,利用对应于排气压力Pex的校正系数Rp对该温度校正供给量进行校正,而求出目标供给量Mt。
或者,也可以首先将对应于排气压力Pex的校正系数Rp、和对应于尿素水温度Tu的校正系数Rt,分别从对应图中读出后,将基准供给量Mb除以校正系数Rp和Rt,而一次性求出目标供给量Mt。
此外,通过将基准供给量Mb、和压力校正供给量Mp或温度校正供给量,除以校正系数Rp和校正系数Rt,而进行校正,但也可以通过将上述校正系数的倒数,从所存储的对应图中读出,将其与上述各个供给量相乘,而进行校正。
如果如上所述,设定由SCR催化剂56进行NOx的选择还原所必需的尿素水的目标供给量Mt,则利用供给控制部72从预先存储的对应图中,读出用于从尿素水添加阀58喷出该目标供给量Mt的尿素水所必需的尿素水添加阀58的开阀时间(图10的步骤S120)。与所述第1实施方式相同地,由于尿素水添加阀58的控制以规定的控制周期反复进行,因此在该对应图中,与目标供给量Mt对应的尿素水添加阀58的开阀时间,设定为1个控制周期中相对于最大开阀时间的占空比Dt。由于目标供给量Mt和占空比Dt之间的关系,是与所述第1实施方式中使用的图6相同的比例关系,因此在这里省略图示。
如果根据对应图读取出对应于目标供给量Mt的占空比Dt,则供给控制部72以该占空比Dt对尿素水添加阀58进行开阀驱动(图10的步骤S122),从尿素水添加阀58向排气管16内喷射与目标供给量Mt相当的尿素水。这样喷射至排气管16内的尿素水,由于排气的热量而水解为氨,作为用于由SCR催化剂56对排气中的NOx进行选择还原的还原剂使用。
此外,由于排气压力传感器30配置在排气节流阀28的上游侧,因此,即使由于排气节流阀28开闭而使排气管16内的压力变动,如上所述,也可以基于由排气压力传感器30检测出的排气压力Pex,进行基准供给量Mb的校正,因而无论排气管16内的压力变动如何,都可以始终准确地供给由SCR催化剂56进行NOx的选择还原所必需的尿素水。
如上所述,在本发明的第3实施方式所涉及的排气净化装置中,可以准确地控制为了维持SCR催化剂56的NOx净化能力,由SCR催化剂56对排气中的NOx进行选择还原所必需的尿素水的供给量,而不会受到排气压力和尿素水温度的变动影响,可以稳定地维持排气净化功能,同时可以防止将剩余尿素水或氨向空气中释放。
此外,在上述第3实施方式所涉及的排气净化装置中,对维持SCR催化剂56的NOx吸附能力所必需的尿素水的基准供给量Mb,基于排气压力Pex和尿素水温度Tu这两者进行校正,而设定目标供给量Mt,但也可以仅基于其中之一进行校正。在该情况下,与基于排气压力Pex和尿素水温度Tu这两者进行校正的情况相比,控制的精度降低,但如果与如现有技术那样没有考虑排气压力和尿素水温度的任何一种的排气净化装置相比,则控制的精度提高。
此外,上述第3实施方式是将本发明用于柴油发动机的排气净化装置中,但发动机并不仅限于此,只要是使用SCR催化剂、通过尿素水的供给对排气中的NOx进行选择还原的发动机即可,适用于任何发动机。
下面,基于图13和图14,对本发明的第4实施方式所涉及的排气净化装置如下进行说明。
图13是表示本发明的第4实施方式所涉及的排气净化装置的结构图,作为基础的发动机及其进气侧的结构,与所述第1实施方式相同。在图13中,对于与所述第1实施方式相同的部分,使用相同的标号。
在中间隔着涡轮增压器的涡轮(未图示)而连接在发动机的排气歧管(未图示)上的排气管16,在其下游侧连接排气后处理装置74。
在排气后处理装置74中,在壳体内的上游侧收容氧化催化剂76,同时在其下游侧收容作为排气净化单元的DPF(柴油发动机微粒过滤器)78。该DPF78具有由陶瓷构成的多孔蜂窝构造,具有在排气通过时,捕捉排气中包含的微粒的功能。
如果由DPF78捕捉的微粒逐渐积蓄在DPF78内,则DPF78的捕捉能力降低,同时排气阻力增大。因此,在积蓄了一定程度的微粒时,需要焚烧该微粒,而维持DPF78的捕捉能力。在这里,为了实现可以焚烧微粒的排气温度,而使用氧化催化剂76。即,通过后述方法,向氧化催化剂76供给轻油作为辅助剂而并使其燃烧,通过该轻油的燃烧使排气温度上升,由此焚烧积蓄在DPF78中的微粒而除去。
在排气后处理装置74中,在氧化催化剂76和DPF78之间分别设置:入口温度传感器80,其检测DPF78的入口侧的排气温度Tin;以及入口压力传感器82,其检测DPF78的入口侧的排气压力Pin,同时在DPF78的下游侧设置出口压力传感器84,其用于检测DPF78的出口侧的排气压力Pout。
在排气后处理装置74的上游侧设置排气节流阀28,其作为排气制动器起作用,在该排气节流阀28的上游侧设置排气压力传感器(排气压力检测单元)30,其检测排气管16内的排气压力。
此外,在排气节流阀28的上游侧设置轻油添加阀(辅助剂供给单元)32,其向排气管16内作为辅助剂而喷射轻油,用于向氧化催化剂76供给焚烧去除积蓄在DPF78中的微粒所必需的轻油。该轻油添加阀32与所述第1实施方式中使用的部件相同,通过通电使其打开而喷射轻油,通过停止通电使其关闭,而停止轻油的喷射。因此,如果轻油的供给压力固定,则将与轻油添加阀32的通电时间对应的量的轻油供给至排气管16内。
经由轻油供给通路34而向轻油添加阀32供给轻油,该轻油与供给至发动机的各个气缸的燃料相同,在该轻油供给通路34中设有轻油温度传感器(辅助剂温度检测单元)36,其检测供给至轻油添加阀32中的轻油的温度。
与所述第1实施方式相同地,在用于对发动机以及本发明所涉及的排气净化装置进行集中控制的控制装置、即ECU(控制单元)38的输入侧,连接排气压力传感器30、入口温度传感器80、入口压力传感器82以及出口压力传感器84等各种传感器类机构,用于收集各种控制所需的信息,在输出侧连接各个气缸的燃料喷射阀(未图示)和轻油添加阀32等各种设备类机构,ECU38基于运算出的控制量对这些设备进行控制。
在这样构成的排气净化装置中,使从发动机排出的排气通过排气管16,而导入排气后处理装置74,通过使排气通过DPF78内,捕捉排气中的微粒,积蓄在DPF78内。然后,如果根据入口压力传感器82的检测值和出口压力传感器84的检测值之差等,判断为DPF78中的微粒的积蓄量到达规定量,则从轻油添加阀32向排气管16内作为辅助剂而喷射轻油。喷射出的轻油由于排气的热量而分解为HC,供给至氧化催化剂76而促进氧化反应进行燃烧。通过该HC的燃烧,使流入DPF78的排气温度上升,成为适于焚烧积蓄在DPF78中的微粒的温度(例如500℃)。其结果,将积蓄在DPF78中的微粒去除,使降低的微粒捕捉功能恢复,维持DPF78的排气净化功能。
在这里,对于轻油添加阀32的轻油的供给控制,基于图14如下进行说明。图14是表示ECU38中执行轻油供给控制的控制模块的结构。
如图14所示,在ECU38中设置:基准供给量设定部86,其设定用于焚烧由DPF78捕捉的微粒而使DPF78再生所必需的轻油的基准供给量;目标供给量设定部88,其基于由排气压力传感器30检测出的排气压力Pex、和由轻油温度传感器62检测出的轻油温度Tf,对由基准供给量设定部86设定的基准供给量Mb进行校正,而设定目标供给量Mt;以及供给控制部90,其对轻油添加阀32进行控制,以将由目标供给量设定部88设定的目标供给量Mt的轻油供给至排气管16内。
更详细地说,向基准供给量设定部86输入如下信号:由入口压力传感器82检测出的DPF78入口侧的排气压力Pin;由出口压力传感器84检测出的DPF78出口侧的排气压力Pout;以及由入口温度传感器80检测出的DPF78入口侧的排气温度Tin。然后,基于根据DPF78的入口侧排气压力Pin和出口侧排气压力Pout之差推定的微粒的积蓄量、以及入口侧排气温度Tin,根据预先存储的对应图,读出并设定用于使流入DPF78的排气的温度上升而焚烧微粒所必需的轻油的基准供给量Mb。
此外,基准供给量Mb的设定方法并不仅限于此,可以使用各种已知的方法。
对由基准供给量设定部86设定的基准供给量Mb进行的校正、和轻油添加阀32的轻油的喷射控制,与所述第1实施方式相同地,按照如下流程图进行,其具有与图3示出的流程图的步骤S12至S22相同的步骤。
即,将由基准供给量设定部86设定的基准供给量Mb,传送至目标供给量设定部88。向该目标供给量设定部88中,输入由排气压力传感器30检测出的排气压力Pex、和由轻油温度传感器36检测出的轻油温度Tf,基于上述排气压力Pex和轻油温度Tf对基准供给量Mb进行校正。
基准供给量Mb的校正与所述第1实施方式相同,对于排气压力Pex,如图4所示,根据预先存储有校正系数Rp的对应图,读取与检测出的排气压力Pex对应的校正系数Rp(图3的步骤S12),其中排气压力Pex越高则校正系数Rp越小,通过将基准供给量Mb除以校正系数Rp,对基准供给量Mb进行校正,而求出压力校正供给量Mp(图3的步骤S14)。
通过这样使用校正系数Rp对基准供给量Mb进行校正,如果排气压力Pex相对于标准状态上升,则使压力校正供给量Mp相对于基准供给量Mb增加,弥补由排气压力Pex的上升造成的供给量的不足部分。此外,相反地,如果排气压力Pex相对于标准状态降低,则使压力校正供给量Mp相对于基准供给量Mb减少,消除由排气压力Pex的降低造成的供给量的过剩部分。
此外,对于轻油温度Tf,如图5所示,根据预先存储有校正系数Rt的对应图,读取与检测出的轻油温度Tf对应的校正系数Rt(图3的步骤S16),其中轻油温度Tf越高则校正系数Rt越大,通过将压力校正供给量Mp除以校正系数Rt,对压力校正供给量Mp进行校正,而求出目标供给量Mt(图3的步骤S18)。
在这里,根据校正系数Rt对压力校正供给量Mp进行校正,但如第1实施方式所述,由于压力校正供给量Mp是基于排气压力Pex对基准供给量Mb进行校正后的值,因此实质上也是根据校正系数Rt对基准供给量Mb进行校正。由此,通过这样使用校正系数Rt对压力校正供给量Mp、即实质上对基准供给量Mb进行校正,如果轻油温度Tf上升,则使目标供给量Mt减少,消除由轻油温度Tf上升造成的供给量的过剩部分。此外,相反地,如果轻油温度Tf降低,则使目标供给量Mt增加,弥补由轻油温度的降低造成的供给量的不足部分。
此外,在图3示出的流程图中,如上所述,首先在步骤S12和S14中,基于排气压力Pex对基准供给量Mb进行校正,而求出压力校正供给量Mp后,在步骤S16和S18中,基于轻油温度Tf对压力校正供给量Mp进行校正,而设定目标供给量Mt,但与所述第1实施方式相同地,上述顺序并不仅限于此。
此外,也可以首先将对应于排气压力Pex的校正系数Rp、和对应于轻油温度Tf的校正系数Rt,分别从对应图中读出后,将基准供给量Mb除以校正系数Rp和Rt,而一次性求出目标供给量Mt。
此外,通过将基准供给量Mb、压力校正供给量Mp或温度校正供给量,除以校正系数Rp或校正系数Rt,而进行校正,但也可以通过将上述校正系数的倒数,从所存储的对应图中读出,将其与上述各个供给量相乘,而进行校正。
如果如上所述,设定用于焚烧去除积蓄在DPF78中的微粒所必需的轻油的目标供给量Mt,则利用供给控制部90从预先存储的对应图中,读出用于从轻油添加阀32喷出该目标供给量Mt的轻油所必需的轻油添加阀32的开阀时间(图3的步骤S20)。与所述第1实施方式相同地,由于轻油添加阀32的控制以规定的控制周期反复进行,因此如图6所示,在该对应图中与目标供给量Mt对应的轻油添加阀32的开阀时间,设定为1个控制周期中相对于最大开阀时间的占空比Dt。
如果从对应图中读出对应于目标供给量Mt的占空比Dt,则供给控制部90以该占空比Dt对轻油添加阀32进行开阀驱动(图3的步骤S22),从轻油添加阀32向排气管16内喷射与目标供给量Mt相当的轻油。这样喷射至排气管16内的轻油,由于排气的热量而分解为HC,由氧化催化剂76促进氧化反应而燃烧,使排气温度上升。然后,通过HC的燃烧使温度上升的排气通过DPF78,由此焚烧积蓄在DPF78中的微粒,使DPF78的微粒捕捉能力恢复。
此外,由于排气压力传感器30配置在排气节流阀28的上游侧,即使由于排气节流阀28开闭而使排气管16内的压力变动,如上所述,由于基于排气压力传感器30检测出的排气压力Pex进行基准供给量Mb的校正,无论排气管16内的压力变动如何,也可以准确地供给焚烧积蓄在DPF78中的微粒所必需的轻油。
如上所述,在本发明的第4实施方式所涉及的排气净化装置中,准确地控制使排气温度上升而焚烧去除积蓄在DPF78中的微粒,维持DPF78的微粒捕捉能力所必需的轻油的供给量,而不会受排气压力和轻油温度的变动影响,可以稳定地维持排气净化功能,同时防止将剩余轻油排放至空气中。
此外,在上述第4实施方式所涉及的排气净化装置中,对维持DPF78的微粒捕捉能力所必需的轻油的基准供给量Mb,基于排气压力Pex和轻油温度Tf这两者进行校正而设定目标供给量Mt,但也可以仅基于其中之一进行校正。在该情况下,与基于排气压力Pex和轻油温度Tf这两者进行校正的情况相比,控制的精度降低,但如果与如现有技术那样没有考虑排气压力和轻油温度的任何一种的排气净化装置相比,则控制的精度提高。
此外,上述第4实施方式是将本发明用于柴油发动机的排气净化装置中,但发动机并不仅限于此,只要是利用DPF进行微粒的去除的发动机即可,适用于任何发动机。
如上完成了本发明的各个实施方式的说明,但本发明并不仅限于上述各个实施方式,只要是将用于维持排气净化单元的排气净化功能的辅助剂,向排气净化单元的上游侧的排气通路中供给的结构,都可以通过使用本发明而获得同样的效果。

Claims (13)

1.一种内燃机的排气净化装置,其特征在于,
具有:排气净化单元,其配置在内燃机的排气通路中,对所述内燃机的排气进行净化;
辅助剂供给单元,其将用于维持所述排气净化单元的排气净化功能的辅助剂,向所述排气净化单元的上游侧的所述排气通路内供给;
变动要因参数检测单元,其检测作为所述辅助剂供给量的变动要因的参数;以及
控制单元,其对所述辅助剂供给单元进行控制,而调整供给至所述排气通路内的所述辅助剂的量,
所述控制单元具有:基准供给量设定部,其设定为了维持所述排气净化单元的排气净化功能所必需的所述辅助剂的基准供给量;
目标供给量设定部,其基于由所述变动要因参数检测单元检测出的参数的值,对由所述基准供给量设定部设定的所述基准供给量进行校正,而设定所述辅助剂的目标供给量;以及
供给控制部,其对所述辅助剂供给单元进行控制,以供给由所述目标供给量设定部设定的所述目标供给量的辅助剂。
2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述变动要因参数检测单元由排气压力检测单元构成,其检测所述排气净化单元的上游侧的排气通路内的排气压力,所述变动要因参数是所述排气压力。
3.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述辅助剂供给单元是通过电磁阀的开闭而切换所述辅助剂的供给和阻断的单元,
所述供给控制部对所述电磁阀的开闭进行占空比控制,以将所述目标供给量的所述辅助剂供给至所述排气通路中。
4.根据权利要求3所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述供给控制部以随着所述排气压力上升,使占空比变大的方式,对所述电磁阀的开闭进行占空比控制。
5.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述变动因素参数检测单元由辅助剂温度检测单元构成,其检测所述辅助剂的温度,所述变动因素参数是所述辅助剂温度。
6.根据权利要求5所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述变动因素参数检测单元还具有排气压力检测单元,其检测所述排气净化单元的上游侧的排气通路内的排气压力,所述目标供给量设定部基于由所述排气压力检测单元检测出的排气压力、和由所述辅助剂温度检测单元检测出的所述辅助剂的温度,对所述基准供给量进行校正,而设定所述目标供给量。
7.根据权利要求5或6所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述辅助剂供给单元是通过电磁阀的开闭而切换所述辅助剂的供给和阻断的单元,
所述供给控制部对所述电磁阀的开闭进行占空比控制,以将所述目标供给量的所述辅助剂供给至所述排气通路中。
8.根据权利要求7所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述供给控制部以随着所述辅助剂温度上升,使占空比变小的方式,对所述电磁阀的开闭进行占空比控制。
9.根据权利要求2至8中任意一项所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述排气净化单元是NOx吸附催化剂,其在流入的排气的空燃比为稀时,吸附排气中的NOx,在流入的排气的空燃比成为浓的情况下,将吸附的所述NOx释放并还原,
所述辅助剂供给单元是将燃料作为辅助剂而供给至所述NOx吸附催化剂的上游侧的所述排气通路内的单元,
所述基准供给量设定部,设定为了使所述NOx吸附催化剂将吸附的NOx释放并还原所必需的燃料的基准供给量。
10.根据权利要求2至8中任意一项所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述排气净化单元是NOx吸附催化剂,其在流入的排气的空燃比为稀时,吸附排气中的NOx,在流入的排气的空燃比成为浓的情况下,将吸附的所述NOx释放并还原,
所述辅助剂供给单元是将燃料作为辅助剂而供给至所述NOx吸附催化剂的上游侧的所述排气通路内的单元,
所述基准供给量设定部,设定为了使所述NOx吸附催化剂释放其吸附的硫成分所必需的燃料的基准供给量,以使由于所述NOx吸附催化剂吸附排气中的硫成分而降低的所述NOx吸附催化剂的NOx吸附能力恢复。
11.根据权利要求2至8中任意一项所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述排气净化单元是对排气中的NOx进行选择还原的NOx催化剂,
所述辅助剂供给单元是将尿素水作为所述辅助剂而供给至所述NOx催化剂的上游侧的所述排气通路内的单元,
所述基准供给量设定部,设定为了使所述NOx催化剂对排气中的NOx进行选择还原所必需的尿素水的基准供给量。
12.根据权利要求2至8中任意一项所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述排气净化单元是捕捉排气中的微粒的微粒过滤器,
所述辅助剂供给单元是将燃料作为所述辅助剂而供给至所述微粒过滤器的上游侧的所述排气通路内的单元,
所述基准供给量设定部设定燃料的基准供给量,该基准供给量是为了焚烧由所述微粒过滤器捕捉的微粒而使所述微粒过滤器再生所必需的燃料供给量。
13.根据权利要求2、3、4以及6中任意一项所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
还具有排气节流阀,其配置在所述排气通路中,对所述排气通路中的排气流量进行调整,
所述排气压力检测单元是检测所述排气节流阀的上游侧的所述排气通路内的排气压力的单元,
所述辅助剂供给单元配置在上述排气节流阀的上游侧。
CNA2006800063714A 2005-02-28 2006-02-24 内燃机的排气净化装置 Pending CN101142382A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP053461/2005 2005-02-28
JP2005053461A JP2006233936A (ja) 2005-02-28 2005-02-28 内燃機関の排気浄化装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101142382A true CN101142382A (zh) 2008-03-12

Family

ID=36941066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006800063714A Pending CN101142382A (zh) 2005-02-28 2006-02-24 内燃机的排气净化装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090025370A1 (zh)
JP (1) JP2006233936A (zh)
KR (1) KR100797503B1 (zh)
CN (1) CN101142382A (zh)
DE (1) DE112006000441T8 (zh)
WO (1) WO2006093035A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103147829A (zh) * 2011-12-06 2013-06-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 确定还原剂的最大配给速率的系统和方法
CN108194182A (zh) * 2016-12-06 2018-06-22 丰田自动车株式会社 车辆和用于车辆的控制方法
CN110886641A (zh) * 2019-11-28 2020-03-17 安徽江淮汽车集团股份有限公司 压差值的校正方法、终端设备及存储介质
CN111108269A (zh) * 2017-09-29 2020-05-05 大陆汽车有限公司 从排出管线中的筒解吸氨进行选择性催化还原的方法
CN111450688A (zh) * 2020-04-10 2020-07-28 吉林省舒兰合成药业股份有限公司 一种生产工艺中的尾气吸收控制系统

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4312807B2 (ja) 2007-04-26 2009-08-12 株式会社日本自動車部品総合研究所 排気浄化装置
JP4470987B2 (ja) * 2007-10-19 2010-06-02 株式会社デンソー 還元剤の噴射制御装置
US20110314820A1 (en) * 2008-07-07 2011-12-29 Grundfos Nonox A/S Dosing system for use in an exhaust system of a combustion engine
DE102009012093A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-09 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur Einstellung der Dosierungen des Reduktionsmittels bei selektiver katalytischer Reduktion
DE102009012092A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-09 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur Anpassung der Dosiermenge eines Reduktionsmittels zur selektiven katalytischen Reduktion
US20110100342A1 (en) * 2009-11-02 2011-05-05 International Engine Intellectual Property Company Llc Forced convection egr cooling system
FR2955188B1 (fr) * 2010-01-12 2013-05-31 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de calcul d'une consigne d'introduction d'un fluide reducteur dans une ligne d'echappement
DE102010034709A1 (de) * 2010-08-18 2012-02-23 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Dosiereinheit für ein Reduktionsmittel
SE536409C2 (sv) * 2011-01-25 2013-10-15 Scania Cv Ab Metod för övervakning och justering av ett avgasefterbehandlingssystem och avgasefterbehandlingssystem därför
WO2013153606A1 (ja) * 2012-04-09 2013-10-17 トヨタ自動車 株式会社 内燃機関の排気浄化装置
SE1350273A1 (sv) * 2013-03-07 2014-09-08 Scania Cv Ab Anordning och förfarande för val av maximal reduktionsmedelsdosering vid ett SCR-system för avgasrening
KR101509936B1 (ko) * 2013-10-11 2015-04-07 현대자동차주식회사 고 출력 차량 배기 브레이크 및 이의 제어 방법
US9212587B2 (en) * 2014-02-25 2015-12-15 Cummins Inc. Exhaust throttle control for aftertreatment system thermal management
JP6156348B2 (ja) * 2014-12-12 2017-07-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6689044B2 (ja) * 2015-08-18 2020-04-28 株式会社竹内製作所 作業用車両
JP2022054618A (ja) * 2020-09-28 2022-04-07 いすゞ自動車株式会社 還元剤供給装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59406551D1 (de) * 1993-11-04 1998-09-03 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Dosierung eines Reaktanten in ein Strömungsmedium
JPH1047048A (ja) * 1996-08-02 1998-02-17 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2000179335A (ja) * 1998-12-11 2000-06-27 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス処理装置
JP2001020724A (ja) * 1999-07-07 2001-01-23 Isuzu Motors Ltd ディーゼルエンジンのNOx浄化装置
KR100441481B1 (ko) * 2000-07-24 2004-07-23 도요타지도샤가부시키가이샤 내연기관의 배기 정화장치
JP3600522B2 (ja) * 2000-11-20 2004-12-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の還元剤供給装置
JP3835241B2 (ja) * 2001-10-15 2006-10-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2003120372A (ja) * 2001-10-17 2003-04-23 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
US6862879B2 (en) * 2002-11-21 2005-03-08 Ford Global Technologies, Llc Diesel aftertreatment system
US6779339B1 (en) * 2003-05-02 2004-08-24 The United States Of America As Represented By The Environmental Protection Agency Method for NOx adsorber desulfation in a multi-path exhaust system
US7171801B2 (en) * 2004-06-24 2007-02-06 Caterpillar Inc Filter system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103147829A (zh) * 2011-12-06 2013-06-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 确定还原剂的最大配给速率的系统和方法
CN103147829B (zh) * 2011-12-06 2015-06-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 确定还原剂的最大配给速率的系统和方法
CN108194182A (zh) * 2016-12-06 2018-06-22 丰田自动车株式会社 车辆和用于车辆的控制方法
CN111108269A (zh) * 2017-09-29 2020-05-05 大陆汽车有限公司 从排出管线中的筒解吸氨进行选择性催化还原的方法
US11149608B2 (en) 2017-09-29 2021-10-19 Continental Automotive France Method for selective catalytic reduction with desorption of ammonia from a cartridge in an exhaust line
CN111108269B (zh) * 2017-09-29 2022-03-01 大陆汽车有限公司 从排出管线中的筒解吸氨进行选择性催化还原的方法
CN110886641A (zh) * 2019-11-28 2020-03-17 安徽江淮汽车集团股份有限公司 压差值的校正方法、终端设备及存储介质
CN111450688A (zh) * 2020-04-10 2020-07-28 吉林省舒兰合成药业股份有限公司 一种生产工艺中的尾气吸收控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20090025370A1 (en) 2009-01-29
DE112006000441T5 (de) 2008-02-14
JP2006233936A (ja) 2006-09-07
DE112006000441T8 (de) 2008-04-10
KR100797503B1 (ko) 2008-01-24
KR20060095516A (ko) 2006-08-31
WO2006093035A1 (ja) 2006-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101142382A (zh) 内燃机的排气净化装置
US7343736B2 (en) Flexible exhaust emission aftertreatment system for compression cycle diesel engines
JP4521824B2 (ja) 排気浄化装置
EP2143918B1 (en) After-treatment de-contamination system
KR20060012642A (ko) 배기정화장치
EP1555401A1 (en) Exhaust purifying apparatus for internal combustion engine
CN101892891B (zh) 尾气排放控制装置
CN101646846A (zh) 氨氧化催化剂中的n2o生成量推定方法以及内燃机的排气净化系统
US20110225969A1 (en) Compressor bypass to exhaust for particulate trap regeneration
US20170058743A1 (en) EXHAUST PURIFICATION SYSTEM AND METHOD OF DESULFURIZING LEAN NOx TRAP OF EXHAUST PURIFICATION SYSTEM PROVIDED WITH LEAN NOx TRAP AND SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION CATALYST
JP2008157188A (ja) 排気浄化装置
JP2006320854A (ja) 選択還元型触媒及びそれを用いたエンジンの排ガス浄化装置
JP2006266192A (ja) エンジンの排気ガス浄化装置
US8105545B2 (en) Engine exhaust gas purifier
CN103122783B (zh) 引擎的排气净化设备
US20100146946A1 (en) Device for use in exhaust aftertreatment system
CN108571364B (zh) 选择性催化还原效率确定
JP2012031798A (ja) 排気ガス浄化システム
US20170175655A1 (en) Method for operating an engine
EP2143903B1 (en) Exhaust gas after-treatment contamination detection system
US8105542B2 (en) Engine exhaust gas purifier
EP1799978B1 (en) Exhaust gas purifying system for internal combustion engine and exhaust gas purifying method
JP2010196551A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4737143B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2004176636A (ja) 内燃機関の排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080312