JP2019105188A - Reducing agent feeding device, exhaust emission control system and control method for reducing agent feeding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気中のNOxを還元して浄化する還元触媒の上流側の排気管に還元剤を供給する還元剤供給装置、排気浄化システム及び還元剤供給装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a reducing agent supply device for supplying a reducing agent to an exhaust pipe upstream of a reduction catalyst that reduces and purifies NOx in the exhaust gas of an internal combustion engine, an exhaust gas purification system, and a control method of the reducing agent supply device.
ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気中にNOX(窒素酸化物)が含まれる場合がある。この排気中のNOXを除去するために、NOXを還元して浄化する還元触媒を含む尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)システムが備えられる。尿素SCRシステムは、還元剤として尿素水を用いて、尿素水から生成されるアンモニアを排気中のNOXと反応させることによってNOXを分解する。 It might contain NO X in the exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine (nitrogen oxides). In order to remove the NO x in the exhaust gas, a urea selective catalytic reduction (SCR) system including a reduction catalyst that reduces and purifies the NO x is provided. Urea SCR systems use urea water as the reducing agent to decompose the NO X by reacting with NO X in the exhaust ammonia produced from urea water.
尿素SCRシステムにおいて、尿素水は、尿素水用のタンクから還元剤噴射弁を介して排気通路内に供給される。尿素水用のタンクには、尿素水温度を検出するための温度センサが設けられているが、排気管の近傍に配置された還元剤噴射弁は、その周囲から加熱または冷却される場合があり、必ずしも、還元剤噴射弁の温度は尿素水用のタンク内での尿素水の温度と同じではない。そこで還元剤噴射弁の温度をより正確に検出する技術が開示されている。 In the urea SCR system, urea water is supplied from a tank for urea water into the exhaust passage via a reductant injection valve. The tank for urea water is provided with a temperature sensor for detecting the temperature of urea water, but the reducing agent injection valve arranged in the vicinity of the exhaust pipe may be heated or cooled from its surroundings However, the temperature of the reducing agent injection valve is not necessarily the same as the temperature of urea water in the tank for urea water. Thus, a technique for more accurately detecting the temperature of the reducing agent injection valve is disclosed.
特許文献1に記載の排気浄化システムには、インジェクタ(還元剤噴射弁)の温度の検出方法として、インジェクタ温度センサをインジェクタに配置し、インジェクタの温度を直接測定することが記載されている。しかしながら、インジェクタ温度センサをインジェクタに配置した場合には、インジェクタの体格が大きくなってしまい、インジェクタの搭載性が悪くなるという問題があった。また、特許文献1には、インジェクタの温度と、尿素水タンク内の尿素水の温度がほぼ比例の関係にあるとして、尿素水タンク内の尿素水の温度からインジェクタの温度を推定することが開示されている。しかしながら、タンクからインジェクタに供給される過程における熱の供給は必ずしも一定ではなく、インジェクタの温度を正確に推定できないおそれがあった。特に、インジェクタの温度を実際よりも低く推定した場合には、適切な冷却措置を行うことができず、インジェクタの耐熱温度を超えてしまい、インジェクタに熱損傷を与えてしまうおそれがあった。 In the exhaust gas purification system described in Patent Document 1, as a method of detecting the temperature of the injector (reductant injection valve), it is described that an injector temperature sensor is disposed in the injector and the temperature of the injector is directly measured. However, when the injector temperature sensor is disposed in the injector, the size of the injector becomes large, and there is a problem that the mountability of the injector is deteriorated. Further, Patent Document 1 discloses that the temperature of the injector and the temperature of the aqueous urea in the aqueous urea tank are approximately proportional to each other, and the temperature of the injector is estimated from the temperature of the aqueous urea in the aqueous tank. It is done. However, the supply of heat in the process of being supplied from the tank to the injector is not always constant, and there is a possibility that the temperature of the injector can not be accurately estimated. In particular, when the temperature of the injector is estimated to be lower than the actual temperature, appropriate cooling measures can not be performed, the heat resistance temperature of the injector may be exceeded, and the injector may be thermally damaged.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、還元剤噴射弁の温度をより正確に検出することが可能で、かつ、還元剤噴射弁の温度が閾値を超えるおそれがある場合には適切な冷却措置をとることが可能な還元剤供給装置、排気浄化システム及び還元剤供給装置の制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to be able to more accurately detect the temperature of the reducing agent injection valve, and the temperature of the reducing agent injection valve is An object of the present invention is to provide a reductant supply device, an exhaust gas purification system, and a control method of the reductant supply device capable of taking appropriate cooling measures when there is a possibility that the threshold value is exceeded.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、内燃機関の排気中のNOxを還元して浄化する還元触媒の上流側の排気管に還元剤を供給する還元剤供給装置において、前記還元剤供給装置は、前記排気管に取り付けられ、前記還元剤を前記排気管内に噴射する還元剤噴射弁と、前記還元剤噴射弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度を検出する還元剤噴射弁コイル温度検出部と、内燃機関の運転状態値を検出する内燃機関運転状態検出部と、当該内燃機関が搭載された車両の走行状態値を検出する車両走行状態検出部と、前記還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度と、前記内燃機関の運転状態値と、前記内燃機関が搭載された車両の走行状態値と、に基づいて前記還元剤噴射弁の温度を推定する還元剤噴射弁温度推定部と、を有することを特徴とする還元剤供給装置が提供される。 To solve the above problems, according to one aspect of the present invention, in a reducing agent supply device for supplying a reducing agent to an exhaust pipe upstream of a reduction catalyst that reduces and purifies NOx in the exhaust gas of an internal combustion engine, The reducing agent supply device includes a reducing agent injection valve attached to the exhaust pipe and injecting the reducing agent into the exhaust pipe, and a control device that controls the reducing agent injection valve, and the control device includes: A reducing agent injection valve coil temperature detection unit for detecting a temperature of an electromagnetic coil portion of a reducing agent injection valve, an internal combustion engine operation state detection unit for detecting an operation state value of an internal combustion engine, and traveling of a vehicle equipped with the internal combustion engine Based on a vehicle traveling state detecting unit for detecting a state value, a temperature of an electromagnetic coil portion of the reducing agent injection valve, a driving state value of the internal combustion engine, and a traveling state value of a vehicle equipped with the internal combustion engine Temperature of the reducing agent injection valve And a reducing agent injection valve temperature estimating unit for estimating the degree.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、内燃機関の排気中のNOxを還元して浄化する還元触媒の上流側の排気管に還元剤を供給する還元剤噴射弁を有する還元剤供給装置の制御方法において、前記制御方法は、還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度を検出するステップと、内燃機関の運転状態値を検出するステップと、当該内燃機関が搭載された車両の走行状態値を検出するステップと、前記還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度と、前記内燃機関の運転状態値と、前記内燃機関が搭載された車両の走行状態値と、に基づいて前記還元剤噴射弁の温度を推定するステップと、を備えることを特徴とする還元剤供給装置の制御方法が提供される。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, according to another aspect of the present invention, reducing agent injection for supplying a reducing agent to an exhaust pipe upstream of a reducing catalyst that reduces and purifies NOx in the exhaust of an internal combustion engine In a control method of a reducing agent supply device having a valve, the control method includes a step of detecting a temperature of an electromagnetic coil portion of a reducing agent injection valve, a step of detecting an operating state value of an internal combustion engine, and the internal combustion engine And detecting the driving condition value of the vehicle, the temperature of the electromagnetic coil portion of the reducing agent injection valve, the driving condition value of the internal combustion engine, and the driving condition value of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted. And estimating the temperature of the reducing agent injection valve based on the control method.
以上説明したように本発明によれば、還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度と、内燃機関の運転状態値と、内燃機関が搭載された車両の走行状態値と、に基づいて還元剤噴射弁の温度を正確に推定することができるので、例えば、還元剤噴射弁の温度が高温になることが予想される場合には、適切な冷却措置をとることができ、還元剤噴射弁の熱損傷を回避することができる。 As described above, according to the present invention, the reducing agent injection is performed based on the temperature of the electromagnetic coil portion of the reducing agent injection valve, the operating state value of the internal combustion engine, and the traveling state value of the vehicle equipped with the internal combustion engine. Since the temperature of the valve can be accurately estimated, for example, if the temperature of the reducing agent injection valve is expected to be high, appropriate cooling measures can be taken, and the heat of the reducing agent injection valve can be taken. Damage can be avoided.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 The present invention will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration will be assigned the same reference numerals and redundant description will be omitted.
<1.車両の排気浄化システムの全体構成>
本実施形態に係る還元剤供給装置が適用され得る車両に搭載される排気浄化の構成例について説明する。図1は、排気浄化システム10の構成例を示す模式図である。
<1. Overall Configuration of Vehicle Exhaust Purification System>
A configuration example of exhaust gas purification mounted on a vehicle to which the reducing agent supply device according to the present embodiment can be applied will be described. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of an
排気浄化システム10は、ディーゼルエンジン又はガソリンエンジン等である内燃機関5の排気系に備えられる。本実施形態において、内燃機関5がディーゼルエンジンである例を説明する。排気浄化システム10は、内燃機関5の排気管11に還元触媒13が配設されており、還元触媒13の上流で排気管11内に尿素水を供給する還元剤供給装置30を備える。
The
還元触媒13は、内燃機関5の排気中に含まれるNOXを還元する触媒である。還元触媒13は、還元剤供給装置30により供給される尿素水から生成されるアンモニア(NH3)を吸着し、還元触媒13に流入する排気中のNOXとNH3とを還元反応させることによってNOXを水(H2O)や窒素(N2)に分解する。
還元剤供給装置30は、還元剤である尿素水を貯蔵する貯蔵タンク50と、還元触媒13よりも上流の排気管11に固定された還元剤噴射弁31と、貯蔵タンク50から汲み出した尿素水を還元剤噴射弁31に圧送するポンプ41と、貯蔵タンク50とポンプ41を連結する還元剤第1通路60と、ポンプ41と還元剤噴射弁31を連結する還元剤第2通路61と、還元剤第2通路61内の還元剤の圧力を測定する圧力センサ43と、貯蔵タンク50に取り付けられ、貯蔵タンク50に貯蔵された還元剤の温度を測定するタンク温度センサ51と、各種センサの信号に基づいてポンプ41や還元剤噴射弁31を制御する還元剤噴射制御装置(制御装置)100等を備える。還元剤である尿素水としては、例えば約32.5%濃度の尿素水が用いられる。還元剤噴射制御装置100は、還元剤の供給量を、排気中に含まれるNOXの濃度や、還元触媒13の温度、還元触媒13におけるNH3の吸着量等に基づいて設定し、還元触媒13の下流側へのNOXあるいはNH3の流出量が許容値を超えないように、ポンプ41や還元剤噴射弁31等を制御する。
The reducing
ポンプ41としては、例えば電動式のダイヤフラムポンプや電動式のギヤポンプが用いられる。還元剤第2通路61内の還元剤の圧力を測定する圧力センサ43からの信号が、還元剤噴射制御装置100に送信され、還元剤噴射制御装置100は、圧力センサ43のセンサ信号に基づいて、還元剤噴射弁31に供給される還元剤の圧力が所定の目標値で維持されるようにポンプ41の出力をフィードバック制御する。
As the
還元剤噴射弁31としては、例えば通電のオンオフにより開弁及び閉弁が切り替えられる電磁駆動式の還元剤噴射弁が用いられる。電磁駆動式の還元剤噴射弁31は、アクチュエータとしての電磁コイルを備え、電磁コイルへの通電時にピストンが移動して開弁する。本実施形態において、還元剤噴射弁31に供給される還元剤の圧力が所定の目標値となるように制御されており、還元剤噴射制御装置100は、還元剤の指示噴射量に応じて噴射時間を制御する。
As the reducing
排気浄化システム10は、排気温度センサ21、NOX濃度センサ23、及び外気温度センサ25をさらに備える。排気温度センサ21は、還元触媒13よりも上流の排気管11に設けられ、排気温度を検出する。NOX濃度センサ23は、還元触媒13よりも下流の排気管11に設けられ、主として還元触媒13の下流側のNOX濃度(下流側NOX濃度)を検出する。外気温度センサ25は、還元剤噴射弁31の周囲の外気温度を検出する。これらのセンサから出力される信号は、還元剤噴射制御装置100に送信される。
The
<2.還元剤噴射制御装置の構成例>
次に、本実施形態に係る還元剤噴射制御装置100の構成例について説明する。図2は、本実施形態に係る還元剤噴射制御装置100の構成例を説明するためのブロック図である。
<2. Configuration Example of Reductant Injection Control Device>
Next, a configuration example of the reducing agent
還元剤噴射制御装置100は、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサと電気回路等を備えて構成され、プロセッサがコンピュータプログラムを実行することにより種々の機能が実現される装置である。
The reducing agent
還元剤噴射制御装置100は、還元剤噴射弁温度推定部112と、還元剤噴射弁コイル温度検出部114と、内燃機関運転状態検出部116と、車両走行状態検出部118と、冷却制御部120と、温度検出部122及び記憶部126等を備える。
The reducing agent
還元剤噴射制御装置100は、還元剤噴射弁31への印加電圧V_inj、還元剤噴射弁31を流れる電流I_injを取得可能なように構成されている。還元剤噴射制御装置100は、この他、NOx濃度センサ23のセンサ信号S_nox、タンク温度センサ51のセンサ信号S_tankt、圧力センサ43のセンサ信号S_pres、排気温度センサ21のセンサ信号S_exht、及び外気温度センサ25のセンサ信号S_atmtを各センサから取得する。さらに、還元剤噴射制御装置100は、内燃機関5の回転数信号S_espeed、内燃機関5の燃料噴射量信号S_fuel、車両1の速度信号S_vspeedを内燃機関制御装置200(図1)から取得可能に構成されている。また、本実施例においては、還元剤噴射制御装置100と内燃機関制御装置200とは別個の制御装置として表されているが、両方の機能を有する一つの制御装置であってもよい。さらに、各センサや制御装置間の通信手段としてCAN(Controller Area Network)等が利用されてもよい。尚、上述のS_fuelはインジェクタ6(図1)から内燃機関5に噴射される燃料噴射量を表す信号であり、S_espeedは内燃機関5の回転数を計測する回転速度センサ7(図1)の出力信号であり、S_vspeedは内燃機関5が搭載された車両1(図1)の速度を検出する車速センサ2(図1)の出力信号である。
The reducing agent
(2−1.記憶部)
記憶部126は、RAM(Random Access Memory)又はROM(Read Only Memory)等の一つ又は複数の記憶素子で構成されている。記憶部126は、プロセッサにより実行されるコンピュータプログラム、演算に用いられる制御パラメータ、プロセッサによる演算結果、及び取得したセンサ値等を記憶する。
(2-1. Storage unit)
The
(2−2.還元剤噴射弁コイル温度検出部)
還元剤噴射弁コイル温度検出部114は、還元剤噴射弁31の電磁コイル部分の温度を推定する。すなわち、還元剤噴射弁コイル温度検出部114は、還元剤噴射弁31への印加電圧V_injと、還元剤噴射弁31を流れる電流I_injから還元剤噴射弁31のコイル抵抗値を算出し、そのコイル抵抗値に基づいて還元剤噴射弁31のコイル部分の温度を推定する。例えば、予め測定されたコイル部分の温度とコイル抵抗値の関係がマップとして記憶部126に記憶されていれば、算出されたコイル抵抗値をもとに当該マップから還元剤噴射弁31のコイル部分の温度T_coilを推定することができる。
(2-2. Reductant injection valve coil temperature detection unit)
The reducing agent injection valve coil
(2−3.内燃機関運転状態検出部)
内燃機関運転状態検出部116は、内燃機関5の運転状態値を検出する。例えば、内燃機関運転状態検出部116は、内燃機関5の運転状態値として、内燃機関5の回転数信号S_espeedから内燃機関5の回転数Speed_eを、内燃機関5の燃料噴射量信号S_fuelから内燃機関5の燃料噴射量Fuel_eを検出する。
(2-3. Internal combustion engine operating condition detection unit)
Internal combustion engine operating state detection unit 116 detects an operating state value of
(2−4.車両走行状態検出部)
車両走行状態検出部118は、内燃機関5が搭載された車両1の走行状態値を検出する。例えば、車両走行状態検出部118は、車両1の走行状態値として、車両1の速度信号S_vspeedから車両1の速度Speed_vを検出する。
(2-4. Vehicle running state detection unit)
Vehicle traveling
(2−5.温度検出部)
温度検出部122は、タンク温度センサ51のセンサ信号S_tanktから貯蔵タンク50内の還元剤温度Temp_tankを検出し、排気温度センサ21のセンサ信号S_exhtから排気温度Temp_exhを検出し、外気温度センサ25のセンサ信号S_atmtから還元剤噴射弁31の周囲の外気温度Temp_atmを検出する。
(2-5. Temperature detection unit)
The
(2−6.還元剤噴射弁温度推定部)
還元剤噴射弁温度推定部112は、還元剤噴射弁コイル温度検出部114により推定された還元剤噴射弁31のコイル部分の温度T_coilと、内燃機関運転状態検出部116により検出された内燃機関5の運転状態値と、車両走行状態検出部118により検出された車両1の走行状態値とに基づいて、還元剤噴射弁31の先端温度T_tipを算出する。ここで、還元剤噴射弁31の先端とは、還元剤噴射弁31において還元剤を噴射する噴射孔及びその周辺の部分である。本実施形態において、還元剤噴射弁温度推定部112は、還元剤噴射弁31の電磁コイル部分の温度T_coilを推定するとともに、電磁コイル部分の温度T_coilに対して、内燃機関5の運転状態値に基づいて計算される還元剤噴射弁31の温度上昇量を加算するとともに、車両1の走行状態値に基づいて計算される還元剤噴射弁31の温度低下量を減算して還元剤噴射弁31の先端温度T_tipを算出する。以下、本実施例に係る還元剤噴射弁温度推定部112の一例について図4を用いて詳しく説明する。
(2-6. Reductant injection valve temperature estimation unit)
The reducing agent injection valve
内燃機関5から排出される排気熱量Q1aは、内燃機関5の回転数Speed_e及び燃料噴射量Fuel_eに基づいて計算することができる。図4のA部は回転数Speed_e及び燃料噴射量Fuel_eから内燃機関5から排出される排気熱量Q1aを算出する。さらにA部は、内燃機関5から排出される排気熱量Q1aから還元剤噴射弁31が受ける熱量Q1を算出し、その結果をB部に送る。ここでQ1を算出する際に、還元剤噴射弁31の近傍の排気温度である排気温度Temp_exhを考慮に入れて計算を行ってもよい。例えば排気熱量Q1aに対して排気温度Temp_exhが想定される温度より低い場合には、排気管11が十分に温まっておらず、発生した排気熱が排気管11の昇温に使われ、還元剤噴射弁31が受ける熱量Q1が少なくなっている可能性があるので、これを補正することにより、より正確な還元剤噴射弁31が受ける熱量Q1を算出することができる。尚、A部において回転数Speed_e及び燃料噴射量Fuel_eから排気熱量Q1aを算出するための方法とて、例えば、回転数Speed_e及び燃料噴射量Fuel_eと排気熱量Q1aとの関係を記載したマップが利用されてよく、当該マップは記憶部126に記憶され、還元剤噴射弁温度推定部112はこれを必要に応じて参照し、排気熱量Q1aの算出を行う。排気熱量Q1aから還元剤噴射弁31が受ける熱量Q1を算出する方法についても同様にマップを利用することが考えられる。さらに以下で述べる図4のB部、C部、D部、E部における計算においても、記憶部126に格納された対応するマップが利用されてよい。
The exhaust heat quantity Q1a discharged from the
続くB部は、還元剤噴射弁31が受ける熱量Q1からこれを受熱した還元剤噴射弁31の先端部における温度上昇量T1を算出する。
The subsequent part B calculates the temperature rise T1 at the tip of the reducing
車両1が走行することにより、排気管11に取り付けられた還元剤噴射弁31は走行風を受け、これにより熱を奪われる。走行速度が速いほど走行風は強くなるので奪われる熱量も大きくなる。この関係に基づき、図4のC部は車両1の速度Speed_vから還元剤噴射弁31からの放熱量Q2を算出し、その結果をD部に送る。尚、外気温度Temp_atmが低いほど放熱効果が高くなるので、Q2を算出する際に、外気温度Temp_atmをこれを考慮に入れてQ2を計算してもよい。
When the vehicle 1 travels, the reducing
続くD部は放熱量Q2から還元剤噴射弁31の先端部における温度低下量T2を算出する。
The subsequent part D calculates the temperature decrease amount T2 at the tip of the reducing
還元剤噴射弁温度推定部112は、還元剤噴射弁31のコイル部分の温度T_coilに温度上昇量T1を加算するとともに温度低下量T2を減算し、さらに遅れ時間等の演算処理をE部で行い還元剤噴射弁31の先端温度T_tipを算出する。
The reducing agent injection valve
(2−6.冷却制御部)
冷却制御部120は、還元剤噴射弁温度推定部112により推定された先端温度T_tipが閾値T_threを超えるときに、冷却制御を行う。例えば、冷却制御部120は、還元剤噴射弁31から噴射する還元剤の噴射量を増大させる。具体的には、冷却制御部120は、排気中のNOXを浄化するために必要なNH3量と目標NH3吸着量に対する過不足のNH3量とを合わせたNH3量を生成可能な算出された尿素水の指示噴射量Q_ureaに対して増量補正する。これにより、還元剤噴射弁31から還元剤への放熱量を増大させて、還元剤噴射弁31の冷却効率を向上する。尚、尿素水の指示噴射量Q_ureaは冷却制御部120で算出されても良いし、還元剤噴射制御装置100内の別の制御部で算出されてもよい。増量補正量を決める際に、貯蔵タンク50内の還元剤温度Temp_tankを考慮して決めても良い。還元剤の温度Temp_tankが低いほど冷却効果が高くなるので、還元剤の温度Temp_tankが低い場合には増量補正量を少なくすることができる。冷却制御部120は、別の冷却方法として、内燃機関5の燃料噴射量を一時的に減少させ排気熱量Q1aを減らすことにより、還元剤噴射弁31の先端温度を低下させることができる。燃料噴射量を減らすための信号は、冷却制御部120で生成され、還元剤噴射制御装置100から内燃機関制御装置200に送られ、内燃機関制御装置200がインジェクタ6からの燃料噴射量を減らすように制御する。
(2-6. Cooling control unit)
The cooling
<3.還元剤噴射制御装置の動作例>
次に、本実施形態に係る還元剤噴射制御装置100の動作例について説明する。
<3. Operation Example of Reductant Injection Control Device>
Next, an operation example of the reducing agent
図3は、還元剤噴射弁31の先端温度T_tipを推定する演算処理から冷却制御に至るフローの一例の説明図である。ステップS11において、還元剤噴射弁コイル温度検出部114は還元剤噴射弁31のコイル温度T_coilを算出する。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a flow from calculation processing for estimating the tip temperature T_tip of the reducing
次いで、ステップS13において、内燃機関運転状態検出部116は、内燃機関5の運転状態値を検出する。例えば、内燃機関5の運転状態値とは、内燃機関5の回転数Speed_eと燃料噴射量Fuel_eである。
Next, in step S13, the internal combustion engine operating state detection unit 116 detects the operating state value of the
次に、ステップS15において、車両走行状態検出部118は、内燃機関5が搭載された車両1の走行状態値を検出する。例えば車両1の走行状態値とは、車両1の速度Speed_vである。尚S11、S13、S15の順番はこの順番に限られるものではなく、いずれのステップが一番目で、いずれのステップが二番目であってもよい。
Next, in step S15, the vehicle travel
次に、ステップS17において、還元剤噴射弁温度推定部112は、還元剤噴射弁31のコイル温度T_coilと、内燃機関5の運転状態値と、車両1の走行状態値とに基づいて還元剤噴射弁の先端温度T_tipを推定する。具体的な推定方法については図4を用いて、上述した通りである。
Next, in step S17, the reducing agent injection valve
ステップS19において、冷却制御部120は、先端温度T_tipが閾値T_threを超えているか否かを判別する。閾値T_threは、還元剤噴射弁31の耐熱温度を考慮して、還元剤噴射弁31の熱損傷を生じないように耐熱温度よりも小さい適切な値に設定される。先端温度T_tipが閾値T_thre以下の場合(S19/No)、還元剤噴射弁31の冷却を実行する必要がないため、還元剤噴射制御装置100はステップS11に戻って処理を繰り返す。
In step S19, the cooling
一方、先端温度T_tipが閾値T_threを超えている場合(S19/Yes)、冷却制御部120は、還元剤噴射弁31の冷却制御を実行させる(ステップS21)。例えば、冷却制御部120は、還元剤噴射弁31から噴射する還元剤の噴射量を増大させる。具体的には、排気中のNOXを浄化するために必要なNH3量と目標NH3吸着量に対する過不足のNH3量とを合わせたNH3量を生成可能な算出された尿素水の指示噴射量Q_ureaに対して増量補正する。これにより、還元剤噴射弁31から尿素水への放熱量を増大させて、還元剤噴射弁31の冷却効率を向上する。なお、尿素水の噴射量が増量され、還元触媒13の下流側にNH3が流出した場合であっても、NH3は還元触媒13の下流側に配置されたアンモニアスリップ触媒(図示されない)により酸化されて分解される。この他、冷却制御部は還元剤噴射弁31の冷却制御として、内燃機関5の燃料噴射量を一時的に減少させることもできる。
On the other hand, when the tip end temperature T_tip exceeds the threshold value T_thre (S19 / Yes), the cooling
以上説明したように、本実施形態に係る還元剤噴射装置30は、これにより、還元剤噴射弁31の実際の先端温度と、推定される先端温度T_tipとの乖離を小さくすることができる。このため、先端温度T_tipが低く推定されることにより冷却制御を行うことができず、先端温度の過昇温による熱損傷を抑制することができる。あるいは、還元剤噴射弁31の熱損傷を防ぐために、必要以上の冷却用還元剤の消費を抑制することができる。
As described above, the reducing
以上の説明において、還元剤噴射弁温度推定部112を含む還元剤噴射制御装置100は、還元剤噴射弁31の先端温度T_tipを推定し、先端温度T_tipが閾値温度を超えないように冷却制御を行うものであるが、還元剤噴射弁31における先端部分以外の温度を推定し、当該部分の温度が閾値温度を超えないように冷却制御を行うものであってもよい、その場合には還元剤噴射弁温度推定部112は、当該先端部分以外の温度を推定するために、上述した先端部分の温度を推定するためのマップとは異なるマップを使用し計算を行う。閾値温度もその部分の耐熱性に基づいて定められる。例えば、還元剤噴射弁31の電気コネクタ部分の温度を推定し、当該電気コネクタ部分が閾値温度を超えないように冷却制御を行うように構成することもできる。
In the above description, the reducing agent
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that those skilled in the art to which the present invention belongs can conceive of various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also fall within the technical scope of the present invention.
1 車両
2 車速センサ
5 内燃機関
6 インジェクタ
7 回転速度センサ
10 排気浄化システム
11 排気管
13 還元触媒
21 排気温度センサ
23 下流側NOX濃度センサ
25 外気温度センサ
30 還元剤供給装置
31 還元剤噴射弁
41 ポンプ
43 圧力センサ
50 貯蔵タンク
51 温度センサ
60 還元剤第1通路
61 還元剤第2通路
100 還元剤噴射制御装置(制御装置)
112 還元剤噴射弁温度推定部
114 還元剤噴射弁コイル温度検出部
116 内燃機関運転状態検出部
118 車両走行状態検出部
120 冷却制御部
122 温度検出部
126 記憶部
200 内燃機関制御装置
Reference Signs List 1 vehicle 2
112 reductant injection valve
Claims (8)
前記還元剤供給装置は、
前記排気管に取り付けられ、前記還元剤を前記排気管内に噴射する還元剤噴射弁と、
前記還元剤噴射弁を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度を検出する還元剤噴射弁コイル温度検出部と、
内燃機関の運転状態値を検出する内燃機関運転状態検出部と、
当該内燃機関が搭載された車両の走行状態値を検出する車両走行状態検出部と、
前記還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度と、前記内燃機関の運転状態値と、前記内燃機関が搭載された車両の走行状態値と、に基づいて前記還元剤噴射弁の温度を推定する還元剤噴射弁温度推定部と、
を有することを特徴とする還元剤供給装置。 In a reducing agent supply device for supplying a reducing agent to an exhaust pipe upstream of a reduction catalyst that reduces and purifies NOx in the exhaust gas of an internal combustion engine,
The reducing agent supply device
A reducing agent injection valve attached to the exhaust pipe and injecting the reducing agent into the exhaust pipe;
A controller for controlling the reducing agent injection valve;
Equipped with
The controller is
A reducing agent injection valve coil temperature detection unit that detects the temperature of the electromagnetic coil portion of the reducing agent injection valve;
An internal combustion engine operating state detection unit for detecting an operating state value of the internal combustion engine;
A vehicle traveling state detection unit that detects a traveling state value of a vehicle equipped with the internal combustion engine;
The reduction is performed to estimate the temperature of the reducing agent injection valve based on the temperature of the electromagnetic coil portion of the reducing agent injection valve, the operating state value of the internal combustion engine, and the traveling state value of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted. Agent injection valve temperature estimation unit,
A reducing agent supply device characterized by having.
前記還元剤噴射弁の温度が所定の閾値を超えている場合には、冷却制御を行う冷却制御部をさらに有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の還元剤供給装置。 The controller is
The reducing agent supply according to any one of claims 1 to 4, further comprising a cooling control unit that performs cooling control when the temperature of the reducing agent injection valve exceeds a predetermined threshold. apparatus.
前記制御方法は、
還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度を検出するステップと、
内燃機関の運転状態値を検出するステップと、
当該内燃機関が搭載された車両の走行状態値を検出するステップと、
前記還元剤噴射弁の電磁コイル部分の温度と、前記内燃機関の運転状態値と、前記内燃機関が搭載された車両の走行状態値と、に基づいて前記還元剤噴射弁の温度を推定するステップと、
を備えることを特徴とする還元剤供給装置の制御方法。 In a control method of a reducing agent supply device having a reducing agent injection valve for supplying a reducing agent to an exhaust pipe upstream of a reduction catalyst which reduces and purifies NOx in exhaust gas of an internal combustion engine,
The control method is
Detecting the temperature of the electromagnetic coil portion of the reducing agent injection valve;
Detecting an operating state value of the internal combustion engine;
Detecting a traveling state value of a vehicle equipped with the internal combustion engine;
Estimating the temperature of the reducing agent injection valve based on the temperature of the electromagnetic coil portion of the reducing agent injection valve, the operating state value of the internal combustion engine, and the traveling state value of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted When,
The control method of the reducing agent supply apparatus characterized by including.
前記還元剤噴射弁の温度が所定の閾値を超えている場合には、冷却制御を行うステップをさらに備えることを特徴とする請求項7に記載の還元剤供給装置の制御方法。 The control method is
The control method of the reducing agent supply device according to claim 7, further comprising the step of performing cooling control when the temperature of the reducing agent injection valve exceeds a predetermined threshold.
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