DE102008002326A1 - Addition amount control means for an exhaust gas purifying agent and exhaust emission control system - Google Patents
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Abstract
In einer Zugabemengensteuerungseinrichtung (40) für ein Abgasreinigungsmittel, die für ein Abgasemissionssteuerungssystem einer Maschine zu verwenden ist, wird ein Modus auf der Basis einer Erfüllung einer Ausführungsbedingung für jeden Modus aus einer Vielzahl von Steuerungsmodi ausgeführt. Die Steuerungsmodi umfassen einen Reinigungssteuerungsmodus, in dem eine Zugabemenge von NH<SUB>3</SUB> oder eines Additivs, das als eine Erzeugungsquelle des NH<SUB>3</SUB> dient, gemäß einem vorbestimmten Parameter bestimmt wird, der mit einer NO<SUB>x</SUB>-Menge in dem Abgas verknüpft ist, und einen Speichersteuerungsmodus, in dem die Zugabemenge festgelegt ist, um größer als die in dem Reinigungssteuerungsmodus zu sein. Wenn bestimmt wird, dass eine Drehzahl einer Abgabewelle der Maschine aus einem Zustand mit höherer Geschwindigkeit als ein zulässiges Niveau verzögert wird, ist die Ausführungsbedingung des Speichersteuerungsmodus nach einer vorbestimmten Nichterfüllungszeitspanne seit einem Start der Verzögerung erfüllt.In an exhaust quantity control device (40) for an exhaust gas purifying agent to be used for an exhaust emission control system of an engine, a mode based on satisfaction of an execution condition for each mode is executed from a plurality of control modes. The control modes include a purge control mode in which an addition amount of NH <SUB> 3 </ SUB> or an additive serving as a generation source of NH <SUB> 3 </ SUB> is determined according to a predetermined parameter designated by NO <SUB> x </ SUB> amount in the exhaust gas is linked, and a storage control mode in which the addition amount is set to be larger than that in the purification control mode. When it is determined that a rotational speed of an output shaft of the engine is being delayed from a higher-speed state than an allowable level, the execution condition of the memory control mode is satisfied after a predetermined non-satisfaction period from a start of the deceleration.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zugabemengensteuerungseinrichtung für ein Abgasreinigungsmittel zum Steuern einer Zugabemenge von NH3 zum Reinigen eines Abgases durch eine Reaktion mit NOx in dem Abgas. Die Erfindung betrifft auch ein Abgasemissionssteuerungssystem, beispielsweise ein Harnstoff-SCR-System, zum Reinigen eines Abgases durch eine Abgasreinigungsreaktion auf der Basis von NH3 an einem Katalysator.The present invention relates to an addition amount control device for an exhaust gas purifying agent for controlling an addition amount of NH 3 for purifying an exhaust gas by a reaction with NO x in the exhaust gas. The invention also relates to an exhaust emission control system, for example a urea-SCR system, for purifying an exhaust gas by an exhaust gas purification reaction based on NH 3 on a catalyst.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
In den vergangenen Jahren sind Harnstoff-SCR-Systeme (Harnstoff-Selektivreduktions-Systeme) in elektrischen Kraftwerken, verschiedenen Fabriken, Fahrzeugen und dergleichen entwickelt worden. Insbesondere auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge (insbesondere bei einem Dieselmaschinenfahrzeug) werden Nachbehandlungstechniken von Abgas zum Reinigen und Reduzieren von NOx (Stickstoffoxide) in dem Abgas in zwei wichtige Richtungen eingeteilt, und zwar in das vorstehend beschriebene Harnstoff-SCR-System und einen NOx-Speicher-Reduktionskatalysator. Das Harnstoff-SCR-System wird in der Praxis schon in großen LKWs verwendet und ist dafür bekannt, ein hohes Reinigungsverhältnis mit einem Maximum von ca. "90%" zu haben. Derzeit sind die allgemeinen Harnstoff-SCR-Systeme, die nun für eine Anwendung auf Dieselmaschinen untersucht werden, entwickelt, um NOx in dem Abgas mittels NH3 (Ammoniak) zu reduzieren (zu reinigen), der aus einer Harnstoff((NH2)2CO)-Wasser-Lösung erzeugt wird (nachstehend als Harnstoffwasser bezeichnet).In recent years, urea-SCR systems (urea selective reduction systems) have been developed in electric power plants, various factories, vehicles and the like. Particularly in the field of automobiles (especially in a diesel engine vehicle), exhaust gas aftertreatment techniques for purifying and reducing NO x (nitrogen oxides) in the exhaust gas are classified in two important directions, the above-described urea SCR system and NO x storage-reduction catalyst. The urea SCR system is already used in practice in large trucks and is known to have a high cleaning ratio with a maximum of about "90%". Currently, the general urea SCR systems now being investigated for use on diesel engines are being developed to reduce (purify) NO x in the exhaust by means of NH 3 (ammonia) consisting of a urea ((NH 2 ) 2 CO) -water solution is generated (hereinafter referred to as urea water).
Herkömmlich
ist das in
Dies führt zu einer Reduktionsreaktion von NOx durch das NH3 an dem Katalysator, durch die das Abgas gereinigt wird.This results in a reduction reaction of NO x by the NH 3 on the catalyst, through which the exhaust gas is purified.
Jedoch
fördert der Katalysator, der in einer derartigen Reinigung
des Abgases verwendet wird, im Allgemeinen die Reduktionsreaktion
von NOx in einem Temperaturbereich, der
eine Aktivierungstemperatur (kritische Reaktionstemperatur) übersteigt, die
dem Katalysator zueigen ist, das heißt in einem Temperaturbereich,
der die Aktivierungstemperatur als die untere Grenze hat. Somit
kann das System, wie es in
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung berücksichtigen die Tatsache, dass der allgemeine Katalysator zum Reinigen des Abgases, der in einer in einem Fahrzeug montierten Brennkraftmaschine oder dergleichen verwendet wird, NH3 speichern kann, und dass je größer die Menge des gespeicherten NH3 ist, desto niedriger ist die Aktivierungstemperatur (kritische Reaktionstemperatur) des Katalysators. Somit führen die Erfinder derzeit verschiedene Studien durch und haben eine Zugabemengensteuerungseinrichtung für ein Abgasreinigungsmittel entwickelt, um ein Abgasreinigungsvermögen unter Ausnützung einer Abnahme einer Aktivierungstemperatur (kritische Reaktionstemperatur) aufgrund der Speicherung von NH3 zu verbessern.The inventors of the present application consider the fact that the general catalyst for purifying the exhaust gas used in a vehicle-mounted internal combustion engine or the like can store NH 3 , and the larger the amount of NH 3 stored, the lower is the activation temperature (critical reaction temperature) of the catalyst. Thus, the inventors are currently conducting various studies and have developed an additive control device for an exhaust gas purifying agent to improve an exhaust gas purification ability by utilizing a decrease in an activation temperature (critical reaction temperature) due to the storage of NH 3 .
Als eine Folge wurde herausgefunden, dass sich ein Abgasreinigungsvermögen in großem Umfang gemäß einem Zeitpunkt des Speicherns von NH3 durch Zugabe des Abgasreinigungsmittels ändert. Wenn beispielsweise das Abgas von der Fahrzeugbrennkraftmaschine gereinigt wird, während eine Drehgeschwindigkeit einer Abgabewelle der Brennkraftmaschine ausreichend hoch ist, wird die Temperatur von Abschnitten um die Brennkraftmaschine herum einschließlich des Katalysators aufgrund der Verbrennung, die durch eine vorherige Beschleunigung der Maschine bewirkt wird, ausreichend hoch. Somit, selbst wenn die Maschine verzögert wird, bleibt die Temperatur des Katalysators für eine Weile bei einer Temperatur oberhalb der Aktivierungstemperatur. Selbst wenn ein Speichern des NH3 zu derselben Zeit wie der Beginn einer Verzögerung gestartet wird, kann das Speichern des NH3 nicht effektiv sein, und das verbleibende NH3, das nicht gespeichert wird, kann zu einer Verschlechterung der Emissionscharakteristik führen.As a result, it has been found that an exhaust gas purifying ability largely changes according to a timing of storing NH 3 by adding the exhaust gas purifying agent. For example, when the exhaust gas is purified by the vehicle internal combustion engine while a rotation speed of an output shaft of the internal combustion engine is sufficiently high, the temperature of portions around the internal combustion engine including the catalyst due to the combustion caused by previous acceleration of the engine becomes sufficiently high. Thus, even if the engine is decelerated, the temperature of the catalyst remains at a temperature above the activation temperature for a while. Even if storage of the NH 3 is started at the same time as the start of deceleration, the storage of the NH 3 may not be effective, and the remaining NH 3 that is not rich stores may lead to a deterioration of the emission characteristics.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehenden Tatsachen gemacht und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Zugabemengensteuerungseinrichtung für ein Abgasreinigungsmittel vorzusehen, die ein hohes Abgasreinigungsvermögen in Erwiderung auf mehrere Bedingungen erreichen kann, und ein Abgasemissionssteuerungssystem vorzusehen, das das hohe Abgasreinigungsvermögen durch Verwenden der Zugabemengensteuerungseinrichtung aufweisen kann.The The present invention is in view of the above facts and it is an object of the invention, an addition amount control device to provide for an exhaust gas cleaner, which is a high Emission control capability in response to multiple conditions and to provide an exhaust emission control system, the high exhaust gas purification capability by using the May have an addition amount control device.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Zugabemengensteuerungseinrichtung für ein Abgasreinigungsmittel aufgebaut, um auf ein Abgasemissionssteuerungssystem zum Reinigen von Abgas angewendet zu werden, das von einer Brennkraftmaschine abgegeben wird. Das Abgasemissionssteuerungssystem hat einen Katalysator zum Fördern einer bestimmten Abgasreinigungsreaktion in einem Temperaturbereich, der eine kritische Reaktionstemperatur als eine untere Grenze hat, und ein Zugabeventil zum Zugeben eines NH3(Ammoniak)-Additivs oder eines Additivs, das als eine Erzeugungsquelle des NH3 dient, zu dem Katalysator selbst oder dem Abgas an einer stromaufwärtigen Seite in Bezug auf den Katalysator, wobei das Additiv angepasst ist, NOx (Stickstoffoxide) in dem Abgas durch die Abgasreinigungsreaktion an dem Katalysator zu reinigen. Die Zugabemengensteuerungseinrichtung ist angepasst, um eine Zugabemenge durch das Zugabeventil zu steuern, und der Katalysator hat Eigenschaften des Speicherns von NH3 und des Weiteren des Verringerns der kritischen Reaktionstemperatur, wenn die Menge einer NH3-Speicherung erhöht wird.According to the present invention, an addition amount control device for an exhaust gas purifying agent is constructed to be applied to an exhaust emission control system for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine. The exhaust emission control system has a catalyst for promoting a specific exhaust gas purification reaction in a temperature range having a critical reaction temperature as a lower limit and an adding valve for adding an NH 3 (ammonia) additive or an additive serving as a generation source of the NH 3 , to the catalyst itself or the exhaust gas on an upstream side with respect to the catalyst, wherein the additive is adapted to purify NO x (nitrogen oxides) in the exhaust gas by the exhaust gas purifying reaction on the catalyst. The addition amount control means is adapted to control an addition amount by the addition valve, and the catalyst has properties of storing NH 3 and further reducing the critical reaction temperature as the amount of NH 3 storage is increased.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat die Zugabemengensteuerungseinrichtung Folgendes: eine Modusauswahleinrichtung zum Auswählen eines Modus, der zu dieser Zeit auf der Basis einer Erfüllung einer Ausführungsbedingung für jeden Modus auszuführen ist, aus einer Vielzahl von Steuerungsmodi, wobei die Steuerungsmodi einen Reinigungssteuerungsmodus, in dem die Zugabemenge durch das Zugabeventil gemäß einem vorbestimmten Parameter bestimmt wird, der mit einer NOx-Menge in dem Abgas verknüpft ist, und einen Speichersteuerungsmodus umfassen, in dem die Zugabemenge durch das Zugabeventil festgestellt ist, um größer als die in dem Reinigungssteuerungsmodus zu sein; und eine Bedingungsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob eine Drehzahl einer Abgabewelle der Brennkraftmaschine aus einem Zustand mit höherer Drehzahl als ein zulässiges Niveau verzögert wird. Des Weiteren ist die Ausführungsbedingung des Speichersteuerungsmodus festgelegt, um nach einer vorbestimmten Nichterfüllungszeitspanne seit einem Start der Verzögerung erfüllt zu sein, wenn die Bedingungsbestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Drehzahl aus dem Zustand mit höherer Drehzahl verzögert wird.According to a first aspect of the present invention, the addition amount control means has: a mode selector for selecting a mode to be executed at that time based on satisfaction of an execution condition for each mode from among a plurality of control modes, the control modes including a purge control mode in which the addition amount is determined by the addition valve according to a predetermined parameter associated with a NO x amount in the exhaust gas and a storage control mode in which the addition amount through the addition valve is determined to be larger than that in the purge control mode; and condition determining means for determining whether a rotational speed of an output shaft of the internal combustion engine is being delayed from a higher-speed state than an allowable level. Further, the execution condition of the storage control mode is set to be satisfied after a predetermined non-satisfaction period from a start of deceleration when the condition determination means determines that the rotational speed is being retarded from the higher-speed state.
Alternativ hat gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Zugabemengensteuerungseinrichtung Folgendes: eine Modusauswahleinrichtung zum Auswählen eines Modus, der zu dieser Zeit auf der Basis einer Erfüllung einer Ausführungsbedingung für jeden Modus auszuführen ist, aus einer Vielzahl von Steuerungsmodi, wobei die Steuerungsmodi einen Reinigungssteuerungsmodus, in dem die Zugabemenge durch das Zugabeventil gemäß einem vorbestimmten Parameter bestimmt wird, der mit einer NOx-Menge in dem Abgas verknüpft ist, und einen Speichersteuerungsmodus umfassen, in dem die Zugabemenge durch das Zugabeventil festgelegt ist, um größer als die in dem Reinigungssteuerungsmodus zu sein; und eine Bedingungsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob ein Schwankungsbetrag einer Last an der Abgabewelle der Brennkraftmaschine zu einer negativen Seite hin größer als ein zulässiges Niveau ist. Des Weiteren ist die Ausführungsbedingung des Speichersteuerungsmodus festgelegt, um nach einer vorbestimmten Nichterfüllungszeitspanne seit der Schwankung erfüllt zu sein, wenn die Bedingungsbestimmungseinrichtung bestimmt, dass der Schwankungsbetrag der Last zu der negativen Seite hin größer als das zulässige Niveau ist.Alternatively, according to a second aspect of the present invention, the addition amount control means has: a mode selector for selecting a mode to be executed at that time based on satisfaction of an execution condition for each mode among a plurality of control modes, the control modes including a purge control mode wherein the amount of addition by the addition valve is determined according to a predetermined parameter associated with a NO x amount in the exhaust gas and a storage control mode in which the amount of addition by the addition valve is set to be larger than that in the purification control mode ; and condition determining means for determining whether a fluctuation amount of a load on the output shaft of the internal combustion engine is greater than an allowable level to a negative side. Further, the execution condition of the storage control mode is set to be satisfied after a predetermined non-satisfaction period since the fluctuation, when the condition determination device determines that the fluctuation amount of the load toward the negative side is greater than the allowable level.
Alternativ hat gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Zugabemengensteuerungseinrichtung Folgendes: eine Modusauswahleinrichtung zum Auswählen eines Modus, der zu dieser Zeit auf der Basis einer Erfüllung einer Ausführungsbedingung für jeden Modus auszuführen ist, aus einer Vielzahl von Steuerungsmodi, wobei die Steuerungsmodi einen Reinigungssteuerungsmodus, in dem die Zugabemenge durch das Zugabeventil gemäß einem vorbestimmten Parameter bestimmt wird, der mit einer NOx-Menge in dem Abgas verknüpft ist, und einen Speichersteuerungsmodus umfassen, in dem die Zugabemenge durch das Zugabeventil festgelegt ist, um größer als die in dem Reinigungssteuerungsmodus zu sein; und eine Bedingungsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob ein Schwankungsbetrag der Drehzahl der Abgabewelle der Brennkraftmaschine zu der negativen Seite hin größer als ein zulässiges Niveau ist. Des Weiteren ist die Ausführungsbedingung des Speichersteuerungsmodus festgelegt, um nach einer vorbestimmten Nichterfüllungszeitspanne seit der Schwankung erfüllt zu sein, wenn die Bedingungsbestimmungseinrichtung bestimmt, dass der Schwankungsbetrag der Drehzahl zu der negativen Seite hin größer als das zulässige Niveau ist.Alternatively, according to a third aspect of the present invention, the addition amount control means has: a mode selector for selecting a mode to be executed at that time based on satisfaction of an execution condition for each mode among a plurality of control modes, the control modes including a purge control mode wherein the amount of addition by the addition valve is determined according to a predetermined parameter associated with a NO x amount in the exhaust gas and a storage control mode in which the amount of addition by the addition valve is set to be larger than that in the purification control mode ; and a condition determining means for determining whether a fluctuation amount of the rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine toward the negative side is greater than an allowable level. Further, the execution condition of the storage control mode is set to be satisfied after a predetermined non-satisfaction period since the fluctuation, when the condition determination device determines that the fluctuation amount of the rotational speed toward the negative side is greater than the allowable level.
Alternativ hat gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Zugabemengensteuerungseinrichtung Folgendes: eine Modusauswahleinrichtung zum Auswählen eines Modus, der zu dieser Zeit auf der Basis einer Erfüllung einer Ausführungsbedingung für jeden Modus auszuführen ist, aus einer Vielzahl von Steuerungsmodi, wobei die Steuerungsmodi einen Reinigungssteuerungsmodus, in dem die Zugabemenge durch das Zugabeventil gemäß einem vorbestimmten Parameter bestimmt wird, der mit einer NOx-Menge in dem Abgas verknüpft ist, und einen Speichersteuerungsmodus umfassen, in dem die Zugabemenge durch das Zugabeventil festgelegt ist, um größer als die in dem Reinigungssteuermodus zu sein; und eine Bedingungsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob eine Kraftstoffunterbrechung in der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Des Weiteren ist die Ausführungsbedingung des Speichersteuerungsmodus festgelegt, um nach einer vorbestimmten Nichterfüllungszeitspanne seit einem Start der Kraftstoffunterbrechung erfüllt zu sein, wenn die Bedingungsbestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird.Alternatively, according to a fourth aspect of the present invention, the addition amount control a mode selector for selecting a mode to be executed at that time based on satisfaction of an execution condition for each mode among a plurality of control modes, the control modes including a purge control mode in which the addition amount by the addition valve is made according to a predetermined parameter determining that is associated with a NO x amount in the exhaust gas, and include a storage control mode in which the addition amount by the addition valve is set to be larger than that in the purge control mode; and condition determining means for determining whether a fuel cut is being performed in the internal combustion engine. Further, the execution condition of the storage control mode is set to be satisfied after a predetermined non-satisfaction period from a start of the fuel cut, when the condition determination means determines that the fuel cut is being performed.
Im Allgemeinen unterscheidet sich die NH3-Menge zum wirksamen Reinigen von NOx in dem Abgas (und eine Zugabemenge durch das Zugabeventil) von einer NH3-Menge, die für eine Speicherung angemessen ist (und einer Zugabemenge durch das Zugabeventil, die für ein Speichern angemessen ist). Dies ist so, weil, wenn NH3 gespeichert wird, die NH3-Menge, die weiter zu speichern ist, zusätzlich zu der NH3-Menge benötigt wird, die zum Reinigen des NOx verbraucht wird. Jede Steuerungseinrichtung des vorstehenden ersten bis vierten Aspekts der Erfindung berücksichtigt diese Tatsache mit der vorstehend genannten Eigenschaft des Katalysators, dass je größer die Menge von gespeichertem NH3 ist, desto niedriger ist die kritische Reaktionstemperatur. Solch eine Steuerungseinrichtung gemäß einem des ersten bis vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann das Reinigungsvermögen des Katalysators bei einer niedrigen Temperatur durch Verringern der kritischen Reaktionstemperatur des Katalysators durch Ausführen des vorstehend genannten Speichersteuerungsmodus verbessern. Des Weiteren, zu der Zeit einer Verzögerung oder dergleichen, wenn angenommen wird, dass der Katalysator in einem Hochtemperaturzustand oder einer ähnlichen Situation dazu ist, beginnt die Modusauswahleinrichtung ein Speichern von NH3 für eine Reinigung nicht sofort beim Verzögern der Brennkraftmaschine, bei einer Abnahme einer Last an der Maschine oder einem Beginn der Kraftstoffunterbrechung. Jedoch beginnt die Modusauswahleinrichtung das Speichern von NH3 nach einer vorbestimmten Nichterfüllungszeitspanne, die beispielsweise durch die Zeit, die Temperatur des Katalysators oder dergleichen festgelegt sein kann. Demzufolge kann die Steuerungseinrichtung gemäß einem des vorstehenden ersten bis vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung die Verschlechterung der Emissionscharakteristik in geeigneter Weise unterdrücken, während die Verschlechterung der Emissionscharakteristik aufgrund der Ausführung des unnötigen Speicherns des NH3 verringert wird.In general, the amount of NH 3 for effectively purifying NO x in the exhaust gas (and an addition amount through the addition valve) differs from an amount of NH 3 appropriate for storage (and an addition amount by the addition valve that is suitable for storage) Save is appropriate). This is so because if NH 3 is stored, the amount of NH 3, in addition to the amount of NH 3 is required, the x is used to clean the NO which is to further save. Each controller of the above first to fourth aspects of the invention takes this fact into account with the above-mentioned property of the catalyst that the larger the amount of stored NH 3 , the lower the critical reaction temperature. Such a controller according to any one of the first to fourth aspects of the present invention can improve the purification ability of the catalyst at a low temperature by decreasing the critical reaction temperature of the catalyst by executing the above-mentioned storage control mode. Further, at the time of deceleration or the like, assuming that the catalyst is in a high-temperature state or the like, the mode selector does not start storing NH 3 for cleaning immediately upon decelerating the internal combustion engine Load on the machine or a start of the fuel cut. However, the mode selecting means starts storing NH 3 after a predetermined non-satisfaction period, which may be set by the time, the temperature of the catalyst, or the like, for example. Accordingly, the control device according to any one of the above first to fourth aspects of the present invention can appropriately suppress the deterioration of the emission characteristic while reducing the deterioration of the emission characteristic due to the execution of unnecessarily storing the NH 3 .
Im Allgemeinen hat die Temperatur des Katalysators einen Einfluss auf die Eigenschaft des Katalysators (beispielsweise eine NH3-Grenzspeichermenge oder dergleichen). Des Weiteren ist es bekannt, dass je höher die Temperatur des Katalysators ist, desto niedriger ist die Grenzspeichermenge von NH3 (NH3-Grenzspeichermenge). Somit, wenn die Katalysatortemperatur ausreichend niedrig ist, ist ein Zulässigkeitsgrad bis zu der NH3-Grenzspeichermenge groß, was eine höhere Speicherung von NH3 erfordern kann. Wie vorstehend erwähnt ist, wenn der Katalysator eine niedrige Temperatur hat, ist es in höchstem Maße erfordert, dass die Aktivierungstemperatur (kritische Reaktionstemperatur) des Katalysators verringert wird. In dieser Hinsicht kann die Zugabemengensteuerungseinrichtung des Weiteren mit einer Katalysatortemperaturbestimmungseinrichtung zum Bestimmen versehen sein, ob die Temperatur des Katalysators zu dieser Zeit niedriger als ein zulässiges Niveau ist. In diesem Fall hat die vorbestimmte Nichterfüllungszeitspanne einen Endzeitpunkt, zu dem die Katalysatortemperaturbestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Temperatur des Katalysators niedriger als das zulässige Niveau ist.In general, the temperature of the catalyst has an influence on the property of the catalyst (for example, an NH 3 storage amount or the like). Furthermore, it is known that the higher the temperature of the catalyst, the lower the limit storage amount of NH 3 (NH 3 storage amount). Thus, if the catalyst temperature is sufficiently low, a degree of permissibility up to the NH 3 limit storage amount is large, which may require higher storage of NH 3 . As mentioned above, when the catalyst is at a low temperature, it is highly required that the activation temperature (critical reaction temperature) of the catalyst be lowered. In this regard, the addition amount control means may further be provided with catalyst temperature determination means for determining whether the temperature of the catalyst at that time is lower than an allowable level. In this case, the predetermined non-satisfaction period has an end time at which the catalyst temperature determination means determines that the temperature of the catalyst is lower than the allowable level.
Wenn beispielsweise die Temperatur des Katalysators zu dieser Zeit in einem vorbestimmten Temperaturbereich ist, der die kritische Reaktionstemperatur oder eine vorbestimmte Temperatur, die geringer als die kritische Reaktionstemperatur ist, als einen oberen Grenzwert hat, bestimmt die Katalysatortemperaturbestimmungseinrichtung, dass die Temperatur des Katalysators zu dieser Zeit niedriger als das zulässige Niveau ist.If For example, the temperature of the catalyst at this time in a predetermined temperature range which is the critical reaction temperature or a predetermined temperature that is less than the critical one Reaction temperature is determined as having an upper limit the catalyst temperature determining means that the temperature of the catalyst at this time lower than the allowable Level is.
Alternativ kann die Ausführungsbedingung des Reinigungssteuerungsmodus festgelegt sein, um erfüllt zu sein, wenn die Ausführungsbedingung des Speichersteuerungsmodus nicht erfüllt ist. In diesem Fall schaltet die Modusauswahleinrichtung zwischen zwei Arten der Steuerungsmodi des Reinigungssteuerungsmodus und des Speichersteuerungsmodus gemäß einer Erfüllung oder Nichterfüllung der Ausführungsbedingung um.alternative may be the execution condition of the cleaning control mode be set to be met if the execution condition Memory control mode is not met. In this case The mode selector switches between two types of control modes the cleaning control mode and the storage control mode according to a Fulfillment or non-fulfillment of the execution condition around.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zugabemengensteuerungseinrichtung für ein Abgasreinigungsmittel aufgebaut, um auf ein Abgasemissionssteuerungssystem zum Reinigen eines von einer Brennkraftmaschine abgegebenen Abgases angewendet zu werden. Das Abgasemissionssteuerungssystem hat einen Katalysator zum Fördern einer bestimmten Abgasreinigungsreaktion in einem Temperaturbereich, der eine kritische Reaktionstemperatur als eine untere Grenze hat, und ein Zugabeventil zum Zugeben eines NH3(Ammoniak)- Additivs oder eines Additivs, das als eine Erzeugungsquelle des NH3 dient, zu dem Katalysator selbst oder dem Abgas an einer stromaufwärtigen Seite in Bezug auf den Katalysator, wobei das Additiv angepasst ist, NOx (Stickstoffoxide) in dem Abgas durch die Abgasreinigungsreaktion an dem Katalysator zu reinigen. Die Zugabemengensteuerungseinrichtung ist angepasst, um eine Zugabemenge durch das Zugabeventil zu steuern, und der Katalysator hat Eigenschaften des Speicherns von NH3 und des Weiteren des Verringerns der kritischen Reaktionstemperatur, wenn die Menge einer NH3-Speicherung erhöht wird. Des Weiteren hat die Zugabemengensteuerungseinrichtung Folgendes: eine Betriebsmodusbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob der Betriebsmodus der Brennkraftmaschine ein voreingestellter Betriebsmodus ist, in dem eine Last an der Abgabewelle der Brennkraftmaschine gesteuert wird, um verringert zu werden, wenn der Katalysator eine hohe Temperatur hat, die die kritische Reaktionstemperatur übersteigt; und eine Verbietungseinrichtung zum Verbieten einer Zugabe von NH3 oder des Additivs, das als die Erzeugungsquelle von NH3 dient, durch das Zugabeventil zu dem Katalysator in einer NH3-Speichermenge während einer vorbestimmten Zeitspanne, wenn die Betriebsmodusbestimmungseinrichtung bestimmt, dass der Betriebsmodus zu dieser Zeit der voreingestellte Betriebsmodus ist.According to a fifth aspect of the present invention, an addition amount control device for an exhaust gas purifying agent is constructed to be applied to an exhaust emission control system for purifying an exhaust gas discharged from an internal combustion engine. The exhaust emission control system has a catalyst for promoting a specific exhaust gas purification reaction in a temperature range having a critical reaction temperature as a lower limit, and an addition valve for adding an NH 3 (ammonia) additive or an additive serving as a generation source of the NH 3 to the catalyst itself or the exhaust gas at one upstream side with respect to the catalyst, wherein the additive is adapted to purify NO x (nitrogen oxides) in the exhaust gas by the exhaust gas purifying reaction on the catalyst. The addition amount control means is adapted to control an addition amount by the addition valve, and the catalyst has properties of storing NH 3 and further reducing the critical reaction temperature as the amount of NH 3 storage is increased. Further, the addition amount control means has: an operation mode determination means for determining whether the operation mode of the internal combustion engine is a preset operation mode in which a load on the output shaft of the internal combustion engine is controlled to be reduced when the catalyst has a high temperature which is the critical one Exceeds reaction temperature; and prohibiting means for prohibiting addition of NH 3 or the additive serving as the generation source of NH 3 by the addition valve to the catalyst in an NH 3 storage amount for a predetermined period of time when the operation mode determination means determines that the operation mode is to this Time is the default operating mode.
In einem Betriebsmodus, in dem die auf die Abgabewelle der Brennkraftmaschine aufgebrachte Last gesteuert wird, um verringert zu werden, beispielsweise in einem Verzögerungsbetrieb, einem Kraftstoffunterbrechungsbetrieb oder einem Betrieb mit verringerter Zylinderzahl, wird angenommen, dass der Katalysator eine hohe Temperatur hat. In dieser Hinsicht wird die Speicherung von NH3 (im Speziellen eine Zugabe für den Zweck des Speicherns) für die vorbestimmte Zeitspanne verhindert, beispielsweise während die Katalysatortemperatur ausreichend hoch ist. Dies kann eine Verschlechterung der Emissionscharakteristik in geeigneter Weise unterdrücken, während eine Abnahme eines Reinigungsverhältnisses von NOx aufgrund der Ausführung der unnötigen Speicherung von NH3 verringert wird.In an operation mode in which the load applied to the output shaft of the internal combustion engine is controlled to be decreased, for example, in a deceleration operation, a fuel cut operation, or a reduced-cylinder operation, it is considered that the catalyst has a high temperature. In this regard, the storage of NH 3 (specifically, an addition for the purpose of storing) is prevented for the predetermined period of time, for example, while the catalyst temperature is sufficiently high. This can suitably suppress a deterioration of the emission characteristic while decreasing a decrease in a purifying ratio of NO x due to the execution of the unnecessary storage of NH 3 .
Beispielsweise kann das Zugabeventil angepasst sein, um eine wässrige Harnstofflösung als das Additiv zu dem Abgas an der stromaufwärtigen Seite mit Bezug auf den Katalysator einzuspritzen und zuzugeben. In diesem Fall wird die wässrige Harnstofflösung zu dem Abgas an der stromaufwärtigen Seite mit Bezug auf den Katalysator eingespritzt und zugegeben, sodass der Harnstoff durch Abgaswärme oder dergleichen hydrolisiert wird, bis der Harnstoff den Katalysator erreicht, um NH3 zu bilden. Dies kann mehr NH3 (Reinigungsmittel) zu dem Katalysator zuführen.For example, the addition valve may be adapted to inject and add an aqueous urea solution as the additive to the exhaust gas on the upstream side with respect to the catalyst. In this case, the aqueous urea solution is injected to the exhaust gas on the upstream side with respect to the catalyst and added so that the urea is hydrolyzed by exhaust heat or the like until the urea reaches the catalyst to form NH 3 . This can perform 3 (detergent) to the catalyst more NH.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht offensichtlich von der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen, wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden.additional Objects and advantages of the present invention will be readily apparent from the following detailed description of preferred embodiments, when taken together with the accompanying drawings.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Eine
Zugabemengensteuerungseinrichtung für ein Abgasreinigungsmittel
und ein Abgasemissionssteuerungssystem gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Das Abgasemissionssteuerungssystem
dieser Ausführungsform hat beispielsweise den grundlegenden Aufbau,
der in einem allgemeinen Harnstoff-SCR-System (Harnstoff-Selektivreduktions-System)
verwendet wird. Bei dem in
Mit
Bezug auf
Wie
in
Im
Speziellen sind verschiedene Abgasreinigungsvorrichtungen in dem
Abgasemissionssteuerungssystem angeordnet, um ein Abgasreinigungssystem
zu bilden. Die Abgasreinigungsvorrichtungen beinhalten einen Dieselpartikelfilter
(DPF)
Das
heißt in diesem System erzeugt die Zugabe des Harnstoffwassers
durch das Harnstoffwasserzugabeventil
Das überschüssige
NH3 (Überschuss-NH3), das
in der vorstehenden Reduktionsreaktion (die in der Formel 2 dargestellt
ist) nicht verbraucht wird und in die stromabwärtige Seite
des SCR-Katalysators
Als nächstes wird jede der vorstehend beschriebenen Abgasreinigungsvorrichtungen, die das Abgasreinigungssystem des Abgasemissionssteuerungssystems gemäß dieser Ausführungsform bilden, nachstehend im Detail beschrieben.When Next, each of the above-described exhaust gas purification devices, the exhaust purification system of the exhaust emission control system according to this embodiment, described in detail below.
Zunächst
ist der DPF
Der
SCR-Katalysator
Der
Aufbau des Harnstoffwasserzugabeventils
Andererseits
beinhaltet ein Harnstoffwasserzufuhrsystem zum Druckfördern
des Harnstoffwassers zu dem Harnstoffwasserzugabeventil
Zu
dieser Zeit werden Fremdpartikel, die in dem Harnstoffwasser enthalten
sind, durch einen Sperrfilter
Ein
Abschnitt zum hauptsächlichen Durchführen einer
Steuerung, die mit der Abgasreinigung verknüpft ist, als
eine elektronische Steuerungseinheit in einem derartigen System
ist die ECU
In
der vorstehenden Beschreibung ist der Aufbau des Abgasemissionssteuerungssystems
dieser Ausführungsform im Detail beschrieben worden. Das
heißt in dieser Ausführungsform mit diesem Aufbau
wird NH3, das als das Reinigungsmittel dient,
zu dem Abgas in der Form einer wässrigen Harnstofflösung
(Harnstoffwasser) durch das Zugabeventil
Wie
in
Die
Maschinenverzögerungszeitspanne ist durch wiederholtes
Durchführen eines Routinenablaufs festgelegt, der anders
als der in
Wie
in
Im
Gegensatz dazu dient der Prozess, der in
Wie
in
Das heißt, wenn die Maschine verzögert wird, geht der Ablauf weiter zu Schritt S42. In Schritt S42 wird bestimmt, ob die Maschinendrehzahl zu dieser Zeit niedriger als ein zulässiges Niveau ist, und im Speziellen, ob die Maschinendrehzahl niedriger als ein vorbestimmter Bestimmungswert ist (Maschinendrehzahl < Bestimmungswert). Der vorbestimmte Bestimmungswert in Schritt S42 ist nicht notwendigerweise derselbe wie der Bestimmungswert in Schritt S31. Der Bestimmungsprozess in Schritt S42 wird wiederholt durchgeführt. Wenn in Schritt S42 bestimmt wird, dass die Maschinendrehzahl niedriger als das zulässige Niveau ist (vorbestimmter Bestimmungswert), wird bestimmt, dass die Maschine bei der niedrigen Geschwindigkeit ist, und in dem nachfolgenden Schritt S43 wird der Zeitpunkt zu dieser Zeit als der Endzeitpunkt der Maschinenverzögerungszeitspanne festgelegt. Die Maschinenverzögerungszeitspanne, die vorstehend beschrieben ist, wird auf diese Weise bestimmt.The means, if the machine is delayed, go the flow proceeds to step S42. In step S42, it is determined whether the engine speed at this time is lower than a permissible one Level is, and in particular, whether the engine speed is lower is a predetermined determination value (engine speed <determination value). The predetermined determination value in step S42 is not necessarily the same as the determination value in step S31. The determination process in step S42 is repeatedly performed. When in step S42 determines that the engine speed is lower than that permissible level is (predetermined determination value), becomes determines that the machine is at low speed, and in the subsequent step S43, the time becomes at this time as the end time of the engine delay period established. The machine delay time span above is determined in this way.
Wenn in Schritt S10 bestimmt wird, dass die Zeit in der Maschinenverzögerungszeitspanne ist, werden die Prozesse in Schritt S11 und den folgenden Schritten ausgeführt. Wenn in demselben Schritt S10 bestimmt wird, dass die Zeit nicht in der Maschinenverzögerungszeitspanne ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S19a.If in step S10, it is determined that the time is in the engine delay period is, the processes in step S11 and the following steps are executed. If it is determined in the same step S10 that the time is not is in the machine delay period, the process goes proceed to step S19a.
In
dieser Ausführungsform wählt die Zugabemengensteuerungseinrichtung
einen von einem Reinigungssteuerungsmodus und einem Speichersteuerungsmodus
aus, der ausgeführt werden soll. In dem Reinigungssteuerungsmodus
wird eine Zugabemenge des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil
Das
heißt, wenn in S10 bestimmt wird, dass die Zeit nicht in
der Maschinenverzögerungszeitspanne ist, wird der Reinigungssteuerungsmodus durch
die Prozesse in Schritten S19a und S20 durchgeführt. Im
Speziellen wird im Schritt S19a eine Zugabemenge Q des Harnstoffwassers
gemäß der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge unter
Verwendung eines Referenzkennfelds (oder einer mathematischen Formel)
zur Berechnung einer vorbestimmten Zugabemenge des Harnstoffwassers erhalten.
Dieses Referenzkennfeld hat geeignete Werte (Optimalwerte) der Harnstoffwasserzugabemenge
Q, die durch Experimente oder dergleichen gemäß den
jeweiligen optimalen Werten der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge
im Voraus bestimmt und in diesem niedergeschrieben sind. Das Kennfeld
ist beispielsweise in dem ROM oder dergleichen in der ECU
Wenn
andererseits in dem vorherigen Schritt S10 bestimmt wird, dass die
Zeit in der Maschinenverzögerungszeitspanne ist, wird in
dem nachfolgenden Schritt S11 eine Abgastemperatur Tex erfasst. Beispielsweise
kann die Abgastemperatur Tex tatsächlich durch den Abgassensor
Dann
wird in Schritt S13 bestimmt, ob die Katalysatortemperatur Tc, die
in dem vorherigen Schritt S12 berechnet wird, kleiner als ein vorbestimmter
Bestimmungswert Ts (Tc < Ts)
ist. Der Bestimmungswert Ts ist variabel gemäß einer
entsprechenden kritischen Reaktionstemperatur von jeder Zeit festgelegt.
Wenn in Schritt S13 bestimmt wird, dass die Katalysatortemperatur
Tc nicht kleiner als der Bestimmungswert Ts ist, geht der Ablauf
zu dem nächsten Schritt S19a, in dem der Reinigungssteuerungsmodus
durchgeführt wird, der vorstehend beschrieben ist. Das
heißt, selbst wenn die Maschine verzögert wird,
wird NH3 nicht an dem SCR-Katalysator
Im
Gegensatz dazu, wenn in Schritt S13 bestimmt wird, dass die Katalysatortemperatur
Tc kleiner als der Bestimmungswert Ts ist, wird der Speichersteuerungsmodus
durch die Steuerungsprozesse in den folgenden Schritten S14 bis
S20 durchgeführt, um NH3 in dem
SCR-Katalysator
Im
Speziellen wird in Schritt S14 zuerst eine derzeitige NH3-Speichermenge ST1 erhalten, die die NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators
Dann
wird in Schritt S15 eine NH3-Grenzspeichermenge
ST21 auf der Basis der Katalysatortemperatur Tc berechnet, die in
dem vorherigen Schritt S12 berechnet wird.
Dann
wird in Schritt S16 eine notwendige NH3-Speichermenge
(eine erforderte NH3-Speichermenge ST22,
beispielsweise ein fixierter Wert) erhalten, um eine gewünschte
Temperatur als die kritische Reaktionstemperatur (Aktivierungstemperatur)
des SCR-Katalysators
In dem folgenden Schritt S17 wird durch Vergleichen der NH3-Grenzspeichermenge ST21, die in Schritt S15 erhalten wird, mit der erforderten NH3-Speichermenge ST22, die in Schritt S16 erhalten wird, bestimmt, ob die erforderte NH3-Speichermenge ST22 kleiner als die NH3-Grenzspeichermenge ST21 ist (ST21 > ST22). Wenn in Schritt S17 bestimmt wird, dass die Beziehung ST21 > ST22 erfüllt ist, dann wird in dem folgenden Schritt S171 die vorstehende erforderte NH3-Speichermenge ST22 als eine NH3-Zielspeichermenge ST2 festgelegt. Andererseits, wenn in Schritt S17 bestimmt wird, dass die Beziehung ST21 > ST22 nicht erfüllt ist, dann wird in Schritt S172 die vorstehende NH3-Grenzspeichermenge ST21 als die NH3-Zielspeichermenge ST2 festgelegt.In the following step S17, by comparing the NH 3 storage amount ST21 obtained in step S15 with the required NH 3 storage amount ST22 obtained in step S16, it is determined whether the required NH 3 storage amount ST22 is smaller than the NH 3 limit storage amount ST21 is (ST21> ST22). If it is determined in step S17 that the relationship ST21> ST22 is met, then in the following step S171, the above required NH3 storage amount ST22 as an NH 3 -Zielspeichermenge ST2 is set. On the other hand, if it is determined in step S17 that the relationship ST21> ST22 is not satisfied, then in step S172, the above NH 3 -limit amount ST21 is set as the NH 3 target storage amount ST2.
Dann wird in Schritt S18 ein Unterschied zwischen der derzeitigen NH3-Speichermenge ST1 und der NH3-Zielspeichermenge ST2 als ein Defizit der NH3-Speichermenge ΔST berechnet (eine Speichermenge, die im Vergleich zu der NH3-Zielspeichermenge ST2 fehlt) (ΔST = ST2 – ST1).Then, in step S18, a difference between the current NH 3 storage amount ST1 and the NH 3 target storage amount ST2 is calculated as a deficit of the NH 3 storage amount ΔST (a storage amount that is absent compared to the NH 3 target storage amount ST2) (ΔST = ST2 - ST1).
Dann
wird in Schritt S19b eine Harnstoffwasserzugabemenge Q unter Verwendung
des Referenzkennfelds zur Berechnung der vorbestimmten Harnstoffwasserzugabemenge
(derselben wie die, die in Schritt S19a verwendet wird) und des NH3-Speichermengendefizits ΔST erhalten.
Im Speziellen ist die Harnstoffwasserzugabemenge Q in dem Speichersteuerungsmodus
eine Harnstoffwasserzugabemenge, die im Vergleich zu der Harnstoffwasserzugabemenge
in dem Reinigungssteuerungsmodus erhöht ist, um das NH3-Speichermengendefizit ΔST zu decken.
In dem folgenden Schritt S20 wird das Harnstoffwasserzugabeventil
Wie
in
In
dem Vergleichsbeispiel (durch die durchgehende Linie in
Zu
dieser Zeit beginnt die Temperatur des SCR-Katalysators
Auf
diese Weise wird in dieser Ausführungsform die Reihe von
Steuerungsschritten in dem in
Des
Weiteren wird die Aktivierungstemperatur des Katalysators
Wie vorstehend beschrieben ist, erreichen die Zugabemengensteuerungseinrichtung für ein Abgasreinigungsmittel und das Abgasemissionssteuerungssystem gemäß dieser Ausführungsform die folgenden exzellenten Effekte und Vorteile.
- (1) Die Zugabemengensteuerungseinrichtung kann
in geeigneter Weise auf das Abgasemissionssteuerungssystem zum Reinigen
des Abgases angewendet werden, das von der Brennkraftmaschine (Maschine)
abgegeben wird. In diesem Fall hat die Zugabemengensteuerungseinrichtung den
SCR-Katalysator
13 mit den Eigenschaften des Speicherns von NH3 und des Weiteren des Verringerns der kritischen Reaktionstemperatur (Aktivierungstemperatur), wenn die Menge einer NH3-Speicherung erhöht wird (siehe6 ). Der SCR-Katalysator13 ist angepasst, um eine bestimmte Abgasreinigungsreaktion in einem Temperaturbereich zu fördern, der die kritische Reaktionstemperatur als die untere Grenze hat. Die Zugabemengensteuerungseinrichtung hat auch das Harnstoffwasserzugabeventil16 zum Zugeben des Additivs (Harnstoffwasser), das als eine NH3(Ammoniak)-Erzeugungsquelle dient, zu dem Abgas an der stromaufwärtigen Seite mit Bezug auf den SCR-Katalysator13 . Das Additiv ist angepasst, das Abgas durch die vorstehende Abgasreinigungsreaktion mit NOx (Stickstoffoxide) in dem Abgas an dem Katalysator13 zu reinigen. Des Weiteren ist die Zugabemengensteuerungseinrichtung angepasst, die Zugabemenge des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil16 zu steuern. Solch eine Zugabemengensteuerungseinrichtung für ein Abgasreinigungsmittel (ECU40 ) hat ein Steuerungsprogramm (Modusauswahleinrichtung, entspricht Schritten S10 und S13 in2 ) zum Auswählen eines Modus, der zu dieser Zeit auf der Basis einer Erfüllung der Ausführungsbedingung für jeden Modus auszuführen ist, aus einer Vielzahl von Steuerungsmodi, einschließlich eines Reinigungssteuerungsmodus und eines Speichersteuerungsmodus. In dem Reinigungssteuerungsmodus wird die Zugabemenge des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil16 gemäß einem vorbestimmten Parameter bestimmt, der mit der NOx-Menge des Abgases verknüpft ist. In dem Speichersteuerungsmodus wird die Zugabemenge des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil16 festgelegt, um größer als die in dem Reinigungssteuerungsmodus zu sein. Die Zugabemengensteuerungseinrichtung hat auch ein Steuerungsprogramm (Bedingungsbestimmungseinrichtung, entspricht Schritt S31 in3 ) zum Bestimmen, ob eine Drehzahl einer Abgabewelle der Maschine (Maschinendrehzahl) aus einem Zustand mit höherer Geschwindigkeit als ein zulässiges Niveau verzögert wird. Wenn durch den Prozess in Schritt S31 bestimmt wird, dass die Drehzahl aus dem Hochgeschwindigkeitszustand verzögert wird, ist die Ausführungsbedingung des Speichersteuerungsmodus nach einer vorbestimmten Nichterfüllungszeitspanne (die durch den Prozess in Schritt S13 festgelegt wird, der in2 gezeigt ist) seit einem Start der Verzögerung erfüllt. Dies kann das Reinigungsvermögen des Katalysators durch Verringern der kritischen Reaktionstemperatur des Katalysators durch Ausführung des vorstehend genannten Speichersteuerungsmodus verringern. Bei der Verzögerungszeit, wenn angenommen wird, dass der Katalysator eine hohe Temperatur hat, wird das Speichern von NH3 nicht unmittelbar nach dem Beginn einer Verzögerung gestartet, sondern nach der vorbestimmten Nichterfüllungszeitspanne (nach einer Zeitspanne, in der die Katalysatortemperatur niedriger als das zulässige Niveau wird). Dies kann in geeigneter Weise die Verschlechterung der Emissionscharakteristik unterdrücken, während die Verschlechterung der Emissionscharakteristik aufgrund der Ausführung der unnötigen Speicherung des NH3 verringert wird. - (2) In dem Speichersteuerungsmodus in Schritt S20, der in
2 gezeigt ist, wird die NH3-Speichermenge des SCR- Katalysators13 gesteuert, um die NH3-Zielspeichermenge ST2 zu sein, durch Ausgleichen des Defizits der NH3-Speichermenge, die einer Differenz zwischen der NH3-Zielspeichermenge ST2 und der derzeitigen NH3-Speichermenge ST1 entspricht (das heißt des NH3-Speichermengendefizits ΔST), durch den Prozess in Schritt S19b. Somit wird in dem Speichersteuerungsmodus das Defizit der NH3-Speichermenge (NH3-Speichermengendefizit ΔST) ausgeglichen, sodass die NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators13 auf die NH3-Zielspeichermenge festgelegt werden kann. - (3) In dem in
2 gezeigten Schritt S20 wird, während eine vorbestimmte Bedingung (Bedingungen in Schritten S10 und S13) erfüllt ist, die Steuerung der NH3-Speichermenge in Schritten S14 bis S20, die vorstehend beschrieben sind, wiederholt durchgeführt. Mit diesem Aufbau kann die NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators13 fortlaufend auf eine geeignete Menge mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, während die vorbestimmte Bedingung in Schritten S10 und S13 erfüllt ist. Somit wird die Aktivierungstemperatur (das heißt die kritische Reaktionstemperatur) des Katalysators13 auf eine geeignete Temperatur gesteuert. - (4) Die Zugabemengensteuerungseinrichtung hat des Weiteren ein
Steuerungsprogramm (Katalysatortemperaturbestimmungseinrichtung, Schritt
S13, der in
2 gezeigt ist) zum Bestimmen, ob die Temperatur des SCR-Katalysators13 zu dieser Zeit (Katalysatortemperatur Tc) niedriger als das zulässige Niveau ist. Der Zeitpunkt, wenn in Schritt S13 bestimmt wird, dass die Temperatur des SCR-Katalysators13 niedriger als das zulässige Niveau ist (Zeitpunkt t3, der in8 gezeigt ist) wird als der Endzeitpunkt der vorbestimmten Nichterfüllungszeitspanne festgelegt. Zu diesem Endzeitpunkt wird der Speichersteuerungsmodus begonnen. Demzufolge ist es möglich, das NH3 in einer begrenzten Weise in der höhere Anforderung stellenden Bedingung zu speichern, das heißt, wenn die Katalysatortemperatur ausreichend niedrig ist (niedriger als das zulässige Niveau). - (5) Der Bestimmungswert Ts, der in dem in
2 gezeigten Schritt S13 verwendet wird, kann variabel auf die kritische Reaktionstemperatur von jeder Zeit festgelegt sein. Das heißt in Schritt S13, wenn die Katalysatortemperatur Tc in einem vorbestimmten Temperaturbereich ist (Tc < Ts), in dem die kritische Reaktionstemperatur (Bestimmungswert Ts) der obere Grenzwert ist, wird bestimmt, dass die Katalysatortemperatur Tc niedriger als das zulässige Niveau ist. Auf diese Weise kann der Startzeitpunkt der NH3-Speicherung, die vorstehend beschrieben ist (Zeitpunkt t3, der in8A bis8C gezeigt ist), auf eine günstigere Zeit festgelegt werden. - (6) Die Ausführungsbedingung des Reinigungssteuerungsmodus
ist erfüllt, wenn die Ausführungsbedingung des
Speichersteuerungsmodus nicht erfüllt ist. Das heißt
in den in
2 gezeigten Schritten S10 und S13 werden zwei Arten von Steuerungsmodi, und zwar der Reinigungssteuerungsmodus und der Speichersteuerungsmodus, gemäß der Erfüllung oder Nichterfüllung dieser Ausführungsbedingungen umgeschaltet. Dies kann die Steuerung der Abgasreinigung leichter und genauer erreichen. - (7) In Schritt S14, der in
2 gezeigt ist, wird der Betrag einer Erhöhung oder einer Abnahme einer NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators13 zu jeder Zeit auf der Basis der Differenz zwischen der NH3-Menge, die zu dem SCR-Katalysator13 zugeführt wird, und der NH3-Verbrauchsmenge an dem Katalysator13 bestimmt. Des Weiteren werden die Erhöhungs- oder Abnahmebeträge der jeweiligen Zeiten anschließend summiert (ST1 (Wert zu dieser Zeit) = ΣST1 (vorheriger Wert) + ΔNH3), wodurch die derzeitige NH3-Speichermenge ST1 erfasst wird, wie vorstehend beschrieben ist. Dieser Aufbau macht es möglich, den Betrag einer Erhöhung oder einer Abnahme der NH3-Speichermenge zu jeder Zeit und die derzeitige NH3-Menge ST1 durch Bestimmen, dass das verbleibende NH3 an dem SCR-Katalysator13 gespeichert ist, auf der Basis der Zunahme und der Abnahme der NH3-Menge genau zu berechnen. - (8) In dem in
2 gezeigten Schritt S14 wird die Verbrauchsmenge von NH3 an dem SCR-Katalysator13 auf der Basis eines vorbestimmten Parameters bestimmt, der mit dem Betriebszustand der Maschine verknüpft ist (beispielsweise der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge). Mit diesem Aufbau kann die von der Maschine abgegebene NOx-Menge und des Weiteren die NH3-Verbrauchsmenge an dem SCR-Katalysator13 leichter und genauer erfasst werden. - (9) Die Zugabemengensteuerungseinrichtung hat auch ein Steuerungsprogramm
(Grenzspeichermengenerfassungseinrichtung, entspricht Schritt S15,
der in
2 gezeigt ist) zum Erfassen der Grenzspeichermenge von NH3, die in dem SCR-Katalysator13 zu dieser Zeit gespeichert werden kann (NH3-Grenzspeichermenge ST21). Die Zugabemengensteuerungseinrichtung hat des Weiteren ein Steuerungsprogramm (Schritte S17, S171 und S172, die in2 gezeigt sind) zum Festlegen eines variablen Bereichs der NH3-Zielspeichermenge ST2 durch Verwenden der NH3-Grenzspeichermenge ST21. Die NH3-Grenzspeichermenge ST21 wird durch den Prozess in Schritt S15 erfasst und als der obere Grenzwert (Überwachungswert) festgelegt. Somit ist es möglich, die NH3-Grenzspeichermenge ST21 als die obere Grenze festzulegen, um die Zufuhr des überschüssigen NH3 zu verhindern (oder zu unterdrücken). - (10) In dem in
2 gezeigten Schritt S15 wird die NH3-Grenzspeichermenge ST21 auf der Basis der Abgastemperatur an der stromabwärtigen Seite mit Bezug auf den Katalysator13 erfasst, die der Temperatur des SCR-Katalysators13 entspricht. Somit kann die Temperatur des SCR-Katalysators13 mit hoher Genauigkeit erfasst (geschätzt) werden. - (11) Eine Temperatur, die niedriger als die Katalysatortemperatur
von "140°C" ist und in einem Leerlauf angenommen wird,
und eine NH3-Speichermenge, die zu der Temperatur
korrespondiert, sind als die kritische Reaktionstemperatur ST1 bzw.
als die erforderte NH3-Speichermenge ST22
(siehe
6 für beide) festgelegt. Dies kann das Abgas sicher reinigen, selbst wenn eine Beschleunigung aus dem Leerlaufzustand begonnen wird. - (12) Das Harnstoffwasserzugabeventil
16 ist gestaltet, um die wässrige Harnstofflösung als das Additiv, das als die NH3-Erzeugungsquelle wirkt, zu dem Abgas an der stromaufwärtigen Seite (Abgasrohr12 ) mit Bezug auf den SCR-Katalysator13 einzuspritzen und zuzugeben (das heißt, um das sogenannte Harnstoff-SCR-System zu schaffen). Somit wird die wässrige Harnstofflösung zu dem Abgas an der stromaufwärtigen Seite mit Bezug auf den SCR-Katalysator13 eingespritzt und zugegeben. Deshalb wird der Harnstoff, bis das Harnstoffwasser den Katalysator13 erreicht, durch Abgaswärme oder dergleichen hydrolisiert, um NH3 zu bilden. Dadurch kann mehr NH3 (Reinigungsmittel) zu dem SCR-Katalysator13 zugeführt werden. - (13) Das vorstehende Harnstoff-SCR-System ist in dem Fahrzeug installiert, das mit der Dieselmaschine ausgestattet ist (vierrädriges Fahrzeug in dieser Ausführungsform). Dies kann die Kraftstoffeffizienz verbessern und die PM durch Gestatten der Erzeugung von NOx während des Verbrennungsprozesses verringern. Dadurch kann das sauberere Dieselfahrzeug mit dem hohen Abgasreinigungsvermögen erreicht werden.
- (14) Im Gegensatz dazu hat das Abgasemissionssteuerungssystem
den SCR-Katalysator
13 und das Harnstoffwasserzugabeventil16 zusammen mit jedem Programm (ECU40 ) und eine Harnstoffwasserzufuhrvorrichtung (den Harnstoffwassertank17a , die Pumpe17b und dergleichen) zum Zuführen der wässrigen Harnstofflösung zu dem Zugabeventil16 . Das Abgasemissionssteuerungssystem mit diesem Aufbau schafft das Abgasreinigungssystem mit dem höheren Abgasreinigungsvermögen.
- (1) The addition amount control means may be suitably applied to the exhaust emission control system for purifying the exhaust gas discharged from the internal combustion engine (engine). In this case, the addition amount controller has the SCR catalyst
13 with the properties of storing NH 3 and further reducing the critical reaction temperature (activation temperature) when the amount of NH 3 storage is increased (see6 ). The SCR catalyst13 is adapted to promote a particular exhaust gas purification reaction in a temperature range having the critical reaction temperature as the lower limit. The addition amount controller also has the urea water addition valve16 for adding the additive (urea water) serving as an NH 3 (ammonia) generation source to the exhaust gas on the upstream side with respect to the SCR catalyst13 , The additive is adapted to the exhaust gas by the above exhaust gas purifying reaction with NO x (nitrogen oxides) in the exhaust gas on the catalyst13 to clean. Further, the addition amount control means is adapted, the addition amount of the urea water by the urea water addition valve16 to control. Such an addition amount control device for an exhaust gas purifying means (ECU40 ) has a control program (mode selector, corresponds to steps S10 and S13 in FIG2 ) for selecting a mode to be executed at that time based on fulfillment of the execution condition for each mode, among a plurality of control modes including a cleaning control mode and a memory control mode. In the purge control mode, the addition amount of the urea water by the urea water addition valve becomes16 determined according to a predetermined parameter, which is linked to the NO x amount of the exhaust gas. In the storage control mode, the addition amount of the urea water by the urea water addition valve becomes16 set to be greater than that in the cleaning control mode. The addition amount control means also has a control program (condition determination means, which corresponds to step S31 in FIG3 ) for determining whether a rotational speed of an output shaft of the engine (engine rotational speed) is being retarded from a higher speed state than an allowable level. When it is determined by the process in step S31 that the rotational speed is being decelerated from the high-speed state, the execution condition of the storage control mode is after a predetermined non-satisfaction period (which is set by the process in step S13 that is in FIG2 shown) has been met since a start of the delay. This can reduce the purifying ability of the catalyst by reducing the critical reaction temperature of the catalyst by executing the aforementioned storage control mode. In the delay time, when it is assumed that the catalyst has a high temperature, is the storage of NH 3 is not started immediately after the start of a delay, but after the predetermined non-satisfaction period (after a period in which the catalyst temperature becomes lower than the allowable level). This can suitably suppress the deterioration of the emission characteristic while reducing the deterioration of the emission characteristic due to the execution of the unnecessary storage of the NH 3 . - (2) In the memory control mode in step S20 included in
2 is shown, the NH 3 storage amount of the SCR catalyst13 controlled to be the NH 3 target storage amount ST2 by offsetting the deficit of the NH 3 storage amount corresponding to a difference between the NH 3 target storage amount ST2 and the current NH 3 storage amount ST1 (that is, the NH 3 storage amount deficit ΔST ), through the process in step S19b. Thus, in the storage control mode, the deficit of the NH 3 storage amount (NH 3 storage amount deficit ΔST) is compensated, so that the NH 3 storage amount of the SCR catalyst13 can be set to the NH 3 target amount. - (3) In the in
2 As shown in step S20, while a predetermined condition (conditions in steps S10 and S13) is satisfied, the control of the NH 3 storage amount in steps S14 to S20 described above is repeatedly performed. With this construction, the NH 3 storage amount of the SCR catalyst13 are continuously controlled to an appropriate amount with high accuracy while the predetermined condition is satisfied in steps S10 and S13. Thus, the activation temperature (that is, the critical reaction temperature) of the catalyst becomes13 controlled to a suitable temperature. - (4) The addition amount control means further has a control program (catalyst temperature determination means, step S13 shown in FIG
2 shown) for determining whether the temperature of the SCR catalyst13 at this time (catalyst temperature Tc) is lower than the allowable level. The time when it is determined in step S13 that the temperature of the SCR catalyst13 is lower than the allowable level (time t3, which is in8th is shown) is set as the end time of the predetermined non-satisfaction period. At this end time, the memory control mode is started. Accordingly, it is possible to store the NH 3 in a limited manner in the higher requirement condition, that is, when the catalyst temperature is sufficiently low (lower than the allowable level). - (5) The determination value Ts, which in the in
2 shown step S13 may be variably set to the critical reaction temperature of each time. That is, in step S13, when the catalyst temperature Tc is in a predetermined temperature range (Tc <Ts) in which the critical reaction temperature (determination value Ts) is the upper limit, it is determined that the catalyst temperature Tc is lower than the allowable level. In this way, the starting time of the NH 3 storage described above (time t3, which is in FIG8A to8C shown) to be set at a more favorable time. - (6) The execution condition of the cleaning control mode is satisfied when the execution condition of the storage control mode is not satisfied. That is in the in
2 As shown in steps S10 and S13, two kinds of control modes, the cleaning control mode and the storage control mode, are switched according to the fulfillment or non-fulfillment of these execution conditions. This can more easily and accurately achieve control of exhaust gas purification. - (7) In step S14, which is in
2 is shown, the amount of an increase or decrease of a NH 3 storage amount of the SCR catalyst13 at any time based on the difference between the amount of NH 3 added to the SCR catalyst13 and the amount of NH 3 consumed on the catalyst13 certainly. Further, the increment or decrement amounts of the respective times are then summed (ST1 (value at this time) = ΣST1 (previous value) + ΔNH 3 ), thereby detecting the current NH 3 storage amount ST1 as described above. This structure makes it possible to determine the amount of increase or decrease of the NH 3 storage amount at each time and the current NH 3 amount ST1 by determining that the remaining NH 3 on the SCR catalyst13 is calculated accurately based on the increase and decrease in NH 3 amount. - (8) In the
2 As shown in step S14, the consumption amount of NH 3 on the SCR catalyst13 determined on the basis of a predetermined parameter associated with the operating state of the engine (for example, the engine speed and the fuel injection amount). With this structure, the output from the engine NO x amount and further the NH 3 consumption amount of the SCR catalyst13 be detected more easily and accurately. - (9) The addition amount control means also has a control program (limit storage amount detecting means, corresponding to step S15 shown in FIG
2 is shown) for detecting the limit storage amount of NH 3 in the SCR catalyst13 can be stored at this time (NH 3 limit storage amount ST21). The addition amount controller has Further, a control program (steps S17, S171 and S172, which are described in US Pat2 are shown) for setting a variable range of the NH 3 target storage amount ST2 by using the NH 3 limit storage amount ST21. The NH 3 storage amount ST21 is detected by the process in step S15 and set as the upper limit value (guard value). Thus, it is possible to set the NH 3 storage amount ST21 as the upper limit to prevent (or suppress) the supply of the excess NH 3 . - (10) In the
2 As shown in step S15, the NH 3 storage amount ST21 becomes based on the exhaust gas temperature at the downstream side with respect to the catalyst13 recorded the temperature of the SCR catalyst13 equivalent. Thus, the temperature of the SCR catalyst13 recorded (estimated) with high accuracy. - (11) A temperature lower than the catalyst temperature of "140 ° C" and assumed to be idling and an NH 3 storage amount corresponding to the temperature are referred to as the critical reaction temperature ST1 and the required NH, respectively 3 storage amount ST22 (see
6 for both). This can purify the exhaust gas safely even if acceleration from the idling state is started. - (12) The urea water addition valve
16 is designed to the aqueous urea solution as the additive, which acts as the NH 3 generation source, to the exhaust gas on the upstream side (exhaust pipe12 ) with respect to the SCR catalyst13 Inject and add (that is, to create the so-called urea-SCR system). Thus, the aqueous urea solution becomes the exhaust gas on the upstream side with respect to the SCR catalyst13 injected and added. Therefore, the urea, until the urea water is the catalyst13 is hydrolyzed by exhaust heat or the like to form NH 3 . This allows more NH 3 (cleaning agent) to the SCR catalyst13 be supplied. - (13) The above urea SCR system is installed in the vehicle equipped with the diesel engine (four-wheeled vehicle in this embodiment). This can improve the fuel efficiency and reduce the PM by allowing the generation of NO x during the combustion process. As a result, the cleaner diesel vehicle can be achieved with the high emission of exhaust gas.
- (14) In contrast, the exhaust emission control system has the SCR catalyst
13 and the urea water addition valve16 together with each program (ECU40 ) and a urea water supply device (the urea water tank17a , the pump17b and the like) for supplying the aqueous urea solution to the addition valve16 , The exhaust emission control system having this structure provides the exhaust gas purification system having the higher exhaust gas purification ability.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform kann in der folgenden Weise geändert werden.The The embodiment described above can be seen in the following Be changed way.
In
der vorstehend genannten Ausführungsform, wenn die Katalysatortemperatur
Tc in dem vorbestimmten Temperaturbereich ist (Tc < Ts), wobei die
kritische Reaktionstemperatur (Bestimmungswert Ts) als der obere
Grenzwert verwendet wird, wird bestimmt, dass die Katalysatortemperatur
Tc niedriger als das zulässige Niveau ist (Schritt S13,
der in
Gemäß den
Anwendungen des Abgasemissionssteuerungssystems kann der Steuerungsprozess
in Schritt S15, S17, S171 oder S172, die in
In der vorstehend genannten Ausführungsform wird die Nichterfüllungszeitspanne (die Nichtausführungszeitspanne des Speichersteuerungsmodus) festgelegt, wenn die Drehzahl der Abgabewelle der Maschine (Maschinendrehzahl) aus dem Hochgeschwindigkeitszustand verzögert wird, in dem die Drehzahl höher als das zulässige Niveau ist, aber die Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Wenn beispielsweise größere Schwankungen der Last, die auf die Abgabewelle der Maschine zu der negativen Seite (Abnahmeseite) hin im Vergleich zu einem zulässigen Niveau auftreten, kann das Nichterfüllungszeitintervall festgelegt werden. Das heißt in diesem Fall wird beispielsweise in Schritt S31 bestimmt, ob der Schwankungsbetrag eines Gaspedalbetätigungsbetrags (entspricht einem geforderten Drehmoment) zu der negativen Seite (Nichtbetriebsseite) hin größer als ein vorbestimmter Bestimmungswert ist. Hier ist der Schwankungsbetrag beispielsweise der Betrag einer Änderung pro Zeiteinheit. Wenn in Schritt S31 bestimmt wird, dass der Schwankungsbetrag des Beschleunigerbetätigungsbetrags größer ist (es wird bestimmt, dass der Betrag des Drückens des Gaspedals schnell kleiner wird), geht der Ablauf weiter zu Schritt S32. Es kann nicht nur ein geschätzter Wert auf der Basis eines derartigen Gaspedalbetätigungsbetrags, sondern auch beispielsweise ein durch einen Zylinderinnendrucksensor tatsächlich gemessener Wert als der Erfassungswert der Last an der Maschine verwendet werden.In the aforementioned embodiment, the non-satisfaction period (the non-execution period of the storage control mode) is set when the rotational speed of the output shaft of the engine (engine rotational speed) is decelerated from the high-speed state where the rotational speed is higher than the allowable level, but the invention is not limited thereto , For example, when larger fluctuations of the load occurring on the output shaft of the engine toward the negative side (take-off side) compared to an allowable level, the non-satisfaction time interval can be set. That is, in this case, for example, it is determined in step S31 whether the fluctuation amount of an accelerator pedal operation amount (corresponding to a requested torque) toward the negative side (non-operation side) is greater than a predetermined determination value. Here is the fluctuation amount, for example, the amount of change per unit time. If it is determined in step S31 that the fluctuation amount of the accelerator operation amount is larger (it is determined that the amount of depression of the accelerator pedal is rapidly decreasing), the flow proceeds to step S32. Not only an estimated value based on such accelerator pedal operation amount but also, for example, a value actually measured by an in-cylinder pressure sensor may be used as the detection value of the load on the engine.
Alternativ, wenn größere Schwankungen der Drehzahl der Abgabewelle der Maschine zu der negativen Seite (Verzögerungsseite) hin im Vergleich zu dem zulässigen Niveau auftreten, kann das Nichterfüllungszeitintervall festgelegt werden. Das heißt in diesem Fall wird beispielsweise bestimmt, ob der Schwankungsbetrag der Maschinendrehzahl zu der negativen Seite (Verzögerungsseite) hin größer als der vorbestimmte Bestimmungswert ist. Wenn in Schritt S31 bestimmt wird, dass der Schwankungsbetrag der Maschinedrehzahl größer ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S32.Alternatively, if larger fluctuations in the speed of the output shaft the machine to the negative side (delay side) can occur in comparison to the permissible level the default time interval are set. The In this case, it is determined, for example, whether the fluctuation amount the engine speed to the negative side (deceleration side) greater than the predetermined determination value is. When it is determined in step S31 that the fluctuation amount the machine speed is greater, the process goes proceed to step S32.
Altnernativ kann die Nichterfüllungszeitspanne festgelegt werden, wenn der Kraftstoff für die Maschine unterbrochen ist. Das heißt, in diesem Fall wird bspw. in Schritt S31 bestimmt, ob die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird. Wenn in Schritt S31 bestimmt wird, dass die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird, geht der Ablauf weiter zu Schritt S32.Altnernativ the non-compliance period can be set if the fuel for the machine is interrupted. This means, In this case, it is determined, for example, in step S31, whether the fuel cut is carried out. If it is determined in step S31 that the fuel cut is done, the goes Proceed to step S32.
Des Weiteren können diese Aufbauten einen Effekt auf Basis des Effekts erhalten, der in dem Absatz (1) beschrieben ist.Of Furthermore, these structures can have an effect based of the effect described in paragraph (1).
Die
Zugabemengensteuerungsseinrichtung hat ein Steuerungsprogramm (Betriebsmodusbestimmungseinrichtung)
zum Bestimmen, ob der Betriebsmodus der Maschine (Brennkraftmaschine)
zu dieser Zeit ein voreingestellter Betriebsmodus ist. Der voreingestellte
Betriebsmodus ist ein Modus, in dem die auf die Abgabewelle der
Maschine aufgebrachte Last gesteuert wird, um verringert zu werden, wenn
die Temperatur des SCR-Katalysators
Die festgelegte Nichterfüllungszeitspanne ist nicht auf die Zeitspanne begrenzt, die mit der Katalysatortemperatur verknüpft ist, sondern kann irgendeine andere Zeitspanne sein. Beispielsweise kann die Nichterfüllungszeitspanne auf der Basis der Zeit festgelegt werden. Im Speziellen kann der Zeitpunkt nach einer vorbestimmten Zeit seit dem Start der Verzögerung als der Endzeitpunkt der Nichterfüllungszeitspanne festgelegt werden. Hier entspricht der Endzeitpunkt der Nichterfüllungszeitspanne dem Startzeitpunkt einer NH3-Speicherung.The set default period is not limited to the time period associated with the catalyst temperature, but may be any other period of time. For example, the non-satisfaction period may be set based on the time. Specifically, the time point after a predetermined time since the start of the delay may be set as the end time of the non-satisfaction period. Here, the end time of the non-satisfaction period corresponds to the start time of NH 3 storage.
Obwohl in der vorstehend beschriebnen Ausführungsform zwei Steuerungsmodi des Reinigungssteuerungsmodus und des Speichersteuerungsmodus umgeschaltet werden, ist die Erfindung nicht darauf begrenzt. Ein Hinzufügen eines weiteren Steuerungsmodus zu diesen Steuerungsmodi ermöglicht eine Auswahl von einem, der zu dieser Zeit auszuführen ist, aus drei oder mehr Arten von Steuerungsmodi auf der Basis einer Erfüllung der Ausführungsbedingung von jedem Modus.Even though in the embodiment described above, two control modes the cleaning control mode and the storage control mode switched are, the invention is not limited thereto. An add another control mode to these control modes allows a selection of one to perform at this time is based on three or more types of control modes Fulfillment of the execution condition of each mode.
Beispielsweise
kann eine Modusauswahl durch den Prozess durchgeführt werden,
wie er beispielhaft in dem Flussdiagramm von
Wie
in
Im Gegensatz dazu, wenn in Schritt S101 bestimmt wird, dass die Speichersteuerungsausführungsbedingung nicht erfüllt ist, wird in dem nachfolgenden Schritt S102 bestimmt, ob eine vorbestimmte Ausführungsbedingung erfüllt ist, die mit dem Reinigungssteuerungsmodus verknüpft ist (Reinigungssteuerungsausführungsbedingung). Wenn in Schritt S102 bestimmt wird, dass die Reinigungssteuerungsausführungsbedingung erfüllt ist, wird das Harnstoffwasserzugabesteuerungsflag F in dem nachfolgenden Schritt S105 auf "1" festgelegt. Wenn andererseits in dem Schritt S102 bestimmt wird, dass die Reinigungssteuerungsausführungsbedingung nicht erfüllt ist, wird in dem nachfolgenden Schritt S104 das Harnstoffwasserzugabesteuerungsflag auf "0" festgelegt.In contrast, when it is determined in step S101 that the storage control execution condition is not satisfied, it is determined in the subsequent step S102 whether a predetermined execution condition is satisfied with the cleaning is connected (cleaning control execution condition). If it is determined in step S102 that the purge control execution condition is satisfied, the urea water addition control flag F is set to "1" in subsequent step S105. On the other hand, when it is determined in step S102 that the purge control execution condition is not satisfied, in the subsequent step S104, the urea water addition control flag is set to "0".
Dies kann eine zu dieser Zeit auszuführende Art von den drei oder mehr Arten der Steuerungsmodi auswählen.This can one of the three to be carried out at this time or select more types of control modes.
Obwohl
in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die NH3-Speichermenge entsprechend der vorbestimmten
kritischen Reaktionstemperatur T1, die niedriger als die in einem
Leerlaufbetrieb angenommene Katalysatortemperatur von "140°C"
ist, als die erforderte NH3-Speichermenge ST22
zur Verwendung bei der Bestimmung der NH3-Zielspeichermenge
ST2 festgelegt ist, ist die Erfindung nicht darauf begrenzt. Beispielsweise
kann die erforderte NH3-Speichermenge ST22
wirksam auf einen Grenzwert (Konvergenzpunkt) festgelegt werden,
bei dem die kritische Reaktionstemperatur selbst durch Erhöhen
der NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators
In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die erforderte
NH3-Speichermenge ST22 als der fixierte
Wert festgelegt, aber die Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Die
erforderte NH3-Speichermenge ST22 kann variabel
gemäß der Bedingung von jeder Zeit festgelegt
werden. Beispielsweise kann die Speichermenge festgelegt sein, um
zwischen der Startzeit der Maschine und der Leerlaufzeit anders
zu sein. Alternativ kann die erforderte NH3-Speichermenge
ST22 variabel gemäß einem Zielwert der kritischen
Reaktionstemperatur oder einem Zielwert des NOx-Reinigungsverhältnisses
an dem SCR-Katalysator
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Katalysatortemperatur Tc auf der Basis der Abgastemperatur bestimmt. Jedoch wird die Temperatur des Katalysators selbst nicht bestimmt, und die Abgastemperatur kann als ein Ersatz für die Katalysatortemperatur verwendet werden.In In the embodiment described above, the catalyst temperature becomes Tc determined on the basis of the exhaust gas temperature. However, the temperature becomes the catalyst itself is not determined, and the exhaust gas temperature can be used as a replacement for the catalyst temperature become.
Die NOx-Menge in dem Abgas kann nicht nur durch Schätzen von dem Maschinenbetriebszustand bestimmt werden, sondern kann beispielsweise durch den tatsächlich gemessenen Wert (Sensorausgabe) durch einen NOx-Sensor oder dergleichen bestimmt werden. Des Weiteren kann beispielsweise die NOx-Menge in dem Abgas auf der Basis des Zustands des Abgases (beispielsweise Abgastemperatur, die von dem Abgastemperatursensor oder dergleichen erfasst wird) oder von Komponenten geschätzt werden (beispielsweise eine Sauerstoffkonzentration, die von einem Sauerstoffkonzentrationssensor oder dergleichen erfasst wird).The amount of NOx in the exhaust gas can be determined not only by estimating the engine operation state, but may, for example, by the actually measured value (sensor output) can be determined by a NO x sensor or the like. Further, for example, the amount of NO x in the exhaust gas may be estimated based on the state of the exhaust gas (eg, exhaust gas temperature detected by the exhaust temperature sensor or the like) or components (for example, an oxygen concentration detected by an oxygen concentration sensor or the like ).
Die Art der zu reinigenden Abgaserzeugungsquelle oder der Systemaufbau können beliebig gemäß den verwendeten Bedingungen oder dergleichen geändert werden.The Type of exhaust gas generation source to be cleaned or system design can be arbitrary according to the used Conditions or the like to be changed.
Wenn beispielsweise das Abgas von der Maschine für ein Fahrzeug ein zu reinigendes Ziel ist, kann die Erfindung nicht nur auf eine Kompressionszündungsdieselmaschine, sondern auch auf eine Funkenzündungsbenzinmaschine oder dergleichen angewendet werden. Da die Kompressionszündungsmaschine, wie die Dieselmaschine, die niedrige Abgastemperatur im Vergleich zu der in der Funkenzündungsmaschine hat, wird die Erfindung wirksam auf die Kompressionszündungsmaschine angewendet, wodurch das Reinigungsvermögen erhöht wird, wenn die Katalysatortemperatur niedrig ist. Die Erfindung kann auch auf eine Drehmaschine oder dergleichen angewendet werden, die anders als eine Kolbenmaschine ist. Des Weiteren kann die Erfindung auch auf eine Reinigung von Abgas von Quellen angewendet werden, die anders als das Fahrzeug sind, das heißt beispielsweise auf eine Reinigung von Abgas von einem elektrischen Kraftwerk, von verschiedenen Fabriken oder dergleichen.If for example, the exhaust gas from the engine for a vehicle is an object to be cleaned, the invention can not only on one Compression ignition diesel engine, but also to a spark ignition gasoline engine or the like. Because the compression ignition engine, like the diesel engine, the low exhaust temperature compared to the in the spark ignition machine has, the invention effectively applied to the compression ignition engine, whereby the cleaning power is increased, if the catalyst temperature is low. The invention is also applicable a lathe or the like can be applied differently as a piston engine. Furthermore, the invention can also to be applied to a purification of exhaust gas from sources that unlike the vehicle, that is, for example on a purification of exhaust gas from an electric power plant, from various factories or the like.
Andererseits
kann der Systemaufbau in der folgenden Weise geändert sein.
Wie beispielsweise in
Wenn verschiedene Modifikationen an den Aufbauten in den vorstehenden Ausführungsformen gemacht werden, werden die Details der verschiedenen Prozesse (Programme), die vorstehend beschrieben sind, bevorzugt auf die jeweiligen optimalen Formen gemäß dem tatsächlichen Aufbau geändert, falls dies notwendig ist.If various modifications to the constructions in the preceding Embodiments are made, the details of the various processes (programs) described above preferably to the respective optimum shapes according to the actual structure changed if necessary is.
Tatsächlich kommt die Hauptforderung nach der Erfindung von dem Harnstoff-SCR-System (Harnstoff-Selektivreduktions-System). Die Erfindung kann jedoch auch für andere Anwendungen verwendet werden, solange das Abgas an einem Katalysator gereinigt wird, der dasselbe Reinigungsmittel (NH3) zum Reinigen derselben Komponente, die von Interesse ist, verwendet.In fact, the main demand comes after the invention of the urea SCR system (urea selective reduction system). However, the invention may be used for other applications as long as the exhaust gas is purified on a catalyst using the same purifying agent (NH 3 ) for purifying the same component of interest.
In den vorstehend beschriebenen und modifizierten Beispielen wird angenommen, dass verschiedene Arten von Software (Programme) verwendet werden, aber Hardware, wie eine festgeschaltete Leitung, kann verwendet werden, um dieselbe Funktion zu erreichen.In the above-described and modified examples are assumed that different types of software (programs) are used but hardware, such as a dedicated line, can be used to achieve the same function.
Es ist zu verstehen, dass derartige Änderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist.It It should be understood that such changes and modifications within the scope of the present invention are as defined by the appended claims are defined.
In
einer Zugabemengensteuerungseinrichtung (
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