DE102008043895B4 - Exhaust control device - Google Patents

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Abstract

Abgassteuervorrichtung zum Erzeugen eines Reduktionsmittels aus einem Additivmittel durch Verwenden einer Wärme einer Abgasluft, die von einer Brennkraftmaschine (1) ausgelassen wird, und zum Reduzieren von in der Abgasluft enthaltenem Stickoxid durch das Reduktionsmittel, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: ein Abgasrohr (2), das einen Durchgang für die Abgasluft definiert; einen Katalysator (3), der in dem Abgasrohr (2) angeordnet ist, wobei der Katalysator (3) dazu im Stande ist, eine Reduktionsreaktion des Stickoxids in der Abgasluft zu fördern; eine Zufuhreinrichtung (5) zum Zuführen des Additivmittels zu einer in einer Strömungsrichtung der Abgasluft stromaufwärtigen Seite des Katalysators (3); eine Temperaturerfassungseinrichtung (8) zum Erfassen einer Temperatur der Abgasluft, die durch das Abgasrohr (2) strömt; und eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern der Zufuhreinrichtung (5), um eine in das Abgasrohr (2) zugeführte Menge des Additivmittels zu regulieren, wobei: die Steuereinrichtung (10) die Zufuhr des Additivmittels stoppt, wenn die Temperatur der Abgasluft, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung (8) erfasst wird, kleiner als eine Erzeugungstemperatur ist, die benötigt wird, um das Reduktionsmittel aus dem Additivmittel zu erzeugen, und das Additivmittel zuführt, wenn die Temperatur der Abgasluft gleich wie oder größer als die Erzeugungstemperatur ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (10) dann, wenn eine vorbestimmte Zeit nach einem Start der Zufuhr des Additivmittels vergangen ist, die Menge des zuzuführenden Additivmittels verglichen mit der Menge des Additivmittels reduziert, die zugeführt wird, bevor die vorbestimmte Zeit vergangen ist, wobei die vorbestimmte Zeit auf eine Zeit eingestellt ist, die gleich wie oder kürzer als eine Zeit ist, in der eine Menge des erzeugten Reduktionsmittels eine Menge übersteigt, die in dem Katalysator (3) adsorbiert werden kann.An exhaust gas control apparatus for generating a reducing agent from an additive agent by using heat of an exhaust gas discharged from an internal combustion engine (1) and reducing nitrogen oxide contained in the exhaust gas by the reducing agent, the apparatus comprising: an exhaust pipe (2); which defines a passage for the exhaust air; a catalyst (3) disposed in the exhaust pipe (2), the catalyst (3) being capable of promoting a reduction reaction of the nitrogen oxide in the exhaust gas; supply means (5) for supplying the additive agent to an upstream side of the catalyst (3) in a flow direction of the exhaust gas air; a temperature detecting means (8) for detecting a temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe (2); and control means (10) for controlling the supply means (5) to regulate an amount of the additive agent supplied into the exhaust pipe (2), wherein: the control means (10) stops the supply of the additive means when the temperature of the exhaust gas passing through the temperature detecting means (8) is detected to be less than a generation temperature required to produce the reducing agent from the additive agent and to supply the additive agent when the temperature of the exhaust gas air is equal to or greater than the generation temperature; characterized in that, when a predetermined time elapses after a start of supply of the additive agent, the control means (10) reduces the amount of the additive agent to be supplied as compared with the amount of the additive agent supplied before the predetermined time has elapsed the predetermined time is set to a time equal to or shorter than a time in which an amount of the generated reducing agent exceeds an amount that can be adsorbed in the catalyst (3).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgassteuervorrichtung zum Reduzieren von Stickoxid in einer Abgasluft einer Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einer Dieselmaschine. Die Erfindung wird wirksam bei einem Fahrzeug angewandt.The invention relates to an exhaust gas control device for reducing nitrogen oxide in an exhaust air of an internal combustion engine, such as a diesel engine. The invention is effectively applied to a vehicle.

Gemäß einer Abgassteuervorrichtung zum Reduzieren von Stickoxid (NOx), das in einer Abgasluft einer Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einer Dieselmaschine enthalten ist, wird das Stickoxid gereinigt (reduziert), indem in einem Abgasrohr ein Katalysator vorgesehen wird, der eine Reduktionsreaktion fördert, und indem ein Additivmittel, wie beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung, in eine Abgasluft eingespritzt wird, die in den Katalysator strömt (siehe beispielsweise JP 2003-293739 A ).According to an exhaust gas control apparatus for reducing nitrogen oxide (NOx) contained in an exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine, the nitrogen oxide is purified (reduced) by providing a catalyst in an exhaust pipe that promotes a reduction reaction, and by Additive agent, such as an aqueous urea solution, is injected into exhaust gas flowing into the catalyst (see, for example, US Pat JP 2003-293739 A ).

Genauer gesagt wird Harnstoff (CO(NH2)2), der in eine Abgasluft eingespritzt wird, durch eine Abgaswärme hydrolysiert (CO(NH2)2 + H2O → 2NH3 + CO2), um Ammoniak (NH3) zu erzeugen, welches ein Reduktionsmittel ist. Dann wird das Stickoxid durch eine Reaktion zwischen dem Stickoxid und dem Ammoniak durch den Katalysator reduziert.More specifically, urea (CO (NH 2) 2) injected into an exhaust air is hydrolyzed by an exhaust heat (CO (NH 2) 2 + H 2 O → 2NH 3 + CO 2) to generate ammonia (NH 3), which is a reducing agent. Then, the nitrogen oxide is reduced by a reaction between the nitrogen oxide and the ammonia through the catalyst.

Eine Abgastemperatur muss gleich wie oder größer als eine Temperatur von 170°C bis 175°C sein (nachstehend bezeichnet als Ammoniakerzeugungstemperatur), um den Harnstoff durch die Abgaswärme zu hydrolysieren. Deshalb, selbst wenn Harnstoff der Abgasluft zugegeben wird, wenn die Abgastemperatur geringer als die Ammoniakerzeugungstemperatur ist, kann das Stickoxid nicht durch das Ammoniak reduziert werden und darüber hinaus wird der Harnstoff in die Atmosphäre abgegeben, ohne hydrolysiert zu werden, so dass der Harnstoff verschwenderisch verbraucht wird.An exhaust gas temperature must be equal to or greater than a temperature of 170 ° C to 175 ° C (hereinafter referred to as ammonia generation temperature) to hydrolyze the urea by the exhaust heat. Therefore, even if urea is added to the exhaust gas when the exhaust gas temperature is lower than the ammonia generation temperature, the nitrogen oxide can not be reduced by the ammonia and, moreover, the urea is discharged into the atmosphere without being hydrolyzed, so that the urea wastes wastefully becomes.

DE 10 2006 057 325 A1 offenbart eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einem NOx-Katalysator zum Aufbereiten von in Abgas enthaltenem NOx durch Benutzen von Ammoniak als ein Reduktionsmittel, einer Ammoniakzuführvorrichtung zum Zuführen von Ammoniak an den NOx-Katalysator, einem Katalysatortemperatursensor zum Erfassen der internen Temperatur des NOx-Katalysators und einer Steuerungseinheit, die die Ammoniakzufuhr von der Ammoniakzuführvorrichtung stoppt, wenn die Stoppbedingung erfüllt ist, dass die interne Temperatur (Ts) des NOx-Katalysators gleich oder höher als eine erste vorgeschriebene Temperatur wird in dem Prozess, in dem Ammoniak von der Ammoniakzuführvorrichtung an den NOx-Katalysator geleitet wird. DE 10 2006 057 325 A1 discloses an exhaust gas purifying apparatus having a NOx catalyst for treating NOx contained in exhaust gas by using ammonia as a reducing agent, an ammonia supply device for supplying ammonia to the NOx catalyst, a catalyst temperature sensor for detecting the internal temperature of the NOx catalyst, and a control unit; the ammonia supply from the ammonia supply device stops, when the stop condition is satisfied, that the internal temperature (Ts) of the NOx catalyst becomes equal to or higher than a first prescribed temperature in the process in which ammonia is supplied from the ammonia supply device to the NOx catalyst becomes.

JP H06 129 238 A bezieht sich ebenfalls auf ein Abgasemissionssteuergerät, wobei eine elektronische Steuereinheit ein Fördervolumen des Reduktionsmittels berechnet, das zum Verbrauchen des Sauerstoffs in dem Abgas notwendig ist, aus einer erfassten Sauerstoffdichte und einer Reduktionsmittelmenge, die an der Wandoberfläche eines Abgassystems anhaftet, aus einer erfassten Abgastemperatur, und regelt darüber hinaus die Flussrate des Reduktionsmittels, das von einem Reduktionsmittel-Einspritzventil in Übereinstimmung mit den derart berechneten Werten eingespritzt wird. Da ein geeignetes Volumen des Reduktionsmittels immer in die NOx-Absorptionseinrichtung zugeführt wird, ist es dadurch möglich, das Auftreten eines unzureichenden oder übermäßigen Fördervolumens der Reduktionsmittel zu verhindern. Die Erfindung richtet sich an die vorstehenden Nachteile. Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, zu verhindern, dass ein Additivmittel, wie beispielsweise Harnstoff, verschwenderisch verbraucht wird, und Stickoxid zuverlässig zu reduzieren (zu reinigen). JP H06 129 238 A also relates to an exhaust emission control device, wherein an electronic control unit calculates a delivery volume of the reducing agent necessary for consuming the oxygen in the exhaust gas from a detected oxygen density and a reducing agent amount adhered to the wall surface of an exhaust system from a detected exhaust gas temperature, and Also controls the flow rate of the reducing agent, which is injected from a reducing agent injection valve in accordance with the values thus calculated. As a result, since a suitable volume of the reducing agent is always supplied to the NOx absorbent, it is possible to prevent the occurrence of insufficient or excessive delivery volume of the reducing agents. The invention addresses the above disadvantages. Therefore, it is an object of the invention to prevent an additive agent, such as urea, from being wastefully consumed, and to reliably reduce (purify) nitrogen oxide.

Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist eine Abgassteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Eine Weiterbildung ist Gegenstand des Unteranspruchs. Um ein Reduktionsmittel aus einem Additivmittel durch Verwenden einer Wärme eines Abgases zu erzeugen, das von einer Brennkraftmaschine ausgelassen wird, und um in der Abgasluft enthaltenes Stickoxid durch das Reduktionsmittel zu reduzieren, hat die Vorrichtung ein Abgasrohr, einen Katalysator, eine Zufuhreinrichtung, eine Temperaturerfassungseinrichtung und eine Steuereinrichtung. Das Abgasrohr definiert einen Durchgang für die Abgasluft. Der Katalysator ist in dem Abgasrohr angeordnet. Der Katalysator ist dazu im Stande, eine Reduktionsreaktion des Stickoxids in der Abgasluft zu fördern. Die Zufuhrluft dient dem Zuführen des Additivmittels zu einer in einer Strömungsrichtung der Abgasluft stromaufwärtigen Seite des Katalysators. Die Temperaturerfassungseinrichtung dient dem Erfassen einer Temperatur der Abgasluft, die durch das Abgasrohr strömt. Die Steuereinrichtung dient dem Steuern der Zufuhreinrichtung, um eine Menge des Additivmittels zu regulieren, die in das Abgasrohr zugeführt wird. Die Steuereinrichtung stoppt die Zufuhr des Additivmittels, wenn die Temperatur der Abgasluft, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, kleiner als eine Erzeugungstemperatur ist, die benötigt wird, um das Reduktionsmittel aus dem Additivmittel zu erzeugen und führt das Additivmittel zu, wenn die Temperatur der Abgasluft gleich wie oder größer als die Erzeugungstemperatur ist. Wenn eine vorbestimmte Zeit nach einem Beginn der Zufuhr des Additivmittels vergangen ist, reduziert die Steuereinrichtung die Menge des Additivmittels, das zugeführt wird, verglichen mit der Menge des Additivmittels, die zugeführt wird, bevor die vorbestimmte Zeit vergangen ist. Die „vorbestimmte Zeit” kann eine „Zeit, die gleich wie oder kürzer als eine Zeit ist, in der eine Menge des erzeugten Reduktionsmittels eine Menge übersteigt, die in dem Katalysator 3 adsorbiert werden kann” sein.In order to achieve the object of the present invention, an exhaust gas control device according to claim 1 is provided. A further education is subject of the subclaim. In order to generate a reducing agent from an additive agent by using heat of an exhaust gas discharged from an internal combustion engine and to reduce nitrogen oxide contained in the exhaust gas by the reducing agent, the apparatus has an exhaust pipe, a catalyst, a supply device, a temperature detection device and a control device. The exhaust pipe defines a passage for the exhaust air. The catalyst is arranged in the exhaust pipe. The catalyst is capable of promoting a reduction reaction of the nitrogen oxide in the exhaust gas. The supply air serves to supply the additive agent to an upstream side of the catalyst in a flow direction of the exhaust gas air. The temperature detecting means is for detecting a temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe. The control means is for controlling the supply means to regulate an amount of the additive agent supplied into the exhaust pipe. The controller stops the supply of the additive agent when the temperature of the exhaust gas detected by the temperature detecting means is smaller than a generation temperature required to generate the reducing agent from the additive agent and supplies the additive agent when the temperature of the exhaust air is equal to or greater than the generation temperature. When a predetermined time has elapsed after a start of the supply of the additive agent, the control means reduces the amount of the additive agent supplied, compared with the amount of the additive agent supplied before the predetermined time has elapsed. The "predetermined time" may be a time equal to or shorter than a time in which an amount of the generated reducing agent exceeds an amount in the catalyst 3 can be adsorbed ".

Ferner ist eine Abgassteuervorrichtung vorgesehen zum Erzeugen eines Reduktionsmittels aus einem Additivmittel durch Verwenden einer Wärme von Abgasluft, die von einer Brennkraftmaschine abgegeben wird, und zum Reduzieren von in der Abgasluft enthaltenem Stickoxid durch das Reduktionsmittel. Die Vorrichtung hat ein Abgasrohr, einen Katalysator, eine Zufuhreinrichtung, eine Temperaturerfassungseinrichtung, eine Reduktionsmittelerfassungseinrichtung und eine Steuereinrichtung. Das Abgasrohr definiert einen Durchgang für die Abgasluft. Der Katalysator ist in dem Abgasrohr angeordnet. Der Katalysator ist dazu im Stande, die Reduktionsreaktion von Stickoxid in der Abgasluft zu fördern. Die Zufuhreinrichtung dient dem Zuführen des Additivmittels zu einer in einer Strömungsrichtung der Abgasluft stromaufwärtigen Seite des Katalysators. Die Temperaturerfassungseinrichtung dient dem Erfassen einer Temperatur der Abgasluft, die durch das Abgasrohr strömt. Die Reduktionsmittelerfassungseinrichtung ist auf einer in der Strömungsrichtung der Abgasluft stromabwärtigen Seite des Katalysators angeordnet, um das Reduktionsmittel zu erfassen. Die Steuereinrichtung dient dem Steuern der Zufuhreinrichtung, um eine Menge des Additivmittels, die in das Abgasrohr zugeführt wird, zu regulieren. Die Steuereinrichtung stoppt die Zufuhr des Additivmittels, wenn die Temperatur der Abgasluft, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, kleiner als eine Erzeugungstemperatur ist, die benötigt wird, um das Reduktionsmittel aus dem Additivmittel zu erzeugen und führt das Additivmittel zu, wenn die Temperatur der Abgasluft gleich wie oder größer als die Erzeugungstemperatur ist. Wenn das Reduktionsmittel, das gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, durch die Reduktionsmittelerfassungseinrichtung nach einem Start der Zufuhr des Additivmittels erfasst wird, reduziert die Steuereinrichtung die Menge des zugeführten Additivmittels verglichen mit der Menge des Additivmittels, die zugeführt wurde, bevor das Reduktionsmittel, das gleich wie oder größer als der vorbestimmte Wert ist, erfasst ist. Further, an exhaust gas control device is provided for generating a reducing agent from an additive agent by using heat of exhaust gas discharged from an internal combustion engine and reducing nitrogen oxide contained in the exhaust gas by the reducing agent. The apparatus has an exhaust pipe, a catalyst, a feeder, a temperature detector, a reductant detector, and a controller. The exhaust pipe defines a passage for the exhaust air. The catalyst is arranged in the exhaust pipe. The catalyst is capable of promoting the reduction reaction of nitrogen oxide in the exhaust gas. The supply means serves to supply the additive agent to an upstream side of the catalyst in a flow direction of the exhaust gas air. The temperature detecting means is for detecting a temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe. The reducing agent detecting means is disposed on a downstream side of the catalyst in the flow direction of the exhaust gas to detect the reducing agent. The control means is for controlling the supply means to regulate an amount of the additive agent supplied into the exhaust pipe. The controller stops the supply of the additive agent when the temperature of the exhaust gas detected by the temperature detecting means is smaller than a generation temperature required to generate the reducing agent from the additive agent and supplies the additive agent when the temperature of the exhaust air is equal to or greater than the generation temperature. When the reducing agent, which is equal to or greater than a predetermined value, is detected by the reducing agent detecting means after a start of supply of the additive agent, the controlling means reduces the amount of the supplied additive agent compared with the amount of the additive agent supplied before the reducing agent , which is equal to or greater than the predetermined value, is detected.

Des Weiteren, um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist eine Abgassteuervorrichtung vorgesehen zum Erzeugen eines Reduktionsmittels aus einem Additivmittel durch Verwenden von Wärme einer Abgasluft, die von einer Brennkraftmaschine abgegeben wird, und zum Reduzieren von in der Abgasluft enthaltenem Stickoxid durch das Reduktionsmittel. Die Vorrichtung hat ein Abgasrohr, einen Katalysator, eine Zufuhreinrichtung, eine Temperaturerfassungseinrichtung und eine Steuereinrichtung. Das Abgasrohr definiert einen Durchgang für die Abgasluft. Der Katalysator ist in dem Abgasrohr angeordnet. Der Katalysator ist dazu im Stande, eine Reduktionsreaktion des Stickoxids in der Abgasluft zu fördern. Die Zufuhreinrichtung dient dem Zuführen des Additivmittels zu einer in einer Strömungsrichtung der Abgasluft stromaufwärtigen Seite des Katalysators. Die Temperaturerfassungseinrichtung dient dem Erfassen einer Temperatur der Abgasluft, die durch das Abgasrohr strömt. Die Steuereinrichtung dient dem Steuern der Zufuhreinrichtung, um eine Menge des Additivmittels zu regulieren, die in das Abgasrohr zugeführt wird. Die Steuereinrichtung stoppt die Zufuhr des Additivmittels, wenn die Temperatur der Abgasluft, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, kleiner als eine Erzeugungstemperatur ist, die benötigt wird, um das Reduktionsmittel aus dem Additivmittel zu erzeugen, und führt das Additivmittel zu, wenn die Temperatur der Abgasluft gleich wie oder größer als die Erzeugungstemperatur ist. Wenn die Temperatur des Abgases gleich wie oder größer als eine vorbestimmte Temperatur ist, d. h. höher als die Erzeugungstemperatur ist, reduziert die Steuereinrichtung die Menge des zugeführten Additivmittels verglichen mit der Menge des Additivmittels, die zugeführt wird, wenn die Temperatur der Abgasluft gleich wie oder größer als die Erzeugungstemperatur ist und kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist.Further, to achieve the object of the present invention, an exhaust gas control device is provided for generating a reducing agent from an additive agent by using heat of an exhaust gas discharged from an internal combustion engine and reducing nitrogen oxide contained in the exhaust gas by the reducing agent. The apparatus has an exhaust pipe, a catalyst, a supply device, a temperature detection device and a control device. The exhaust pipe defines a passage for the exhaust air. The catalyst is arranged in the exhaust pipe. The catalyst is capable of promoting a reduction reaction of the nitrogen oxide in the exhaust gas. The supply means serves to supply the additive agent to an upstream side of the catalyst in a flow direction of the exhaust gas air. The temperature detecting means is for detecting a temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe. The control means is for controlling the supply means to regulate an amount of the additive agent supplied into the exhaust pipe. The controller stops the supply of the additive agent when the temperature of the exhaust gas detected by the temperature detecting means is smaller than a generation temperature required to produce the reducing agent from the additive agent, and supplies the additive agent when the temperature of the additive Exhaust gas is equal to or greater than the generation temperature. When the temperature of the exhaust gas is equal to or greater than a predetermined temperature, i. H. is higher than the generation temperature, the controller reduces the amount of the additive additive supplied as compared with the amount of the additive agent supplied when the temperature of the exhaust gas is equal to or greater than the generation temperature and less than the predetermined temperature.

Außerdem ist eine Abgassteuervorrichtung vorgesehen zum Erzeugen eines Reduktionsmittels aus einem Additivmittel durch Verwenden von Wärme einer Abgasluft, die von einer Brennkraftmaschine abgegeben wird, und zum Reduzieren von in der Abgasluft enthaltenem Stickoxid durch das Reduktionsmittel. Die Vorrichtung hat ein Abgasrohr, einen Katalysator, eine Zufuhreinrichtung, eine Temperaturerfassungseinrichtung und eine Steuereinrichtung. Das Abgasrohr definiert einen Durchgang für die Abgasluft. Der Katalysator ist in dem Abgasrohr angeordnet. Der Katalysator ist dazu im Stande, eine Reduktionsreaktion des Stickoxids in der Abgasluft zu fördern. Die Zufuhreinrichtung dient dem Zuführen des Additivmittels zu einer in einer Strömungsrichtung der Abgasluft stromaufwärtigen Seite des Katalysators. Die Temperaturerfassungseinrichtung dient dem Erfassen einer Temperatur der Abgasluft, die in dem Abgasrohr strömt. Die Steuereinrichtung dient dem Steuern der Zufuhreinrichtung, um eine Menge des Additivmittels zu regulieren, die in das Abgasrohr zugeführt wird. Die Steuereinrichtung stoppt die Zufuhr des Additivmittels, wenn die Temperatur der Abgasluft, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, kleiner als eine Erzeugungstemperatur ist, die benötigt wird, um das Reduktionsmittel aus dem Additivmittel zu erzeugen, und führt das Additivmittel zu, wenn die Temperatur der Abgasluft gleich wie oder größer als die Erzeugungstemperatur ist. Wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist, reduziert die Steuereinrichtung die Menge des zugeführten Additivmittels verglichen mit der Menge des Additivmittels, die zugeführt wird, bevor die eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: die Temperatur der Abgasluft ist gleich wie oder größer als eine vorbestimmte Temperatur, d. h. höher als die Erzeugungstemperatur; und eine vorbestimmte Zeit ist seit einem Start der Zufuhr des Additivmittels vergangen.In addition, an exhaust gas control device is provided for generating a reducing agent from an additive agent by using heat of exhaust gas discharged from an internal combustion engine and reducing nitrogen oxide contained in the exhaust gas by the reducing agent. The apparatus has an exhaust pipe, a catalyst, a supply device, a temperature detection device and a control device. The exhaust pipe defines a passage for the exhaust air. The catalyst is arranged in the exhaust pipe. The catalyst is capable of promoting a reduction reaction of the nitrogen oxide in the exhaust gas. The supply means serves to supply the additive agent to an upstream side of the catalyst in a flow direction of the exhaust gas air. The temperature detecting means is for detecting a temperature of the exhaust gas flowing in the exhaust pipe. The control means is for controlling the supply means to regulate an amount of the additive agent supplied into the exhaust pipe. The controller stops the supply of the additive agent when the temperature of the exhaust gas detected by the temperature detecting means is smaller than a generation temperature required to produce the reducing agent from the additive agent, and supplies the additive agent when the temperature of the additive Exhaust gas is equal to or greater than the generation temperature. When at least one of the following conditions is satisfied, the controller reduces the amount of the additive additive supplied as compared with the amount of the additive agent supplied before the one of the following conditions is satisfied: the temperature of the exhaust gas is equal to or greater than a predetermined temperature ie higher than the generation temperature; and a predetermined time has elapsed since a start of supply of the additive agent.

Die Erfindung, zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen von dieser, wird am besten aus der folgenden Beschreibung, den angehängten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:The invention, together with additional objects, features and advantages thereof, will best be understood from the following description, the appended claims and the accompanying drawings, in which:

1 ist eine schematische Darstellung, die eine Abgassteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt; 1 Fig. 10 is a schematic diagram illustrating an exhaust gas control device according to a first embodiment of the invention;

2 ist ein Flussdiagramm, das charakteristische Verarbeitungen der Abgassteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt; 2 FIG. 10 is a flowchart illustrating characteristic processes of the exhaust gas control device according to the first embodiment; FIG.

3 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Einspritzmenge eines Additivmittels (Harnstoff), einer Abgastemperatur und der Zeit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt; 3 FIG. 12 is a graph illustrating a relationship between an injection amount of an additive agent (urea), an exhaust gas temperature, and the time according to the first embodiment; FIG.

4 ist eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen der Einspritzmenge des Additivmittels (Harnstoff) und der Abgastemperatur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt; 4 FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between the injection amount of the additive agent (urea) and the exhaust gas temperature according to the first embodiment; FIG.

5 ist eine schematische Darstellung, die eine Abgassteuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt; und 5 Fig. 10 is a schematic diagram illustrating an exhaust gas control device according to a second embodiment of the invention; and

6 ist ein Flussdiagramm, das charakteristische Verarbeitungen der Abgassteuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt. 6 FIG. 10 is a flowchart illustrating characteristic processes of the exhaust gas control device according to the second embodiment. FIG.

Ausführungsbeispiele sind Verwendungen einer Abgassteuervorrichtung der Erfindung bei einem Harnstoff-SCR-System (einem System mit selektiver katalytischer Reduktion) einer Dieselmaschine für Fahrzeuge. Die Ausführungsbeispiele sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.Embodiments are uses of an exhaust gas control device of the invention in a urea SCR system (a selective catalytic reduction system) of a diesel engine for vehicles. The embodiments will be described below with reference to the drawings.

(Erstes Ausführungsbeispiel)(First embodiment)

(Aufbau einer Abgassteuervorrichtung)(Construction of an Exhaust Gas Control Device)

Wie es in 1 gezeigt ist, definiert ein Abgasrohr 2 einen Durchgang für eine Abgasluft, die von einer Dieselbrennkraftmaschine 1 abgegeben wird. Ein SCR-Katalysator 3 (nachstehend bezeichnet als Katalysator 3), der eine Reduktionsreaktion von Stickoxid in der Abgasluft fördert, und ein DPF (Dieselpartikelfilter) 4 zum Fangen von Feststoffen, wie beispielsweise Ruß, die in der Abgasluft enthalten sind, sind in dem Abgasrohr 2 angeordnet. Der DPF 4 befindet sich auf einer in einer Abgasströmungsrichtung stromaufwärtigen Seite (Maschinenseite) des Katalysators 3.As it is in 1 is shown defines an exhaust pipe 2 a passage for an exhaust air coming from a diesel engine 1 is delivered. An SCR catalyst 3 (hereinafter referred to as catalyst 3 ), which promotes a reduction reaction of nitrogen oxide in the exhaust gas, and a DPF (Diesel Particulate Filter) 4 for trapping solids, such as soot, contained in the exhaust gas are in the exhaust pipe 2 arranged. The DPF 4 is located on an upstream side in an exhaust gas flow direction (machine side) of the catalyst 3 ,

Ein Zufuhrventil 5 ist eine Zufuhreinrichtung zum Zuführen eines für eine Reduktionsreaktion verwendeten Additivmittels (wässrige Harnstofflösung in einem ersten Ausführungsbeispiel) in das Abgasrohr 2 auf einer in einer Strömungsrichtung der Abgasluft stromaufwärtigen Seite des Katalysators 3. Ein Additivmitteltank 6 ist eine Tankeinrichtung zum Speichern des Additivmittels, das dem Abgasrohr 2 zugeführt wird.A supply valve 5 is a supply means for supplying an additive agent used for a reduction reaction (aqueous urea solution in a first embodiment) into the exhaust pipe 2 on an upstream side of the catalyst in a flow direction of the exhaust gas air 3 , An additive tank 6 is a tank means for storing the additive agent, the exhaust pipe 2 is supplied.

Eine Additivmittelpumpe 7 ist eine Pumpeinrichtung zum Pumpen des in dem Additivmitteltank 6 gespeicherten Additivmittels zu dem Zufuhrventil 5. Ein Abgastemperatursensor 8 ist eine Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur von Abgasluft, die von der Brennkraftmaschine 1 abgegeben wird. Ein NOx-Sensor 9 ist eine NOx-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Stickoxid, das in einer Abgasluft enthalten ist, die durch den Katalysator 3 getreten ist.An additive pump 7 is a pumping means for pumping in the additive tank 6 stored additive agent to the supply valve 5 , An exhaust gas temperature sensor 8th is a temperature detecting means for detecting the temperature of exhaust air from the internal combustion engine 1 is delivered. A NOx sensor 9 is a NOx detecting means for detecting nitrogen oxide contained in an exhaust gas passing through the catalyst 3 has entered.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Abgaslufttemperatur in der Nähe des Einlasses des Katalysators 3 erfasst und wird das Stickoxid in der Nähe des Auslasses des Katalysators 3 erfasst. Erfassungssignale von dem Abgastemperatursensor 8 und dem NOx-Sensor 9 werden in eine elektrische Steuerungseinheit (nachstehend bezeichnet als ECU) 10 eingegeben. Die ECU 10 steuert den Betrieb des Zufuhrventils 5 und den Betrieb der Additivmittelpumpe 7 basierend auf diesen Erfassungssignalen von dem Abgastemperatursensor 8 und dem NOx-Sensor 9 und dergleichen.In the first embodiment, the exhaust air temperature becomes near the inlet of the catalyst 3 captures and releases the nitrogen oxide near the outlet of the catalyst 3 detected. Detection signals from the exhaust gas temperature sensor 8th and the NOx sensor 9 be in an electric control unit (hereinafter referred to as ECU) 10 entered. The ECU 10 controls the operation of the supply valve 5 and the operation of the additive pump 7 based on these detection signals from the exhaust gas temperature sensor 8th and the NOx sensor 9 and the same.

Die ECU 10 ist ein weithin bekannter Mikrocomputer mit einer zentralen Prozessoreinheit (CPU) 10A, einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) 10B, einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 10C und einem Timer (Zeitmesser) 10D, der die Zeit anzeigt. Ein Programm zum Steuern des Zufuhrventils 5 und dergleichen ist in dem ROM 10C gespeichert.The ECU 10 is a well-known microcomputer with a central processing unit (CPU) 10A , a random access memory (RAM) 10B , a read-only memory (ROM) 10C and a timer (timer) 10D indicating the time. A program to control the supply valve 5 and the like is in the ROM 10C saved.

(Basisarbeitsprinzipien der Abgassteuervorrichtung)(Basic principles of the exhaust control device)

Die Abgassteuervorrichtung hydrolysiert (CO(NH2)2 + H2O → 2NH3 + CO2) Harnstoff (CO(NH2)2), das das Additivmittel ist, das in die Abgasluft eingespritzt wird, durch Verwenden einer Abgaswärme, um Ammoniak (NH3) zu erzeugen, welches ein Reduktionsmittel ist. Dann bewirkt die Abgassteuervorrichtung durch den Katalysator 3 eine Reaktion zwischen dem Stickoxid und dem Ammoniak, um das Stickoxid zu reinigen (zu reduzieren).The exhaust gas control device hydrolyzes (CO (NH 2) 2 + H 2 O → 2NH 3 + CO 2) urea (CO (NH 2) 2), which is the additive agent injected into the exhaust air, by using exhaust heat to generate ammonia (NH 3) which is a reducing agent. Then, the exhaust gas control device causes through the catalyst 3 a reaction between the nitrogen oxide and the ammonia to purify (reduce) the nitrogen oxide.

Unterdessen, wenn die Abgastemperatur gleich wie oder größer als eine Temperatur von 170°C bis 175°C ist (nachstehend bezeichnet als Ammoniakerzeugungstemperatur), wird Harnstoff hydrolysiert, um Ammoniak zu erzeugen. Wenn jedoch die Abgastemperatur kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur ist, wird Harnstoff in die Atmosphäre abgegeben, ohne hydrolysiert zu werden, und folglich wird Harnstoff verschwenderisch verbraucht.Meanwhile, when the exhaust gas temperature is equal to or greater than a temperature of 170 ° C to 175 ° C (hereinafter referred to as ammonia generation temperature), urea is hydrolyzed to generate ammonia. However, if the exhaust gas temperature is lower than the Ammonia production temperature is, urea is released into the atmosphere without being hydrolyzed, and thus urea is wastefully consumed.

(Charakteristische Arbeitsprinzipien der Abgassteuervorrichtung)(Characteristic working principles of the exhaust gas control device)

Wie es in 2 gezeigt ist, wird die Abgassteuervorrichtung (das Zufuhrventil 5 und die Additivmittelpumpe 7) zu der gleichen Zeit wie ein Starten der Brennkraftmaschine 1 gestartet. Die Menge des zugeführten Additivmittels wird basierend auf der Temperatur der Abgasluft (der Erfassungstemperatur des Abgastemperatursensors 8), die von der Brennkraftmaschine 1 abgegeben wird, der Menge des Stickoxids (Erfassungswert des NOx-Sensors 9), das in der Abgasluft enthalten ist, und dergleichen normal gesteuert (nachstehend bezeichnet als Normalsteuerung).As it is in 2 is shown, the exhaust gas control device (the supply valve 5 and the additive pump 7 ) at the same time as starting the internal combustion engine 1 started. The amount of the additive additive supplied is determined based on the temperature of the exhaust gas air (the detection temperature of the exhaust gas temperature sensor 8th ), by the internal combustion engine 1 is discharged, the amount of nitrogen oxide (detection value of the NOx sensor 9 ) contained in the exhaust gas and the like are normally controlled (hereinafter referred to as normal control).

Die Steuerung (nachstehend bezeichnet als Reduktionsmittelentgleitungsverhinderungssteuerung), die in 2 gezeigt ist, wird zu der gleichen Zeit wie die Normalsteuerung gestartet und wird unabhängig von der Normalsteuerung durchgeführt. Die Reduktionsmittelentgleitungsverhinderungssteuerung wird folgendermaßen durchgeführt.The controller (hereinafter referred to as the reducing agent removal prevention control) shown in FIG 2 is started at the same time as the normal control and is performed independently of the normal control. The reducing agent removal prevention control is performed as follows.

Das heißt, wenn die von dem Abgastemperatursensor 8 erfasste Abgastemperatur kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur ist, wird die Zufuhr des Additivmittels (Harnstoff) zu dem Abgasrohr 2 gestoppt. Andererseits, wenn die Abgastemperatur gleich wie oder größer als die Ammoniakerzeugungstemperatur ist, wird das Additivmittel dem Abgasrohr 2 zugeführt.That is, when the exhaust gas temperature sensor 8th detected exhaust gas temperature is lower than the ammonia production temperature, the supply of the additive agent (urea) to the exhaust pipe 2 stopped. On the other hand, when the exhaust gas temperature is equal to or greater than the ammonia generation temperature, the additive agent becomes the exhaust pipe 2 fed.

Eine Menge des Additivmittels, die in das Abgasrohr 2 zugeführt wird, ist derart, dass eine größere Menge des Reduktionsmittels als eine Menge des Reduktionsmittels erzeugt wird, die zum Reduzieren des gesamten Stickoxids benötigt wird, das in der Abgasluft enthalten ist, die von der Brennkraftmaschine 1 abgegeben wird.An amount of the additive agent entering the exhaust pipe 2 is such that a larger amount of the reducing agent is generated than an amount of the reducing agent required for reducing all of the nitrogen oxide contained in the exhaust gas discharged from the engine 1 is delivered.

Unterdessen wird das durch die Hydrolyse erzeugte Reduktionsmittel in dem Katalysator 3 adsorbiert und erzeugt dann eine Reduktionsreaktion mit dem Stickoxid durch den Katalysator 3. Ein übermäßig erzeugtes Reduktionsmittel wird in dem Katalysator 3 adsorbiert gehalten und wenn sich die Abgastemperatur auf eine Temperatur verringert, die kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur ist, und dadurch eine Zufuhr des Additivmittels stoppt, wird das Reduktionsmittel, welches übermäßig erzeugt und in dem Katalysator 3 adsorbiert wurde, bei der Reduktionsreaktion verbraucht und folglich wird das Stickoxid gereinigt.Meanwhile, the reducing agent generated by the hydrolysis becomes in the catalyst 3 adsorbs and then generates a reduction reaction with the nitrogen oxide by the catalyst 3 , An excessively generated reducing agent becomes in the catalyst 3 kept adsorbed and when the exhaust gas temperature decreases to a temperature which is smaller than the ammonia generation temperature, and thereby stops supply of the additive agent, the reducing agent, which is generated excessively and in the catalyst 3 adsorbed in the reduction reaction consumed and thus the nitrogen oxide is purified.

Wenn jedoch die Abgastemperatur andauert, gleich wie oder größer als die Ammoniakerzeugungstemperatur zu sein, und zwar über eine lange Zeit, übersteigt eine Gesamtmenge des erzeugten Reduktionsmittels einen Schwellenwert der Adsorption durch den Katalysator 3 und folglich wird das erzeugte Reduktionsmittel abgegeben, ohne für die Reduktionsreaktion verwendet zu werden.However, if the exhaust gas temperature continues to be equal to or greater than the ammonia generation temperature for a long time, a total amount of the generated reducing agent exceeds a threshold of adsorption by the catalyst 3 and hence, the generated reducing agent is discharged without being used for the reduction reaction.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird bei zumindest einer von einer Bedingung, dass die Abgastemperatur gleich wie oder größer als eine vorbestimmte Temperatur ist (nachstehend bezeichnet als Zufuhrstopptemperatur), die höher als die Ammoniakerzeugungstemperatur ist, und einer Bedingung, dass eine vorbestimmte Zeit (nachstehend bezeichnet als Zufuhrstoppzeit) seit einem Start einer Zufuhr des Additivmittels vergangen ist, die Zufuhrmenge des Additivmittels verglichen mit einer Menge des Additivmittels reduziert, die in das Abgasrohr 2 zugeführt wurde, bevor eine der zwei Bedingungen erfüllt ist.In the first embodiment, in at least one of a condition that the exhaust gas temperature is equal to or greater than a predetermined temperature (hereinafter referred to as supply stop temperature) higher than the ammonia generation temperature and a condition that a predetermined time (hereinafter referred to as Supply stop time) has elapsed since a start of supply of the additive agent reduces the supply amount of the additive agent compared with an amount of the additive agent discharged into the exhaust pipe 2 was fed before one of the two conditions is met.

„Bevor eine der zwei Bedingungen erfüllt ist” ist „wenn die Abgastemperatur gleich wie oder höher als die Ammoniakerzeugungstemperatur und kleiner als die Zufuhrstopptemperatur ist” oder „bevor die Zufuhrstoppzeit verstrichen ist, nachdem die Abgastemperatur gleich wie oder größer als die Ammoniakerzeugungstemperatur wird”. Deshalb ist die „Menge des Additivmittels, die in das Abgasrohr 2 zugeführt wurde, bevor eine der zwei Bedingungen erfüllt ist” derart, dass, wie es vorstehend beschrieben ist, eine größere Menge des Reduktionsmittels erzeugt wird, als eine Menge des Reduktionsmittels, die benötigt wird, um das gesamte Stickoxid zu reduzieren, das in der Abgasluft enthalten ist, die von der Brennkraftmaschine 1 abgegeben wird."Before either of the two conditions is satisfied" is "if the exhaust gas temperature is equal to or higher than the ammonia generation temperature and less than the supply stop temperature" or "before the supply stop time has elapsed after the exhaust gas temperature becomes equal to or greater than the ammonia generation temperature". Therefore, the "amount of additive agent entering the exhaust pipe 2 is supplied before one of the two conditions is satisfied "such that, as described above, a larger amount of the reducing agent is generated than an amount of the reducing agent needed to reduce the total nitrogen oxide that is in the exhaust gas included is that of the internal combustion engine 1 is delivered.

Eine Zufuhrmenge des Additivmittels, welche eine Menge des Reduktionsmittels erzeugen kann, das benötigt wird, um das gesamte Stickoxid zu reduzieren, das in der Abgasluft enthalten ist, wird nachstehend als Normalmenge bezeichnet, und eine Zufuhrmenge des Additivmittels, die zugeführt wird, bevor eine der zwei Bedingungen erfüllt ist, wird nachstehend als eine Übernormalmenge (Größere Menge als die Normalmenge) bezeichnet.A supply amount of the additive agent which can generate an amount of the reducing agent needed to reduce all the nitrogen oxide contained in the exhaust gas is hereinafter referred to as a normal amount, and a supply amount of the additive agent supplied before one of the If two conditions are met, it will be referred to as an over-normal amount (larger amount than the normal amount).

Details der vorstehend beschriebenen Prinzipien werden nachstehend unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm in 2 erklärt. Wenn die Reduktionsmittelentgleitungsverhinderungssteuerung gestartet ist, wird bestimmt, ob die Erfassungstemperatur (nachstehend bezeichnet als Abgastemperatur) des Abgastemperatursensors 8 kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist (S1).Details of the principles described above will be described below with reference to a flowchart in FIG 2 explained. When the reducing agent removal prevention control is started, it is determined whether the detection temperature (hereinafter referred to as exhaust gas temperature) of the exhaust gas temperature sensor 8th smaller than the ammonia generation temperature T1 is (S1).

Wenn bestimmt wird, dass die Abgastemperatur kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist (S1: JA), wird die Zeitmessung durch den Timer 10D gestartet oder fortgesetzt (S7), nachdem die Zufuhr (Einspritzung) des Reduktionsmittels gestoppt ist und wird eine Zeit, die durch den Timer 10D gemessen wird, initialisiert (S2).When it is determined that the exhaust gas temperature is lower than the ammonia generation temperature T1 is (S1: YES), the timer is timed 10D started or continued (S7) after the supply (injection) of the reducing agent is stopped and will take a time by the timer 10D is measured, initialized (S2).

Wenn bestimmt wird, dass die Abgastemperatur nicht kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist, d. h. dass die Abgastemperatur gleich wie oder größer als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist (S1: NEIN), wird bestimmt, ob die Zeit, die durch den Timer 10D gemessen wird, gleich wie oder größer als die Zufuhrstoppzeit ist (S3). Wenn bestimmt wird, dass die gemessene Zeit gleich wie oder größer als die Zufuhrstoppzeit ist (S3: JA), wird das Zeitmessen durch den Timer 10D gestartet oder fortgesetzt (S7), nachdem die Normalmenge des Additivmittels in das Abgasrohr 2 zugeführt wird (S5).If it is determined that the exhaust gas temperature is not smaller than the ammonia generation temperature T1, that is, the exhaust gas temperature is equal to or greater than the ammonia generation temperature T1 (S1: NO), it is determined whether the time taken by the timer 10D is equal to or greater than the feed stop time (S3). If it is determined that the measured time is equal to or greater than the feed stop time (S3: YES), the time measurement is made by the timer 10D started or continued (S7) after the normal amount of the additive agent in the exhaust pipe 2 is supplied (S5).

Wenn bestimmt wird, dass die gemessene Zeit nicht gleich wie oder länger als die Zufuhrstoppzeit ist (S3: NEIN), wird bestimmt, ob die Abgastemperatur gleich wie oder größer als die Zufuhrstopptemperatur T2 ist (S4). Wenn bestimmt wird, dass die Abgastemperatur gleich wie oder größer als die Zufuhrstopptemperatur T2 ist (S4: JA), wird das Zeitmessen durch den Timer 10D gestartet oder fortgesetzt (S7), nachdem die Normalmenge des Additivmittels in das Abgasrohr 2 zugeführt wird (S5).If it is determined that the measured time is not equal to or longer than the supply stop time (S3: NO), it is determined whether the exhaust gas temperature is equal to or greater than the supply stop temperature T2 (S4). When it is determined that the exhaust gas temperature is equal to or greater than the supply stop temperature T2 (S4: YES), the time measurement is made by the timer 10D started or continued (S7) after the normal amount of the additive agent in the exhaust pipe 2 is supplied (S5).

Wenn bestimmt wird, dass die Abgastemperatur nicht gleich wie oder größer als die Zufuhrstopptemperatur T2 ist (S4: NEIN), wird das Zeitmessen durch den Timer 10D gestartet oder fortgesetzt (S7), nachdem das Additivmittel mit Übernormalmenge in das Abgasrohr 2 zugeführt wird (S6). Dann, nachdem die Verarbeitung S7 durchgeführt wurde, wird die Verarbeitung S1 wiederholt durchgeführt.When it is determined that the exhaust gas temperature is not equal to or greater than the supply stop temperature T2 (S4: NO), the time measurement is made by the timer 10D started or continued (S7) after the additive means with excessive amount in the exhaust pipe 2 is supplied (S6). Then, after the processing S7 has been performed, the processing S1 is repeatedly performed.

(Merkmale der Abgassteuervorrichtung)(Features of the exhaust gas control device)

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn die Abgastemperatur kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist, wird die Zufuhr des Additivmittels gestoppt, wie es in 3 und 4 gezeigt ist. Folglich wird verhindert, dass das Additivmittel verschwenderisch verbraucht wird.In the first embodiment, when the exhaust gas temperature is lower than the ammonia generation temperature T1, the supply of the additive agent is stopped as shown in FIG 3 and 4 is shown. Consequently, the additive agent is prevented from being wasted wastefully.

Wenn die Abgastemperatur gleich wie oder größer als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist, wird das Additivmittel mit Übernormalmenge zugeführt. Folglich wird das Stickoxid durch das Reduktionsmittel, das aus dem Additivmittel erzeugt wird, reduziert (gereinigt) und wird ein Teil des erzeugten Reduktionsmittels in dem Katalysator 3 adsorbiert. Wenn die Abgastemperatur kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist und dadurch die Zufuhr des Additivmittels stoppt, wird das Stickoxid durch das Reduktionsmittel reduziert, das in dem Katalysator 3 adsorbiert ist.When the exhaust gas temperature is equal to or greater than the ammonia generation temperature T1, the additive agent is supplied at an excessive amount. Consequently, the nitrogen oxide is reduced (purified) by the reducing agent generated from the additive agent and becomes a part of the generated reducing agent in the catalyst 3 adsorbed. When the exhaust gas temperature is lower than the ammonia generation temperature T1 and thereby the supply of the additive agent stops, the nitrogen oxide is reduced by the reducing agent contained in the catalyst 3 is adsorbed.

Wenn die Abgastemperatur gleich wie oder größer als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist, wie es vorstehend beschrieben ist, wird ein Teil des erzeugten Reduktionsmittels in dem Katalysator 3 adsorbiert, ohne für die Reduktionsreaktion verwendet zu werden, und wird dann für die Reduktionsreaktion verwendet, wenn die Abgastemperatur kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist. Wenn jedoch die Menge des erzeugten Reduktionsmittels eine Menge übersteigt, die von dem Katalysator 3 adsorbiert werden kann, wird das erzeugte Reduktionsmittel ohne für die Reduktion des Stickoxids verwendet zu werden, abgegeben. Folglich wird das Additivmittel verschwenderisch verbraucht.When the exhaust gas temperature is equal to or greater than the ammonia generation temperature T1 as described above, a part of the generated reducing agent becomes in the catalyst 3 adsorbed without being used for the reduction reaction, and is then used for the reduction reaction when the exhaust gas temperature is lower than the ammonia generation temperature T1. However, if the amount of reductant produced exceeds an amount that is greater than that of the catalyst 3 can be adsorbed, the generated reducing agent is discharged without being used for the reduction of the nitrogen oxide. As a result, the additive agent is wastefully consumed.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wie es in 3 gezeigt ist, wird, wenn die Zufuhrstoppzeit seit dem Start einer Zufuhr des Additivmittels verstrichen ist, die Zufuhrmenge des Additivmittels verglichen mit einer Zufuhrmenge reduziert, bevor die vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Folglich wird verhindert, dass die Menge des erzeugten Reduktionsmittels die Menge übersteigt, die durch den Katalysator 3 adsorbiert werden kann.In the first embodiment, as in 3 is shown, when the supply stop time has elapsed since the start of supply of the additive agent, the supply amount of the additive agent is reduced compared to a supply amount before the predetermined time has elapsed. Consequently, the amount of the reducing agent produced is prevented from exceeding the amount produced by the catalyst 3 can be adsorbed.

Darüber hinaus, wenn das Reduktionsmittel fortlaufend aus dem Additivmittel erzeugt wird, nimmt die Abgastemperatur allmählich über die Zeit zu. Folglich, indem die Zufuhrmenge des Additivmittels reduziert wird, wenn die Abgastemperatur gleich wie oder größer als die Zufuhrstopptemperatur T2 wird, wird verhindert, dass die Menge des erzeugten Reduktionsmittels die Menge übersteigt, die von dem Katalysator 3 adsorbiert werden kann.In addition, when the reducing agent is continuously generated from the additive agent, the exhaust gas temperature gradually increases over time. Accordingly, by reducing the supply amount of the additive agent when the exhaust gas temperature becomes equal to or greater than the supply stop temperature T2, the amount of the generated reducing agent is prevented from exceeding the amount that is generated by the catalyst 3 can be adsorbed.

Außerdem, wie es aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist die Zufuhrstopptemperatur T2 eine Temperatur, die beispielsweise einer Abgastemperatur zu der Zeit entspricht, in der die Zufuhrstoppzeit verstreicht, nachdem die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 erreicht ist. Die Zufuhrstoppzeit und die Zufuhrstopptemperatur T2 werden geeignet basierend auf Ausgestaltungen des Katalysators 3 oder Ausgestaltungen der Brennkraftmaschine 1 bestimmt.In addition, as apparent from the above description, the supply stop temperature T2 is a temperature corresponding, for example, to an exhaust gas temperature at the time when the supply stop time elapses after the ammonia generation temperature T1 is reached. The feed stop time and the feed stop temperature T2 become suitable based on configurations of the catalyst 3 or embodiments of the internal combustion engine 1 certainly.

Wie es vorstehend beschrieben ist, wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel verhindert, dass das Additivmittel verschwenderisch verbraucht wird, und wird das Stickoxid zuverlässig reduziert (gereinigt). Bei dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht das Zufuhrventil 5 der „Zufuhreinrichtung”, entspricht der Abgastemperatursensor 8 der „Temperaturerfassungseinrichtung” und entspricht die ECU 10 einer „Steuereinrichtung”.As described above, in the first embodiment, the additive agent is prevented from being wastefully consumed, and the nitrogen oxide is reliably reduced (purified). In the first embodiment, the supply valve corresponds 5 the "supply device", corresponds to the exhaust gas temperature sensor 8th the "temperature detecting device" and corresponds to the ECU 10 a "controller".

(Zweites Ausführungsbeispiel) Second Embodiment

(Allgemeine Beschreibung einer Abgassteuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel)(General Description of an Exhaust Control Device According to a Second Embodiment)

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie es in 5 gezeigt ist, ist ein Ammoniaksensor 11 zum Erfassen von Ammoniak, welches ein Reduktionsmittel ist, auf einer in einer Strömungsrichtung der Abgasluft stromabwärtigen Seite eines Katalysators 3 angeordnet. Eine größere Menge eines Additivmittels als eine Normalmenge wird zugeführt, bis der Ammoniaksensor 11 Ammoniak mit einem vorbestimmten Wert oder darüber erfasst, nachdem eine Abgastemperatur gleich wie oder größer als eine Ammoniakerzeugungstemperatur T1 wird. Die Normalmenge des Additivmittels wird zugeführt, bis die Abgastemperatur kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 wird, nachdem der Ammoniaksensor 11 Ammoniak erfasst.In the second embodiment, as in 5 is shown is an ammonia sensor 11 for detecting ammonia, which is a reducing agent, on a downstream side of a catalyst in a flow direction of the exhaust gas air 3 arranged. A larger amount of an additive agent than a normal amount is supplied until the ammonia sensor 11 Ammonia having a predetermined value or above detected after an exhaust gas temperature becomes equal to or greater than an ammonia generation temperature T1. The normal amount of the additive agent is supplied until the exhaust gas temperature becomes smaller than the ammonia generation temperature T1 after the ammonia sensor 11 Ammonia detected.

Die vorstehend beschriebenen Prinzipien werden detailliert unter Bezugnahme auf 6 erklärt.The principles described above will be described in detail with reference to FIG 6 explained.

(Charakteristische Arbeitsprinzipien der Abgassteuervorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels)(Characteristic Working Principles of the Exhaust Gas Control Device of the Second Embodiment)

Wenn eine Reduktionsmittelentgleitungsverhinderungssteuerung gestartet ist, wird zuerst bestimmt, ob die Abgastemperatur kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist (S11).When a reducing agent removal prevention control is started, it is first determined whether the exhaust gas temperature is lower than the ammonia generation temperature T1 (S11).

Wenn bestimmt wird, dass die Abgastemperatur kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist (S11: JA), wird eine Zufuhr (Einspritzung) des Reduktionsmittels gestoppt und wird eine Zeit, die durch einen Timer 10D gemessen wird, initialisiert (S12). Dann, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem das Zeitmessen durch den Timer 10D gestartet wurde oder fortgesetzt wurde (S16), wird die Verarbeitung S11 wieder durchgeführt.When it is determined that the exhaust gas temperature is smaller than the ammonia generation temperature T1 (S11: YES), supply (injection) of the reducing agent is stopped and becomes a time determined by a timer 10D is measured, initialized (S12). Then, when a predetermined time has elapsed after the time measurement by the timer 10D was started or continued (S16), the processing S11 is performed again.

Andererseits, wenn bestimmt wird, dass die Abgastemperatur nicht kleiner als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist, d. h. dass die Abgastemperatur gleich wie oder größer als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist (S11: NEIN), wird bestimmt, ob der Ammoniaksensor 11 Ammoniak in Höhe des vorbestimmten Werts oder darüber erfasst (S13). Wenn bestimmt wird, dass Ammoniak in Höhe des vorbestimmten Werts oder darüber erfasst wird (S13: JA), wird die Normalmenge des Additivmittels in das Abgasrohr 2 zugeführt (S14). Dann wird die Verarbeitung S11 wiederholt durchgeführt, wenn die vorbestimmte Zeit vergangen ist (S16).On the other hand, when it is determined that the exhaust gas temperature is not smaller than the ammonia generation temperature T1, that is, the exhaust gas temperature is equal to or greater than the ammonia generation temperature T1 (S11: NO), it is determined whether the ammonia sensor 11 Ammonia is detected at the predetermined value or above (S13). When it is determined that ammonia is detected at or above the predetermined value (S13: YES), the normal amount of the additive agent becomes the exhaust pipe 2 supplied (S14). Then, the processing S11 is repeatedly performed when the predetermined time has elapsed (S16).

Wenn bestimmt wird, dass Ammoniak in Höhe des vorbestimmten Werts oder darüber nicht erfasst wird (S13: NEIN), wird das Additivmittel mit Übernormalmenge (mit mehr als der normalen Menge) in das Abgasrohr 2 zugeführt (S15).When it is determined that ammonia is not detected at the predetermined value or above (S13: NO), the excess amount additive (having more than the normal amount) is added to the exhaust pipe 2 supplied (S15).

Dann wird die Verarbeitung S11 wiederholt durchgeführt, wenn die vorbestimmte Zeit vergangen ist (S16).Then, the processing S11 is repeatedly performed when the predetermined time has elapsed (S16).

(Eigenschaften der Abgassteuervorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels)(Characteristics of the exhaust gas control device of the second embodiment)

Ebenfalls bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, wird die Zufuhr des Additivmittels gestoppt und wird das Stickoxid durch das Reduktionsmittel reduziert, das in dem Katalysator 3 adsorbiert ist, wenn die Abgastemperatur geringer als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist. Deshalb wird verhindert, dass das Additivmittel verschwenderisch verbraucht wird.Also in the second embodiment, similar to the embodiment described above, the supply of the additive agent is stopped, and the nitrogen oxide is reduced by the reducing agent contained in the catalyst 3 is adsorbed when the exhaust gas temperature is less than the ammonia production temperature T1. Therefore, the additive agent is prevented from being wasted wastefully.

Wenn die Abgastemperatur gleich wie oder größer als die Ammoniakerzeugungstemperatur T1 ist, wird das Additivmittel zugeführt und wird das Stickoxid reduziert (gereinigt), und zwar durch das aus dem Additivmittel erzeugte Reduktionsmittel. Des Weiteren wird ein Teil des erzeugten Reduktionsmittels in dem Katalysator 3 adsorbiert.When the exhaust gas temperature is equal to or greater than the ammonia generation temperature T1, the additive agent is supplied and the nitrogen oxide is reduced (purified) by the reducing agent generated from the additive agent. Further, part of the generated reducing agent becomes in the catalyst 3 adsorbed.

Wenn Ammoniak (ein Reduktionsmittel) mit einem vorbestimmten Betrag oder darüber durch den Ammoniaksensor 11 erfasst wird, nachdem die Zufuhr des Additivmittels gestartet wurde, wird die Zufuhrmenge des Additivmittels verglichen mit der Zufuhrmenge reduziert, bevor das Reduktionsmittel erfasst wurde. Somit wird verhindert, dass die Menge des erzeugten Reduktionsmittels die Menge übersteigt, die durch den Katalysator 3 adsorbiert werden kann.When ammonia (a reducing agent) with a predetermined amount or more through the ammonia sensor 11 is detected after the supply of the additive agent has been started, the supply amount of the additive agent compared to the supply amount is reduced before the reducing agent was detected. Thus, the amount of reducing agent produced is prevented from exceeding the amount produced by the catalyst 3 can be adsorbed.

Deshalb wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ebenfalls verhindert, dass das Additivmittel verschwenderisch verbraucht wird und wird das Stickoxid zuverlässig reduziert (gereinigt). Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht der Ammoniaksensor 11 einer „Reduktionsmittelerfassungseinrichtung”.Therefore, in the second embodiment, too, the additive agent is prevented from being wastefully consumed and the nitrogen oxide is reliably reduced (purified). In the second embodiment, the ammonia sensor corresponds 11 a "reducing agent detection device".

(Weitere Ausführungsbeispiele)(Further embodiments)

Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird Harnstoff als Additivmittel verwendet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf das Vorstehende beschränkt. Das heißt, ein anderes Reduktionsmittel als Ammoniak oder ein Additivmittel, das dieses Reduktionsmittel erzeugt, kann verwendet werden.In the above embodiments, urea is used as the additive agent. However, the invention is not limited to the above. That is, a reducing agent other than ammonia or an additive agent which produces this reducing agent may be used.

Erfindungsgemäß können das erste Ausführungsbeispiel und das zweite Ausführungsbeispiel kombiniert werden.According to the invention, the first embodiment and the second embodiment can be combined.

Zusätzlich Vorteile und Abwandlungen werden Fachleuten leicht auffallen. Die Erfindung in ihren breiteren Formulierungen ist deshalb nicht auf die bestimmten Details, ein repräsentatives Gerät und darstellende Beispiele beschränkt, die gezeigt und beschrieben sind.In addition, benefits and modifications will easily attract attention. The invention in its broader terms is therefore not limited to the specific details, representative apparatus, and illustrative examples shown and described.

Eine Abgassteuervorrichtung hat ein Abgasrohr (2), einen Katalysator (3) in dem Rohr, der eine Reduktionsreaktion von Stickoxid in einer Abgasluft fördert, eine Zufuhrvorrichtung (5) zum Zuführen eines Additivmittels zu einer stromaufwärtigen Seite des Katalysators, eine Temperaturerfassungsvorrichtung (8) zum Erfassen einer Abgaslufttemperatur und eine Steuervorrichtung (10) zum Steuern der Zufuhrvorrichtung, um die in das Rohr zugeführte Additivmittelmenge zu regulieren. Die Steuervorrichtung stoppt eine Zufuhr des Additivmittels, wenn eine Abgaslufttemperatur kleiner als eine Erzeugungstemperatur ist, die zum Erzeugen des Reduktionsmittels aus dem Additivmittel benötigt wird, und führt das Additivmittel zu, wenn eine Abgaslufttemperatur gleich wie oder größer als eine Erzeugungstemperatur ist. Wenn eine vorbestimmte Zeit seit einem Start einer Zufuhr des Additivmittels vergangen ist, reduziert die Steuervorrichtung die Additivmittelmenge, die zugeführt wird, verglichen mit der Additivmittelmenge, die zugeführt wird, bevor die vorbestimmte Zeit vergangen ist.An exhaust gas control device has an exhaust pipe ( 2 ), a catalyst ( 3 ) in the pipe, which promotes a reduction reaction of nitrogen oxide in an exhaust air, a supply device ( 5 ) for supplying an additive agent to an upstream side of the catalyst, a temperature detection device ( 8th ) for detecting an exhaust air temperature and a control device ( 10 ) for controlling the feeding device to regulate the amount of additive agent supplied into the pipe. The controller stops supply of the additive agent when an exhaust air temperature is lower than a generation temperature required for generating the reducing agent from the additive agent, and supplies the additive agent when an exhaust air temperature is equal to or greater than a generation temperature. When a predetermined time has passed since a start of supply of the additive agent, the controller reduces the amount of additive agent supplied, compared with the amount of additive agent supplied before the predetermined time has elapsed.

Claims (2)

Abgassteuervorrichtung zum Erzeugen eines Reduktionsmittels aus einem Additivmittel durch Verwenden einer Wärme einer Abgasluft, die von einer Brennkraftmaschine (1) ausgelassen wird, und zum Reduzieren von in der Abgasluft enthaltenem Stickoxid durch das Reduktionsmittel, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: ein Abgasrohr (2), das einen Durchgang für die Abgasluft definiert; einen Katalysator (3), der in dem Abgasrohr (2) angeordnet ist, wobei der Katalysator (3) dazu im Stande ist, eine Reduktionsreaktion des Stickoxids in der Abgasluft zu fördern; eine Zufuhreinrichtung (5) zum Zuführen des Additivmittels zu einer in einer Strömungsrichtung der Abgasluft stromaufwärtigen Seite des Katalysators (3); eine Temperaturerfassungseinrichtung (8) zum Erfassen einer Temperatur der Abgasluft, die durch das Abgasrohr (2) strömt; und eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern der Zufuhreinrichtung (5), um eine in das Abgasrohr (2) zugeführte Menge des Additivmittels zu regulieren, wobei: die Steuereinrichtung (10) die Zufuhr des Additivmittels stoppt, wenn die Temperatur der Abgasluft, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung (8) erfasst wird, kleiner als eine Erzeugungstemperatur ist, die benötigt wird, um das Reduktionsmittel aus dem Additivmittel zu erzeugen, und das Additivmittel zuführt, wenn die Temperatur der Abgasluft gleich wie oder größer als die Erzeugungstemperatur ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (10) dann, wenn eine vorbestimmte Zeit nach einem Start der Zufuhr des Additivmittels vergangen ist, die Menge des zuzuführenden Additivmittels verglichen mit der Menge des Additivmittels reduziert, die zugeführt wird, bevor die vorbestimmte Zeit vergangen ist, wobei die vorbestimmte Zeit auf eine Zeit eingestellt ist, die gleich wie oder kürzer als eine Zeit ist, in der eine Menge des erzeugten Reduktionsmittels eine Menge übersteigt, die in dem Katalysator (3) adsorbiert werden kann.Exhaust gas control device for generating a reducing agent from an additive agent by using a heat of an exhaust air from an internal combustion engine ( 1 ), and for reducing nitrogen oxide contained in the exhaust air by the reducing agent, the apparatus comprising: an exhaust pipe (Fig. 2 ) defining a passage for the exhaust air; a catalyst ( 3 ), which in the exhaust pipe ( 2 ), wherein the catalyst ( 3 ) is capable of promoting a reduction reaction of the nitrogen oxide in the exhaust air; a feeder ( 5 ) for supplying the additive agent to an upstream side of the catalyst in a flow direction of the exhaust gas ( 3 ); a temperature detection device ( 8th ) for detecting a temperature of the exhaust gas passing through the exhaust pipe (16) 2 ) flows; and a control device ( 10 ) for controlling the feeder ( 5 ) into the exhaust pipe ( 2 ) control amount of the additive agent, wherein: the control device ( 10 ) the supply of the additive agent stops when the temperature of the exhaust gas, which by the temperature detecting means ( 8th ) is less than a generation temperature required to generate the reducing agent from the additive agent, and supplies the additive agent when the temperature of the exhaust gas air is equal to or greater than the generation temperature; characterized in that the control device ( 10 ), when a predetermined time has elapsed after a start of supply of the additive agent, the amount of the additive agent to be supplied is reduced as compared with the amount of the additive agent supplied before the predetermined time has elapsed, the predetermined time being set to a time which is equal to or shorter than a time in which an amount of the generated reducing agent exceeds an amount in the catalyst ( 3 ) can be adsorbed. Abgassteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (10) dann, wenn die Temperatur der Abgasluft gleich wie oder größer als eine vorbestimmte Temperatur ist, das heißt, höher als die Erzeugungstemperatur ist, die Menge des Additivmittels, die zugeführt wird, verglichen mit der Menge des Additivmittels reduziert, die zugeführt wird, wenn die Temperatur der Abgasluft gleich wie oder größer als die Erzeugungstemperatur ist und kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist.Exhaust gas control device according to claim 1, wherein the control device ( 10 ), when the temperature of the exhaust gas is equal to or greater than a predetermined temperature, that is, higher than the generation temperature, the amount of the additive agent supplied is reduced as compared with the amount of the additive agent supplied when Temperature of the exhaust gas is equal to or greater than the generation temperature and is less than the predetermined temperature.
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