JP2019078189A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

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正憲 坂井
Masanori Sakai
正憲 坂井
隆徳 中野
Takanori Nakano
隆徳 中野
土屋 富久
Tomihisa Tsuchiya
富久 土屋
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Abstract

To suppress an increase in cost caused by adopting a configuration for preventing urea precipitation.SOLUTION: An urea water injection valve 31 for injecting urea water is provided upstream of a selective reduction catalyst 33 in an exhaust pipe 15. An urea water tank 34 and urea water piping 36 serving as a supply route of the urea water to the urea water injection valve 31 include a tank inner heater 38 and a piping heater 39, respectively. When a temperature of urea water supplied to the urea water injection valve 31 is equal to or lower than a prescribed temperature that is predetermined as a temperature that may cause freezing of urea water, an electronic control unit 40 performs ON control of the tank inner heater 38 and the piping heater 39. When an inner wall surface temperature at an urea water collision position in the exhaust pipe 15 is within a precipitation temperature zone predetermined as a temperature zone enabling precipitation of urea on an inner wall surface of the exhaust pipe 15, the electronic control unit 40 performs the ON control of the tank inner heater 38 and the piping heater 39.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust purification system of an internal combustion engine.

特許文献1の排気浄化装置は、内燃機関の排気管に設けられた選択還元触媒と、排気管における選択還元触媒よりも上流側に尿素水を添加する尿素水噴射弁とを備えている。また、特許文献1の排気浄化装置は、排気管の外周に、電熱ヒータが設けられている。電熱ヒータは、排気管の延設方向において、尿素水噴射弁から添加された尿素が付着する部位に対応する箇所に位置している。特許文献1の排気浄化装置においては、電熱ヒータが通電されることにより、排気管における電熱ヒータが設けられている箇所が加熱される。これに伴い、排気管の内壁に析出した尿素が溶融したり熱分解したりして排気管の内壁から除去されるとともに、新たな尿素の析出が抑制される。   The exhaust gas purification apparatus of Patent Document 1 includes a selective reduction catalyst provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine, and a urea water injection valve for adding urea water upstream of the selective reduction catalyst in the exhaust pipe. Moreover, the exhaust gas purification apparatus of patent document 1 is provided with the electrothermal heater in the outer periphery of the exhaust pipe. The electric heater is located at a location corresponding to the location to which the urea added from the urea water injection valve adheres in the extending direction of the exhaust pipe. In the exhaust gas purification apparatus of Patent Document 1, when the electric heater is energized, the portion of the exhaust pipe where the electric heater is provided is heated. Along with this, the urea deposited on the inner wall of the exhaust pipe is melted or pyrolyzed and removed from the inner wall of the exhaust pipe, and new precipitation of urea is suppressed.

特開2005−214175号公報JP 2005-214175 A

特許文献1の排気浄化装置は、排気管の内壁に析出した尿素を除去したり尿素の析出を抑制したりするため、排気管に別途電熱ヒータを設ける必要がある。そのため、部品点数の増加や組み立て工数の増加など、排気浄化装置のコストアップの一因となる。   In the exhaust gas purification apparatus of Patent Document 1, in order to remove the urea deposited on the inner wall of the exhaust pipe or to suppress the deposition of urea, it is necessary to separately provide an electric heater in the exhaust pipe. Therefore, it contributes to an increase in the cost of the exhaust gas purification apparatus, such as an increase in the number of parts and an increase in the number of assembling steps.

上記課題を解決するため、本発明は、内燃機関の排気管に設けられた選択還元触媒と、前記排気管における前記選択還元触媒よりも上流側に尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、前記尿素水噴射弁への尿素水の供給経路に設けられ、前記尿素水噴射弁に供給される尿素水を加熱する電磁ヒータと、前記尿素水噴射弁に供給される尿素水の温度が、当該尿素水が凍結する可能性がある温度として予め定められた規定温度以下であるときに、前記電磁ヒータをオン制御するヒータ制御部とを備え、前記ヒータ制御部は、前記排気管の内壁面のうち前記尿素水噴射弁から噴射された尿素水が衝突する尿素水衝突位置の内壁面温度が、前記規定温度よりも高い温度帯域であって尿素が前記排気管の内壁面に析出し得る温度帯域として予め定められた析出温度帯域である場合には、前記電磁ヒータをオン制御する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a selective reduction catalyst provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine, a urea water injection valve for injecting urea water upstream of the selective reduction catalyst in the exhaust pipe, and An electromagnetic heater provided in a supply path of urea water to the urea water injection valve and heating urea water supplied to the urea water injection valve, and a temperature of the urea water supplied to the urea water injection valve are the urea And a heater control unit that turns on the electromagnetic heater when the temperature is lower than or equal to a predetermined temperature determined as a temperature at which water may freeze. As a temperature zone where the inner wall surface temperature of the urea water collision position where the urea water injected from the urea water injection valve collides is a temperature zone higher than the specified temperature and urea may be deposited on the inner wall surface of the exhaust pipe Predetermined deposition If in degrees band turns on controlling the electromagnetic heater.

上記構成によれば、排気管の内壁面に尿素が析出し得る状況下では尿素水の温度が上昇する。そして、尿素水の温度が上昇すれば、尿素水が排気管の内壁面に付着した際に、当該内壁面から尿素水へと伝わる熱量を少なくできる。その結果、排気管の内壁面の温度が尿素水が付着することに起因して低くなることを抑制でき、排気管の内壁面温度を析出温度帯域よりも高い温度に維持しやすくなる。したがって、排気管の内壁面に尿素が析出することを抑制できる。また、上記の尿素水の加熱は、尿素水の凍結防止のための電磁ヒータによって実現される。したがって、尿素の析出を抑制するためだけに、別途、電磁ヒータを設ける必要はなく、排気浄化装置のコストアップは最小限に留められる。   According to the above configuration, the temperature of the aqueous urea solution rises under the situation where urea may precipitate on the inner wall surface of the exhaust pipe. Then, if the temperature of the aqueous urea solution rises, when the aqueous urea solution adheres to the inner wall surface of the exhaust pipe, the amount of heat transferred from the inner wall surface to the aqueous urea solution can be reduced. As a result, it is possible to suppress that the temperature of the inner wall surface of the exhaust pipe is lowered due to the adhesion of the urea water, and it becomes easy to maintain the inner wall surface temperature of the exhaust pipe higher than the deposition temperature zone. Therefore, precipitation of urea on the inner wall surface of the exhaust pipe can be suppressed. Moreover, the heating of the above-mentioned urea water is realized by the electromagnetic heater for freeze protection of urea water. Therefore, it is not necessary to separately provide an electromagnetic heater only to suppress the deposition of urea, and the cost increase of the exhaust purification system can be minimized.

内燃機関の概略構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram of an internal combustion engine. 尿素の析出温度帯域を示す説明図。Explanatory drawing which shows the precipitation temperature zone of urea. 電磁ヒータのオンオフ制御処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the on-off control processing of an electromagnetic heater.

以下、本発明の排気浄化装置を適用した内燃機関10の実施形態を説明する。先ず、内燃機関10の概略構成を説明する。
図1に示すように、内燃機関10は、外部から吸気(外気)を導入するための吸気管11を備えている。吸気管11の下流端には、吸気管11からの吸気を複数(この実施形態では4つ)の気筒13に分配するためのインテークマニホールド12が接続されている。インテークマニホールド12は、下流側が4つの分岐管に分かれており、各分岐管の下流端が各気筒13に接続されている。各気筒13には、各気筒13内から排気を排出するためのエキゾーストマニホールド14が接続されている。エキゾーストマニホールド14は、上流側が4つの分岐管に分かれており、各分岐管の上流端が各気筒13に接続されている。エキゾーストマニホールド14の下流側は1つに集合しており、当該エキゾーストマニホールド14の下流端は、排気管15に接続されている。
Hereinafter, an embodiment of an internal combustion engine 10 to which the exhaust gas purification apparatus of the present invention is applied will be described. First, a schematic configuration of the internal combustion engine 10 will be described.
As shown in FIG. 1, an internal combustion engine 10 is provided with an intake pipe 11 for introducing intake air (external air) from the outside. At a downstream end of the intake pipe 11, an intake manifold 12 for distributing intake air from the intake pipe 11 to a plurality of (four in this embodiment) cylinders 13 is connected. The intake manifold 12 is divided into four branch pipes on the downstream side, and the downstream end of each branch pipe is connected to each cylinder 13. An exhaust manifold 14 for discharging exhaust gas from the inside of each cylinder 13 is connected to each cylinder 13. The exhaust manifold 14 is divided into four branch pipes on the upstream side, and the upstream end of each branch pipe is connected to each cylinder 13. The downstream side of the exhaust manifold 14 is gathered into one, and the downstream end of the exhaust manifold 14 is connected to the exhaust pipe 15.

吸気管11には、当該吸気管11の内部を流通する吸気流量GAを検出するエアフローメータ21が設けられている。また、吸気管11においてエアフローメータ21よりも下流側には、各気筒13内に供給される吸気流量GAを調節するためのスロットルバルブ22が設けられている。スロットルバルブ22は、弁開度の調整を通じて各気筒13内に供給される吸気流量GAを調節する。   The intake pipe 11 is provided with an air flow meter 21 for detecting an intake flow rate GA flowing through the inside of the intake pipe 11. Further, on the downstream side of the air flow meter 21 in the intake pipe 11, a throttle valve 22 for adjusting an intake flow rate GA supplied into each cylinder 13 is provided. The throttle valve 22 adjusts the intake flow rate GA supplied into each cylinder 13 by adjusting the valve opening degree.

排気管15には、排気中の炭化水素(HC)を酸化するための酸化触媒23が設けられている。酸化触媒23は、担体の表面に活性アルミナが担持されたものであり、炭化水素を水や二酸化炭素に酸化する。排気管15において酸化触媒23よりも下流側には、粒子フィルタ24が設けられている。粒子フィルタ24は、多孔質性のセラミックで構成されており、所定の粒子径以上の粒子状物質(PM)を捕集する。また、粒子フィルタ24の表面には、粒子状物質の酸化を促進するための触媒が担持されている。   The exhaust pipe 15 is provided with an oxidation catalyst 23 for oxidizing hydrocarbons (HC) in the exhaust gas. The oxidation catalyst 23 is obtained by supporting activated alumina on the surface of a carrier, and oxidizes hydrocarbons to water and carbon dioxide. A particle filter 24 is provided downstream of the oxidation catalyst 23 in the exhaust pipe 15. The particle filter 24 is made of porous ceramic and collects particulate matter (PM) having a predetermined particle diameter or more. Further, on the surface of the particle filter 24, a catalyst for promoting the oxidation of the particulate matter is supported.

排気管15における粒子フィルタ24よりも下流側には、当該粒子フィルタ24よりも下流側の排気温度THを検出する排気温センサ26が設けられている。なお、各気筒13内で燃焼しなかった未燃燃料は排気の流れに乗って酸化触媒23へと至る。未燃燃料は酸化触媒23において酸化され、それに伴い排気の温度が上昇する。そして、酸化触媒23で昇温された排気が粒子フィルタ24に至ることで、粒子フィルタ24に捕集されている粒子状物質が燃焼され、粒子フィルタ24が再生される。   An exhaust temperature sensor 26 for detecting an exhaust temperature TH downstream of the particle filter 24 is provided downstream of the particle filter 24 in the exhaust pipe 15. Unburned fuel that has not been burned in each cylinder 13 travels along the flow of exhaust and reaches the oxidation catalyst 23. The unburned fuel is oxidized in the oxidation catalyst 23, and the temperature of the exhaust gas is increased accordingly. Then, the exhaust gas heated by the oxidation catalyst 23 reaches the particle filter 24, whereby the particulate matter collected by the particle filter 24 is burned and the particle filter 24 is regenerated.

排気管15における排気温センサ26よりも下流側には、排気管15内に尿素水を噴射する尿素水噴射弁31が設けられている。尿素水噴射弁31は、常閉式の電磁弁であり、通電されることにより開弁して尿素水を排気管15内に噴射する。排気管15における尿素水噴射弁31よりも下流側には、分散板32が配置されている。分散板32は、尿素水噴射弁31から噴射された尿素水を分散させることにより、当該尿素水の霧化を促進する。なお、尿素水噴射弁31から噴射された尿素水に含まれる尿素は、排気によって加熱されて加水分解され、アンモニアガスが生成される。   A urea water injection valve 31 for injecting urea water into the exhaust pipe 15 is provided downstream of the exhaust temperature sensor 26 in the exhaust pipe 15. The urea water injection valve 31 is a normally closed solenoid valve, and is opened when it is energized to inject urea water into the exhaust pipe 15. A dispersion plate 32 is disposed downstream of the urea water injection valve 31 in the exhaust pipe 15. The dispersion plate 32 promotes atomization of the urea water by dispersing the urea water injected from the urea water injection valve 31. The urea contained in the urea water injected from the urea water injection valve 31 is heated by the exhaust gas to be hydrolyzed to generate ammonia gas.

排気管15における分散板32よりも下流側には、選択還元触媒33(SCR触媒)が設けられている。選択還元触媒33は、尿素水噴射弁31から噴射された尿素水に由来するアンモニアガスを還元剤として、排気に含まれる窒素酸化物(NOx)を窒素と水に還元する。排気管15における選択還元触媒33よりも下流側は、図示しない消音器(マフラー)等に接続されている。   The selective reduction catalyst 33 (SCR catalyst) is provided downstream of the dispersion plate 32 in the exhaust pipe 15. The selective reduction catalyst 33 reduces nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas to nitrogen and water, using ammonia gas derived from urea water injected from the urea water injection valve 31 as a reducing agent. A downstream side of the selective reduction catalyst 33 in the exhaust pipe 15 is connected to a muffler or the like (not shown).

尿素水噴射弁31は、車両に搭載された尿素水タンク34から尿素水の供給を受ける。尿素水タンク34は、一定量の尿素水が貯留可能に構成されている。尿素水タンク34内には、尿素水タンク34内の尿素水を汲み上げて圧送するフィードポンプ35が設けられている。フィードポンプ35には、当該フィードポンプ35と尿素水噴射弁31とを繋ぐ尿素水配管36が接続されている。フィードポンプ35が圧送する尿素水は、尿素水配管36を介して、尿素水噴射弁31へと供給される。なお、この実施形態では、尿素水タンク34、フィードポンプ35、及び尿素水配管36が、尿素水噴射弁31への尿素水の供給経路に相当する。   The urea water injection valve 31 receives supply of urea water from a urea water tank 34 mounted on the vehicle. The urea water tank 34 is configured to be able to store a fixed amount of urea water. In the urea aqueous solution tank 34, a feed pump 35 which pumps up and pressure-feeds the urea aqueous solution in the urea aqueous solution tank 34 is provided. A urea water pipe 36 connecting the feed pump 35 and the urea water injection valve 31 is connected to the feed pump 35. The urea water pumped by the feed pump 35 is supplied to the urea water injection valve 31 via the urea water pipe 36. In this embodiment, the urea aqueous solution tank 34, the feed pump 35, and the urea aqueous solution piping 36 correspond to a supply route of urea aqueous solution to the urea aqueous solution injection valve 31.

尿素水タンク34内には、当該尿素水タンク34内に貯留されている尿素水の温度を、タンク内温度TTとして検出するタンク内温度センサ37が設けられている。また、尿素水タンク34内には、当該尿素水タンク34内に貯留されている尿素水を加熱するタンク内ヒータ38が設けられている。タンク内ヒータ38は電磁ヒータであり、このタンク内ヒータ38に電力が供給されることにより発熱して、尿素水を加熱する。また、尿素水配管36の内部には、当該尿素水配管36を加熱する配管ヒータ39が設けられている。配管ヒータ39は電磁ヒータであり、配管ヒータ39に電力が供給されることにより発熱して、尿素水配管36及びその内部を流通する尿素水を加熱する。図1では、図示の都合上、尿素水配管36の外部に配管ヒータ39を図示している。なお、この実施形態では、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39が、尿素水噴射弁31に供給される尿素水を加熱する電磁ヒータに相当する。   An in-tank temperature sensor 37 is provided in the urea aqueous tank 34 to detect the temperature of the urea aqueous solution stored in the urea aqueous tank 34 as an in-tank temperature TT. Further, in the urea water tank 34, an in-tank heater 38 for heating the urea water stored in the urea water tank 34 is provided. The in-tank heater 38 is an electromagnetic heater, and when the electric power is supplied to the in-tank heater 38, the in-tank heater 38 generates heat to heat the urea water. Further, inside the urea water pipe 36, a pipe heater 39 for heating the urea water pipe 36 is provided. The pipe heater 39 is an electromagnetic heater, and generates heat when electric power is supplied to the pipe heater 39 to heat the urea water pipe 36 and the urea water flowing therethrough. In FIG. 1, a piping heater 39 is illustrated outside the urea water piping 36 for convenience of illustration. In this embodiment, the in-tank heater 38 and the pipe heater 39 correspond to an electromagnetic heater that heats the urea water supplied to the urea water injection valve 31.

上記のように構成された内燃機関10は、電子制御ユニット40(ECU)によって制御される。電子制御ユニット40は、各種のプログラム(アプリケーション)を実行する演算部、各種のプログラムが記憶されている不揮発性の記憶部、プログラムの実行等に際して一時的にデータが記憶される揮発性のメモリ等を備えたコンピュータである。   The internal combustion engine 10 configured as described above is controlled by an electronic control unit 40 (ECU). The electronic control unit 40 includes an operation unit that executes various programs (applications), a non-volatile storage unit in which various programs are stored, a volatile memory in which data is temporarily stored when executing a program, etc. Computer with

電子制御ユニット40には、エアフローメータ21から吸気流量GAを示す信号が入力される。また、電子制御ユニット40には、排気温センサ26から排気温度THを示す信号、タンク内温度センサ37からタンク内温度TTを示す信号が入力される。電子制御ユニット40には、その他にも、内燃機関10の運転状態を示す各種の信号が入力される。   A signal indicating the intake flow rate GA is input to the electronic control unit 40 from the air flow meter 21. Further, the electronic control unit 40 receives a signal indicating the exhaust temperature TH from the exhaust temperature sensor 26 and a signal indicating the tank internal temperature TT from the tank internal temperature sensor 37. Various other signals indicating the operating state of the internal combustion engine 10 are also input to the electronic control unit 40.

電子制御ユニット40は、尿素水噴射弁31からの尿素水の噴射を制御する操作信号MSrを、尿素水噴射弁31に出力する。電子制御ユニット40は、排気管15に設けられた図示しないNOxセンサの検出値等に基づいて尿素水噴射弁31の開弁期間を制御する。例えば、NOxセンサによって検出されたNOx濃度が高い場合には、尿素水噴射弁31の開弁期間が長くて多くの尿素水が噴射されるように制御する。   The electronic control unit 40 outputs, to the urea water injection valve 31, an operation signal MSr for controlling the injection of urea water from the urea water injection valve 31. The electronic control unit 40 controls the open period of the urea water injection valve 31 based on the detection value of a NOx sensor (not shown) provided in the exhaust pipe 15 and the like. For example, when the NOx concentration detected by the NOx sensor is high, control is performed so that the urea valve injection period of the urea water injection valve 31 is long and a large amount of urea water is injected.

電子制御ユニット40は、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39を制御する操作信号MShを、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39に出力する。すなわち、電子制御ユニット40は、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39をオンオフ制御するヒータ制御部として機能する。なお、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39には、同一の操作信号MShが入力されるため、これらタンク内ヒータ38及び配管ヒータ39は同時にオンオフ制御される。   The electronic control unit 40 outputs an operation signal MSh for controlling the in-tank heater 38 and the pipe heater 39 to the in-tank heater 38 and the pipe heater 39. That is, the electronic control unit 40 functions as a heater control unit that performs on / off control of the in-tank heater 38 and the pipe heater 39. Since the same operation signal MSh is input to the in-tank heater 38 and the pipe heater 39, the in-tank heater 38 and the pipe heater 39 are simultaneously turned on and off.

電子制御ユニット40は、尿素水噴射弁31に供給される尿素水が凍結する可能性がある場合に、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39をオン制御する。具体的には、電子制御ユニット40は、タンク内温度センサ37が検出したタンク内温度TTが、尿素水が凍結する可能性がある温度として予め定められた規定温度Tf以下である場合には、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39をオン制御する。また、電子制御ユニット40は、タンク内温度センサ37が検出したタンク内温度TTが規定温度Tfを越えている場合には、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39をオフ制御する。なお、規定温度Tfとしては、例えばゼロ℃〜数℃である。   The electronic control unit 40 turns on the in-tank heater 38 and the piping heater 39 when there is a possibility that the urea water supplied to the urea water injection valve 31 is frozen. Specifically, when the in-tank temperature TT detected by the in-tank temperature sensor 37 is equal to or lower than a predetermined temperature Tf predetermined as a temperature at which the urea water may freeze, the electronic control unit 40 The on-tank heater 38 and the piping heater 39 are on-controlled. Further, when the in-tank temperature TT detected by the in-tank temperature sensor 37 exceeds the specified temperature Tf, the electronic control unit 40 turns off the in-tank heater 38 and the pipe heater 39. The specified temperature Tf is, for example, zero degrees Celsius to several degrees Celsius.

電子制御ユニット40は、タンク内温度TTが規定温度Tfを越えていても、排気管15の内壁面のうち尿素水噴射弁31から噴射された尿素水が衝突する尿素水衝突位置の内壁面温度の推定温度Teが予め定められた析出温度帯域である場合には、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39をオン制御する。本実施形態では、排気管15における尿素水衝突位置は、排気管15における尿素水噴射弁31よりも下流側で、且つ分散板32よりも上流側の部分である。   The electronic control unit 40 detects the inner wall surface temperature of the urea water collision position where the urea water injected from the urea water injection valve 31 collides among the inner wall surfaces of the exhaust pipe 15 even if the tank temperature TT exceeds the specified temperature Tf. In the case where the estimated temperature Te of is the predetermined deposition temperature zone, the in-tank heater 38 and the piping heater 39 are on-controlled. In the present embodiment, the urea water collision position in the exhaust pipe 15 is the downstream side of the urea water injection valve 31 in the exhaust pipe 15 and the upstream side of the dispersion plate 32.

ここで、図2に示すように、排気管15の尿素水衝突位置の温度が低い場合には、排気管15の内壁面に尿素水が衝突して付着しても、尿素水の水分が蒸発しにくく固体の尿素が析出しにくい。また、尿素水中の尿素が熱による変質を受けにくく固化しにくい。したがって、尿素水衝突位置の温度が低い場合には、所定の尿素水噴射量あたりの排気管15の内壁面における尿素堆積量は少ない。   Here, as shown in FIG. 2, when the temperature of the urea water collision position of the exhaust pipe 15 is low, even if the urea water collides with and adheres to the inner wall surface of the exhaust pipe 15, the water of the urea water evaporates It is difficult to precipitate solid urea. In addition, urea in urea water is less susceptible to heat-induced alteration and hard to solidify. Therefore, when the temperature of the urea water collision position is low, the amount of urea deposited on the inner wall surface of the exhaust pipe 15 per predetermined urea water injection amount is small.

排気管15の尿素水衝突位置の温度が中程度の場合には、排気管15の内壁面に尿素水が衝突して付着したときに尿素水の水分が蒸発して固体の尿素が析出する。また、尿素水中の尿素が熱による変質を受けて、析出した固体の尿素とともに固化する。したがって、排気管15の尿素水衝突位置の温度が中程度である場合には、所定の尿素水噴射量あたりの排気管15の内壁面における尿素堆積量が相応に多くなる。   When the temperature of the urea water collision position of the exhaust pipe 15 is medium, when the urea water collides with and adheres to the inner wall surface of the exhaust pipe 15, the water of the urea water evaporates to precipitate solid urea. In addition, urea in urea water is degraded by heat and solidifies with the precipitated solid urea. Therefore, when the temperature of the urea water collision position of the exhaust pipe 15 is medium, the amount of deposited urea on the inner wall surface of the exhaust pipe 15 per predetermined amount of urea water injection increases accordingly.

一方、排気管15の尿素水衝突位置の温度が高いと、排気管15の内壁面に固体の尿素が析出したり変質した尿素が固化したりしても、固体の尿素が溶融して排気に乗って除去されたり、排気の熱によって蒸発したり熱分解されたりする。したがって、排気管15の尿素水衝突位置の温度が高い場合には、むしろ、所定の尿素水噴射量あたりの排気管15の内壁面における尿素堆積量が少なくなる。   On the other hand, when the temperature of the urea water collision position of the exhaust pipe 15 is high, even if solid urea precipitates on the inner wall surface of the exhaust pipe 15 or solidified urea solidifies, the solid urea melts and becomes exhaust It can be removed by riding, or it can be vaporized or decomposed by the heat of the exhaust. Therefore, when the temperature of the urea water collision position of the exhaust pipe 15 is high, the amount of urea deposition on the inner wall surface of the exhaust pipe 15 per predetermined urea water injection amount decreases.

そこで、本実施形態では、排気管15の尿素水衝突位置の温度が高くなるにしたがって尿素堆積量が多くなる温度帯域中の一点を第1温度Tx1とし、排気管15の尿素水衝突位置の温度が高くなるにしたがって尿素堆積量が少なくなる温度帯域中の一点を第2温度Tx2としている。そして、この第1温度Tx1以上、第2温度Tx2以下の温度帯域を、尿素析出温度帯域としている。   Therefore, in the present embodiment, one point in the temperature zone where the amount of deposited urea increases as the temperature of the urea water collision position of the exhaust pipe 15 increases becomes the first temperature Tx1, and the temperature of the urea water collision position of the exhaust pipe 15 The second temperature Tx2 is a point in the temperature zone in which the amount of deposited urea decreases as the value of f increases. Then, a temperature range between the first temperature Tx1 and the second temperature Tx2 is used as a urea deposition temperature range.

なお、第1温度Tx1及び第2温度Tx2は、試験やシミュレーションを行うことにより、予め定められている。例えば、第1温度Tx1は、100℃〜125℃程度であり、第2温度Tx2は、275℃〜300℃程度である。したがって、これら第1温度Tx1及び第2温度Tx2で定められる尿素析出温度帯域は、尿素水が凍結する可能性がある温度として予め定められた規定温度Tfと比較して十分に高い温度帯域である。   The first temperature Tx1 and the second temperature Tx2 are determined in advance by performing tests and simulations. For example, the first temperature Tx1 is approximately 100 ° C. to 125 ° C., and the second temperature Tx2 is approximately 275 ° C. to 300 ° C. Therefore, the urea deposition temperature zone defined by the first temperature Tx1 and the second temperature Tx2 is a temperature zone sufficiently higher than the predetermined temperature Tf which is predetermined as the temperature at which the urea water may freeze. .

次に、電子制御ユニット40による排気管15の尿素水衝突位置の温度に基づく配管ヒータ39のオンオフ制御処理を、図3にしたがって説明する。なお、この制御処理は、内燃機関10が駆動している状態において、所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。   Next, the on / off control processing of the piping heater 39 based on the temperature of the urea water collision position of the exhaust pipe 15 by the electronic control unit 40 will be described according to FIG. Note that this control process is repeatedly performed at predetermined control cycles while the internal combustion engine 10 is being driven.

図3に示すように、排気管15の尿素水衝突位置の温度に基づく配管ヒータ39のオンオフ制御処理が実行されると、電子制御ユニット40(ヒータ制御部)は、ステップS11の処理を実行する。ステップS11では、電子制御ユニット40は、排気管15における尿素水衝突位置の内壁面温度の推定値である推定温度Teを算出する。具体的には、電子制御ユニット40は、排気温センサ26が検出した排気温度TH、エアフローメータ21が検出した吸気流量GA、尿素水噴射弁31から噴射された尿素水の噴射量、尿素水噴射弁31から噴射された尿素水の温度である尿素水温Tuに基づいて、尿素水衝突位置の推定温度Teを算出する。この推定温度Teの算出にあたっては、電子制御ユニット40は、エアフローメータ21が検出した吸気流量GAが多いほど、推定温度Teを排気温度THに近い値に算出する。また、電子制御ユニット40は、尿素水噴射弁31から噴射された尿素水の噴射量が多いほど、尿素水温Tuが低いほど、推定温度Teを排気温度THよりも低い値に算出する。   As shown in FIG. 3, when the on / off control process of the pipe heater 39 based on the temperature of the urea water collision position of the exhaust pipe 15 is executed, the electronic control unit 40 (heater control unit) executes the process of step S11. . In step S11, the electronic control unit 40 calculates an estimated temperature Te which is an estimated value of the inner wall surface temperature of the urea water collision position in the exhaust pipe 15. Specifically, the electronic control unit 40 controls the exhaust temperature TH detected by the exhaust temperature sensor 26, the intake flow rate GA detected by the air flow meter 21, the injection amount of urea water injected from the urea water injection valve 31, urea water injection Based on the urea water temperature Tu that is the temperature of the urea water injected from the valve 31, the estimated temperature Te of the urea water collision position is calculated. When calculating the estimated temperature Te, the electronic control unit 40 calculates the estimated temperature Te to a value closer to the exhaust temperature TH as the intake flow rate GA detected by the air flow meter 21 increases. Further, the electronic control unit 40 calculates the estimated temperature Te to a value lower than the exhaust temperature TH as the injection amount of urea water injected from the urea water injection valve 31 increases and as the urea water temperature Tu decreases.

なお、尿素水噴射弁31から噴射された尿素水の噴射量は、上述したとおり、排気管15に設けられた図示しないNOxセンサの検出値等に基づいて算出される。また、尿素水温Tuは、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39がオフにされている場合には、タンク内温度センサ37が検出したタンク内温度TTと同じ温度として取り扱われる。また、尿素水温Tuは、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39がオンにされている場合には、タンク内温度センサ37が検出したタンク内温度TTに、配管ヒータ39による尿素水の加熱分を加味した推定値として取り扱われる。すなわち、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39がオンにされている場合には、尿素水温Tuは、タンク内温度TTよりもやや高い温度になる。推定温度Teの算出が完了すると、電子制御ユニット40の処理は、ステップS12に移行する。   As described above, the injection amount of urea water injected from the urea water injection valve 31 is calculated based on the detection value or the like of a NOx sensor (not shown) provided in the exhaust pipe 15. Further, the urea water temperature Tu is handled as the same temperature as the in-tank temperature TT detected by the in-tank temperature sensor 37 when the in-tank heater 38 and the pipe heater 39 are turned off. Further, when the in-tank heater 38 and the pipe heater 39 are turned on, the urea water temperature Tu adds the heating portion of the urea water by the pipe heater 39 to the in-tank temperature TT detected by the in-tank temperature sensor 37. It is treated as an estimated value. That is, when the in-tank heater 38 and the pipe heater 39 are turned on, the urea water temperature Tu is slightly higher than the in-tank temperature TT. When the calculation of the estimated temperature Te is completed, the process of the electronic control unit 40 proceeds to step S12.

ステップS12では、電子制御ユニット40は、ステップS11で算出した尿素水衝突位置の推定温度Teが、尿素析出温度帯域内であるか否かを判定する。すなわち、電子制御ユニット40は、推定温度Teが、第1温度Tx1以上、且つ第2温度Tx2以下であるか否かを判定する。推定温度Teが第1温度Tx1未満、又は第2温度Tx2を超えている場合(ステップS12においてNO)には、電子制御ユニット40の処理は、ステップS15に移行する。推定温度Teが尿素析出温度帯域内である場合(ステップS12においてYES)には、電子制御ユニット40の処理は、ステップS13に移行する。   In step S12, the electronic control unit 40 determines whether the estimated temperature Te of the urea water collision position calculated in step S11 is within the urea deposition temperature zone. That is, the electronic control unit 40 determines whether the estimated temperature Te is equal to or higher than the first temperature Tx1 and equal to or lower than the second temperature Tx2. If the estimated temperature Te is less than the first temperature Tx1 or exceeds the second temperature Tx2 (NO in step S12), the process of the electronic control unit 40 proceeds to step S15. If the estimated temperature Te is within the urea deposition temperature zone (YES in step S12), the process of the electronic control unit 40 proceeds to step S13.

ステップS13では、電子制御ユニット40は、尿素水噴射弁31から噴射された尿素水温Tuが、予め定められた上限温度Tmax以下であるか否かを判定する。上限温度Tmaxは、尿素水が尿素水配管36や尿素水噴射弁31内において沸騰してベーパーが発生することを防止するために定められたものであり、例えば90℃程度である。尿素水温Tuが上限温度Tmaxを越えている場合(ステップS13においてNO)には、電子制御ユニット40の処理は、ステップS15に移行する。尿素水温Tuが上限温度Tmax以下である場合(ステップS13においてYES)には、電子制御ユニット40の処理は、ステップS14に移行する。   In step S13, the electronic control unit 40 determines whether the urea water temperature Tu injected from the urea water injection valve 31 is equal to or less than a predetermined upper limit temperature Tmax. The upper limit temperature Tmax is set to, for example, about 90 ° C. in order to prevent urea water from boiling in the urea water pipe 36 and the urea water injection valve 31 and generating vapor. If the urea water temperature Tu exceeds the upper limit temperature Tmax (NO in step S13), the process of the electronic control unit 40 proceeds to step S15. If the urea water temperature Tu is less than or equal to the upper limit temperature Tmax (YES in step S13), the process of the electronic control unit 40 proceeds to step S14.

ステップS14では、電子制御ユニット40は、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39をオン制御する。なお、既にタンク内ヒータ38及び配管ヒータ39がオンになっている場合には、そのオン状態を維持する。その後、一連の制御は終了し、次の制御周期においてステップS11からの処理が繰り返される。   In step S14, the electronic control unit 40 turns on the in-tank heater 38 and the pipe heater 39. When the in-tank heater 38 and the pipe heater 39 have already been turned on, the on state is maintained. Thereafter, the series of control ends, and the process from step S11 is repeated in the next control cycle.

一方、ステップS12及びステップS13における条件を満たさずに、電子制御ユニット40の処理がステップS15に移行した場合には、電子制御ユニット40は、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39をオフ制御する。なお、既にタンク内ヒータ38及び配管ヒータ39がオフになっている場合には、そのオフ状態を維持する。その後、一連の制御は終了し、次の制御周期においてステップS11からの処理が繰り返される。   On the other hand, when the processing of the electronic control unit 40 shifts to step S15 without satisfying the conditions in step S12 and step S13, the electronic control unit 40 performs off control of the in-tank heater 38 and the piping heater 39. If the in-tank heater 38 and the pipe heater 39 have already been turned off, the off state is maintained. Thereafter, the series of control ends, and the process from step S11 is repeated in the next control cycle.

次に上記実施形態の作用及び効果を説明する。
上記実施形態において、排気管15の内壁面の温度が第2温度Tx2を越えている場合には、排気管15の内壁面に尿素が析出しにくく、仮に尿素が析出したとしても、尿素が溶融して排気に乗って除去されたり、排気の熱によって蒸発したり熱分解されたりする。したがって、排気管15の内壁面の温度が第2温度Tx2以上である場合には、排気管15の内壁面における尿素の堆積量はある程度少ない量に留められる。
Next, the operation and effects of the above embodiment will be described.
In the above embodiment, when the temperature of the inner wall surface of the exhaust pipe 15 exceeds the second temperature Tx2, urea is less likely to precipitate on the inner wall surface of the exhaust pipe 15, and even if urea is precipitated, the urea melts. It is then removed by the exhaust, or it is vaporized or pyrolyzed by the heat of the exhaust. Therefore, when the temperature of the inner wall surface of the exhaust pipe 15 is equal to or higher than the second temperature Tx2, the deposition amount of urea on the inner wall surface of the exhaust pipe 15 is limited to a certain amount.

ここで、排気管15の内壁面に、尿素水噴射弁31から噴射された尿素水が衝突して付着すると、排気管15の内壁面の熱が尿素水に伝達され、排気管15の内壁面が冷やされる。したがって、排気管15の内壁面のうち、尿素水噴射弁31から噴射された尿素水が衝突する尿素水衝突位置においては、内壁面の温度が第2温度Tx2以下になりやすく、析出した尿素が堆積しやすい。例えば、排気管15内の分散板32は、排気管15に尿素が堆積していない状態で、適切に尿素水が分散されるように構成されている。したがって、仮に、排気管15における尿素水衝突位置に過度な量の尿素が堆積して排気の流れが乱されると、尿素水を適切に分散できなくなるおそれがある。   Here, when the urea water injected from the urea water injection valve 31 collides and adheres to the inner wall surface of the exhaust pipe 15, the heat of the inner wall surface of the exhaust pipe 15 is transmitted to the urea water, and the inner wall surface of the exhaust pipe 15 Is cooled. Therefore, at the urea water collision position where the urea water injected from the urea water injection valve 31 collides among the inner wall surfaces of the exhaust pipe 15, the temperature of the inner wall surface tends to be equal to or lower than the second temperature Tx2 It is easy to deposit. For example, the dispersion plate 32 in the exhaust pipe 15 is configured such that urea water is properly dispersed in a state in which the exhaust pipe 15 is not deposited with urea. Therefore, if an excessive amount of urea is deposited at the urea water collision position in the exhaust pipe 15 and the flow of the exhaust is disturbed, the urea water may not be dispersed properly.

この点、上記実施形態では、排気管15の尿素水衝突位置における推定温度Teが、尿素析出温度帯域として定められている第1温度Tx1以上、且つ第2温度Tx2以下である場合には、尿素水噴射弁31から噴射される尿素水を加熱する。そして、尿素水の温度が上昇すれば、尿素水が排気管15の内壁面に付着した際に、当該内壁面から尿素水へと伝わる熱量を少なくできる。その結果、排気管15の内壁面の温度が尿素水が付着することに起因して低くなることを抑制でき、排気管15における尿素水衝突位置の内壁面温度を析出温度帯域よりも高い温度に維持しやすくなる。したがって、排気管15の内壁面に尿素が析出することを抑制できる。   In this respect, in the above embodiment, when the estimated temperature Te at the urea water collision position of the exhaust pipe 15 is equal to or higher than the first temperature Tx1 and equal to or lower than the second temperature Tx2 defined as the urea deposition temperature zone, The urea water injected from the water injection valve 31 is heated. When the temperature of the urea water rises, when the urea water adheres to the inner wall surface of the exhaust pipe 15, the amount of heat transferred from the inner wall surface to the urea water can be reduced. As a result, the temperature of the inner wall surface of the exhaust pipe 15 can be suppressed from being lowered due to the adhesion of urea water, and the temperature of the inner wall surface of the urea water collision position in the exhaust pipe 15 is higher than the deposition temperature zone. It becomes easy to maintain. Therefore, precipitation of urea on the inner wall surface of the exhaust pipe 15 can be suppressed.

しかも、上記実施形態では、尿素の析出を抑制するための尿素水の加熱を、尿素水の凍結防止のためのタンク内ヒータ38及び配管ヒータ39で実現している。これら尿素水の凍結防止のためのヒータは、選択還元触媒33を備える内燃機関10において一般的に搭載されているものである。したがって、尿素の析出を抑制するためだけに、別途、新たな電磁ヒータを設ける必要はなく、排気浄化装置のコストアップは最小限に留められる。   Moreover, in the above embodiment, the heating of the urea water for suppressing the precipitation of urea is realized by the in-tank heater 38 and the piping heater 39 for preventing the freezing of the urea water. The heater for preventing the urea water from freezing is generally mounted in the internal combustion engine 10 provided with the selective reduction catalyst 33. Therefore, it is not necessary to separately provide a new electromagnetic heater only to suppress the deposition of urea, and the cost increase of the exhaust gas purification apparatus can be minimized.

また、本実施形態では、排気管15の尿素水衝突位置における推定温度Teが、尿素析出温度帯域内である場合に、タンク内ヒータ38だけでなく、配管ヒータ39もオン制御している。尿素水タンク34内に貯留されている尿素水の量よりも、尿素水配管36内の尿素水の量の方が少ないため、配管ヒータ39をオン制御することで、尿素水噴射弁31に供給される尿素水の温度を、速やかに上昇させることができる。   Further, in the present embodiment, when the estimated temperature Te at the urea water collision position of the exhaust pipe 15 is within the urea deposition temperature zone, not only the in-tank heater 38 but also the piping heater 39 is on-controlled. Since the amount of urea water in the urea water pipe 36 is smaller than the amount of urea water stored in the urea water tank 34, the supply to the urea water injection valve 31 is performed by turning on the pipe heater 39. The temperature of the aqueous urea solution can be raised quickly.

さらに、本実施形態では、尿素水噴射弁31から噴射される尿素水の尿素水温Tuが上限温度Tmax(例えば90℃)を越えると、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39がオフ制御され、これらヒータによって尿素水がそれ以上加熱されることはない。したがって、尿素水が尿素水配管36内において沸騰してベーパーが発生し、尿素水噴射弁31から適切に尿素を噴射できなくなるといった事態は生じにくい。   Furthermore, in the present embodiment, when the urea water temperature Tu of the urea water injected from the urea water injection valve 31 exceeds the upper limit temperature Tmax (for example, 90 ° C.), the in-tank heater 38 and the piping heater 39 are turned off. Does not heat the urea solution any further. Therefore, it is unlikely that the urea water boils in the urea water pipe 36 to generate vapor, and urea can not be properly injected from the urea water injection valve 31.

上記実施形態は、次のように変更できる。また、必要に応じて、複数の変更例を組み合わせて適用することもできる。
・上記実施形態の内燃機関10の全体構成はあくまでも例示である。例えば、上記実施形態では、気筒13の数として4つを例示したが、気筒13の数は問わない。
The above embodiment can be modified as follows. Moreover, it is also possible to apply a combination of a plurality of modifications as needed.
The overall configuration of the internal combustion engine 10 of the above embodiment is merely an example. For example, although four are illustrated as the number of cylinders 13 in the above embodiment, the number of cylinders 13 does not matter.

・上記実施形態で例示した各構成に加えて、内燃機関10が、排気の一部を吸気管11に還流するEGR通路を備えていてもよい。また、例えば、内燃機関10が、排気の流れを利用して吸気を圧縮する過給機(ターボチャージャ)を備えていてもよい。さらに、排気管15における酸化触媒23よりも上流側に燃料添加弁を設けて、粒子フィルタ24を再生する際に当該燃料添加弁から燃料を添加するようにしてもよい。   -In addition to each composition illustrated by the above-mentioned embodiment, internal-combustion engine 10 may be provided with an EGR passage which recirculates a part of exhaust to intake pipe 11. Also, for example, the internal combustion engine 10 may be provided with a turbocharger that uses the flow of exhaust to compress intake air. Furthermore, a fuel addition valve may be provided upstream of the oxidation catalyst 23 in the exhaust pipe 15, and fuel may be added from the fuel addition valve when the particulate filter 24 is regenerated.

・排気管15において、酸化触媒23及び粒子フィルタ24に代えて又は加えて、他の触媒等が設けられていてもよい。また、選択還元触媒の数を1つの例を示したが、選択還元触媒33の下流に第2の選択還元触媒が設けられていてもよい。   In the exhaust pipe 15, another catalyst or the like may be provided instead of or in addition to the oxidation catalyst 23 and the particle filter 24. In addition, although one example of the number of selective reduction catalysts is shown, a second selective reduction catalyst may be provided downstream of the selective reduction catalyst 33.

・排気管15の内部に配管ヒータ39を設けるのに代えて、排気管15の外周面にヒータを取り付けてもよい。この場合、排気管15を介して、当該排気管15内の尿素水が加熱されることになる。   The heater may be attached to the outer circumferential surface of the exhaust pipe 15 instead of providing the pipe heater 39 inside the exhaust pipe 15. In this case, the urea water in the exhaust pipe 15 is heated via the exhaust pipe 15.

・タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39に加えて、他の箇所に電磁ヒータを設けてもよい。例えば、フィードポンプ35に電磁ヒータが内蔵されていてもよい。なお、フィードポンプ35は、尿素水噴射弁31への尿素水の供給経路の一部を構成しているので、フィードポンプ35に内蔵されている電磁ヒータも、当該供給経路に設けられた電磁ヒータである。   In addition to the in-tank heater 38 and the pipe heater 39, an electromagnetic heater may be provided at another location. For example, the feed pump 35 may incorporate an electromagnetic heater. In addition, since the feed pump 35 constitutes a part of the supply path of urea water to the urea water injection valve 31, the electromagnetic heater built in the feed pump 35 is also an electromagnetic heater provided in the supply path. It is.

・タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39のいずれかを省略してもよい。つまり、尿素水噴射弁31への尿素水の供給経路に、少なくとも1つの電磁ヒータが設けられていればよい。   The heater 38 in the tank and the pipe heater 39 may be omitted. That is, at least one electromagnetic heater may be provided in the supply path of urea water to the urea water injection valve 31.

・タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39は同時にオンオフ制御されなくてもよく、両者が個別にオンオフ制御されていてもよい。例えば、排気管15における尿素水衝突位置の推定温度Teが尿素析出温度帯域内である場合に、配管ヒータ39のみをオン制御してもよい。   The on-tank heater 38 and the pipe heater 39 may not be on / off controlled at the same time, and both may be on / off controlled separately. For example, when the estimated temperature Te of the urea water collision position in the exhaust pipe 15 is in the urea deposition temperature zone, only the piping heater 39 may be controlled to be on.

・上記実施形態では、タンク内温度TTに基づいて尿素水噴射弁31から噴射される尿素水の尿素水温Tuを算出したが、尿素水温Tuの算出態様はこれに限らない。例えば、尿素水配管36における配管ヒータ39よりも下流に、尿素水配管36内の温度を検出する温度センサが設けられているのであれば、当該温度センサの検出温度を尿素水温Tuとしてもよい。また、尿素水噴射弁31に温度センサが内蔵されていたり尿素水噴射弁31の近傍の温度を検出する温度センサが設けられていたりするのであれば、これらの温度センサの検出温度を尿素水温Tuとしてもよい。   -Although the urea water temperature Tu of the urea water injected from the urea water injection valve 31 was calculated based on the tank temperature TT in the said embodiment, the calculation aspect of the urea water temperature Tu is not restricted to this. For example, if a temperature sensor for detecting the temperature in the urea water pipe 36 is provided downstream of the pipe heater 39 in the urea water pipe 36, the detected temperature of the temperature sensor may be the urea water temperature Tu. If the urea water injection valve 31 has a built-in temperature sensor or a temperature sensor for detecting the temperature in the vicinity of the urea water injection valve 31 is provided, the temperatures detected by these temperature sensors are It may be

・排気管15における尿素水衝突位置の推定温度Teの推定方法は、適宜変更できる。例えば、上記実施形態で推定温度Teを算出するためのパラメータの一部を省略してもよいし、他のパラメータを追加してもよい。少なくとも、推定温度Teを算出するためのパラメータとして尿素水温Tuを用いていれば、上記実施形態のタンク内ヒータ38及び配管ヒータ39のオンオフ制御に関する技術を適用できる。   The method of estimating the estimated temperature Te of the urea water collision position in the exhaust pipe 15 can be changed as appropriate. For example, some of the parameters for calculating the estimated temperature Te in the above embodiment may be omitted, or other parameters may be added. If at least the urea water temperature Tu is used as a parameter for calculating the estimated temperature Te, the technology relating to on / off control of the in-tank heater 38 and the piping heater 39 of the above embodiment can be applied.

・尿素水温Tuが上限温度Tmax以下であるか否かの判定処理を省略してもよい。例えば、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39が連続してオンになっている期間の上限を定めておいてもよい。この構成であっても、尿素水配管36内において尿素水が沸騰することは抑制できる。さらに、タンク内ヒータ38及び配管ヒータ39の加熱性能では、尿素水配管36内において尿素水が沸騰するおそれがないのであれば、尿素水温Tuや各ヒータの連続オン期間に応じたタンク内ヒータ38及び配管ヒータ39のオフ制御は不要である。   The process of determining whether the urea water temperature Tu is equal to or less than the upper limit temperature Tmax may be omitted. For example, the upper limit of the period in which the in-tank heater 38 and the pipe heater 39 are continuously on may be defined. Even with this configuration, boiling of urea water in the urea water pipe 36 can be suppressed. Furthermore, in the heating performance of the in-tank heater 38 and the pipe heater 39, if there is no possibility that the urea water boils in the urea water pipe 36, the in-tank heater 38 corresponding to the urea water temperature Tu and the continuous on period of each heater. And the off control of the piping heater 39 is unnecessary.

10…内燃機関、11…吸気管、12…インテークマニホールド、13…気筒、14…エキゾーストマニホールド、15…排気管、21…エアフローメータ、22…スロットルバルブ、23…酸化触媒、24…粒子フィルタ、26…排気温センサ、31…尿素水噴射弁、32…分散板、33…選択還元触媒、34…尿素水タンク、35…フィードポンプ、36…尿素水配管、37…タンク内温度センサ、38…タンク内ヒータ、39…配管ヒータ、40…電子制御ユニット、GA…吸気流量、TH…排気温度、TT…タンク内温度、Tf…規定温度、Te…内壁面温度の推定温度、Tu…尿素水温、Tx1…第1温度、Tx2…第2温度。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 11 ... Intake pipe, 12 ... Intake manifold, 13 ... Cylinder, 14 ... Exhaust manifold, 15 ... Exhaust pipe, 21 ... Air flow meter, 22 ... Throttle valve, 23 ... Oxidation catalyst, 24 ... Particle filter, 26 ... exhaust temperature sensor, 31 ... urea water injection valve, 32 ... dispersion plate, 33 ... selective reduction catalyst, 34 ... urea water tank, 35 ... feed pump, 36 ... urea water piping, 37 ... tank temperature sensor, 38 ... tank Internal heater, 39: Piping heater, 40: Electronic control unit, GA: Intake flow rate, TH: Exhaust temperature, TT: Tank temperature, Tf: Specified temperature, Te: Estimated temperature of inner wall temperature, Tu: Urea water temperature, Tx1 ... first temperature, Tx2 ... second temperature.

Claims (1)

内燃機関の排気管に設けられた選択還元触媒と、
前記排気管における前記選択還元触媒よりも上流側に尿素水を噴射する尿素水噴射弁と、
前記尿素水噴射弁への尿素水の供給経路に設けられ、前記尿素水噴射弁に供給される尿素水を加熱する電磁ヒータと、
前記尿素水噴射弁に供給される尿素水の温度が、当該尿素水が凍結する可能性がある温度として予め定められた規定温度以下であるときに、前記電磁ヒータをオン制御するヒータ制御部とを備え、
前記ヒータ制御部は、前記排気管の内壁面のうち前記尿素水噴射弁から噴射された尿素水が衝突する尿素水衝突位置の内壁面温度が、前記規定温度よりも高い温度帯域であって尿素が前記排気管の内壁面に析出し得る温度帯域として予め定められた析出温度帯域である場合には、前記電磁ヒータをオン制御する
ことを特徴とする排気浄化装置。
A selective reduction catalyst provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine,
A urea water injection valve for injecting urea water upstream of the selective reduction catalyst in the exhaust pipe;
An electromagnetic heater provided in a supply path of urea water to the urea water injection valve and heating urea water supplied to the urea water injection valve;
A heater control unit that turns on the electromagnetic heater when the temperature of urea water supplied to the urea water injection valve is equal to or lower than a predetermined temperature predetermined as a temperature at which the urea water may freeze Equipped with
The heater control unit is a temperature zone in which the inner wall surface temperature of the urea water collision position on the inner wall surface of the exhaust pipe where the urea water injected from the urea water injection valve collides is higher than the specified temperature. The exhaust gas control apparatus according to claim 1, wherein the electromagnetic heater is on-controlled when the temperature range is a temperature range that is predetermined as a temperature range that may precipitate on the inner wall surface of the exhaust pipe.
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