JP2009007968A - 排気浄化剤の添加量制御装置、及び排気浄化システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】NH3を貯蔵するとともに、そのNH3貯蔵量が多くなるほど反応限界温度がより低くなる特性を有するSCR触媒について、その時のNH3貯蔵量である現在NH3貯蔵量ST1を検出するプログラム(ステップS14)と、尿素水添加弁の添加量を制御することにより、上記SCR触媒のNH3貯蔵量を変更するプログラム(ステップS19b)と、ステップS14の処理により検出された現在NH3貯蔵量ST1に基づいてステップS19bの処理によりNH3貯蔵量を変化させることで、上記SCR触媒のNH3貯蔵量をその目標値である目標NH3貯蔵量ST2に制御するプログラム(ステップS20)と、を備える構成とする。
【選択図】図2
Description
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O …(式2)
そして、上記還元反応(式2)で消費されずにSCR触媒13の下流(排気管14)へ流れてきた余分なNH3(余剰NH3)は、NH3触媒15により下記反応(式3)を通じて浄化され、大気中に放出されるNH3放出量が低減される。なお、SCR触媒13下流の排気については、その排気中のNOx量(NOx排出量)及び排気温度が、それぞれ排気管14に設けられた排気センサ14a(NOxセンサと温度センサとを内蔵するセンサ)によって検出(詳しくは各センサ出力に基づきECU40にて算出)可能とされている。
続けて、本システムの排気浄化系を構成する上記各種排気浄化装置について詳述する。
「その時のSCR触媒13のNH3貯蔵量が許容レベルよりも多いか否かを判断するプログラム(貯蔵量判断手段)を備え、貯蔵制御モード実行条件の成立要件には、そのプログラムによりSCR触媒13のNH3貯蔵量が許容レベルよりも多くない旨判断されたことが含まれる構成」
「その時のSCR触媒13に対してNH3を貯蔵することができるか否かを判断するプログラム(貯蔵限界判断手段)を備え、貯蔵制御モード実行条件の成立要件には、そのプログラムによりNH3を貯蔵することができる旨判断されたことが含まれる構成」
のいずれか又は両方に該当する構成とすることで、上述のNH3貯蔵をより好適に行うことができるようになる。
Claims (14)
- 反応限界温度を下限とする温度範囲にて特定の排気浄化反応を促進する触媒と、該触媒上で前記排気浄化反応を行うことにより排気中のNOx(窒素酸化物)を浄化するNH3(アンモニア)又はその発生源となる添加剤を、前記触媒自体又は該触媒よりも上流の排気へ添加する添加弁と、を備える排気浄化システムに適用され、前記添加弁の添加量を制御する排気浄化剤の添加量制御装置において、
前記触媒が、NH3を貯蔵するとともに、そのNH3貯蔵量が多くなるほど前記反応限界温度がより低くなる特性を有するものであり、
前記触媒のその時のNH3貯蔵量である現在NH3貯蔵量を検出する貯蔵量検出手段と、
前記添加弁の添加量を制御することにより、前記触媒のNH3貯蔵量を変更する貯蔵量変更手段と、
前記貯蔵量検出手段により検出された現在NH3貯蔵量に基づいて前記貯蔵量変更手段によりNH3貯蔵量を変化させることで、前記触媒のNH3貯蔵量をその目標値である目標NH3貯蔵量に制御する貯蔵量制御手段と、
を備えることを特徴とする排気浄化剤の添加量制御装置。 - 前記触媒の温度又はその相当値に基づいて、その時の前記触媒に貯蔵可能なNH3の貯蔵限界量を検出する貯蔵限界量検出手段と、
前記貯蔵限界量検出手段により検出された限界NH3貯蔵量を上限値として、前記目標NH3貯蔵量の可変範囲を設定する手段と、
を備える請求項1に記載の排気浄化剤の添加量制御装置。 - 前記貯蔵限界量検出手段は、前記触媒の温度の相当値として前記触媒よりも下流側の排気温度に基づいて、限界NH3貯蔵量を検出するものである請求項2に記載の排気浄化剤の添加量制御装置。
- 前記貯蔵量制御手段は、前記目標NH3貯蔵量と前記現在NH3貯蔵量との差分に相当するNH3貯蔵量の不足分を、前記貯蔵量変更手段により補わせることで、前記触媒のNH3貯蔵量を目標NH3貯蔵量に制御するものである請求項1〜3のいずれか一項に記載の排気浄化剤の添加量制御装置。
- 前記貯蔵量制御手段は、所定の条件が成立している間は、繰り返し前記NH3貯蔵量の制御を実行するものである請求項1〜4のいずれか一項に記載の排気浄化剤の添加量制御装置。
- 排気中のNOx量に関する所定のパラメータに応じて前記添加弁の添加量を決定する浄化制御モードと、前記添加弁の添加量として前記浄化制御モードよりも多い添加量を設定する貯蔵制御モードと、を含む複数の制御モードの中から、それらモードごとの実行条件の成立に基づいてその時に実行する1つを選ぶモード選択手段を備え、
前記貯蔵量制御手段は、前記モード選択手段により貯蔵制御モードが選ばれた場合に、前記NH3貯蔵量の制御を実行するものである請求項1〜5のいずれか一項に記載の排気浄化剤の添加量制御装置。 - その時の前記触媒のNH3貯蔵量が許容レベルよりも多いか否かを判断する貯蔵量判断手段を備え、
前記貯蔵制御モードの実行条件は、前記貯蔵量判断手段により前記触媒のNH3貯蔵量が許容レベルよりも多くない旨判断されたことをその成立要件に含むものである請求項6に記載の排気浄化剤の添加量制御装置。 - その時の前記触媒に対してNH3を貯蔵することができるか否かを判断する貯蔵限界判断手段を備え、
前記貯蔵制御モードの実行条件は、前記貯蔵限界判断手段によりNH3を貯蔵することができる旨判断されたことをその成立要件に含むものである請求項6又は7に記載の排気浄化剤の添加量制御装置。 - その時の前記触媒の温度が許容レベルよりも低いか否かを判断する触媒温度判断手段を備え、
前記貯蔵制御モードの実行条件は、前記触媒温度判断手段により前記触媒の温度が許容レベルよりも低い旨判断されたことをその成立要件に含むものである請求項6〜8のいずれか一項に記載の排気浄化剤の添加量制御装置。 - 前記排気浄化システムは、内燃機関から排出される排気を対象にして、その排気の浄化を行うものであり、
前記貯蔵量検出手段は、前記触媒に対して供給されるNH3量と同触媒上でのNH3消費量との差分に基づいて、その時々の前記触媒のNH3貯蔵量の増減量を求めるとともに、その時々の増減量を逐次積算することにより、前記現在NH3貯蔵量を検出するものである請求項1〜9のいずれか一項に記載の排気浄化剤の添加量制御装置。 - 前記内燃機関の運転条件に関する所定パラメータに基づいて、前記触媒上でのNH3消費量を求める手段を備える請求項10に記載の排気浄化剤の添加量制御装置。
- 前記触媒のNH3貯蔵量について同NH3貯蔵量をそれ以上増量しても前記反応限界温度が低下しなくなる境界値に基づいて前記目標NH3貯蔵量を決める手段を備える請求項1〜11のいずれか一項に記載の排気浄化剤の添加量制御装置。
- 前記添加弁は、NH3の発生源となる添加剤として尿素水溶液を、前記触媒よりも上流の排気へ噴射添加するものである請求項1〜12のいずれか一項に記載の排気浄化剤の添加量制御装置。
- 請求項13に記載の排気浄化剤の添加量制御装置と、前記触媒及び前記添加弁と、前記添加弁に尿素水溶液を供給する尿素水供給装置と、を備えることを特徴とする排気浄化システム。
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