JP2020060160A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

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隆徳 中野
Takanori Nakano
隆徳 中野
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Abstract

To provide an exhaust emission control device of an internal combustion engine which can perform suction return control capable of making compatible both a suction return (collection) of a sufficient quantity of urea water for the prevention of a malfunction of a gear pump, and the suppression of the dryness of a gear in the gear pump.SOLUTION: An exhaust emission control device of an internal combustion engine comprises a selective reduction-type NOx catalyst 12, a reductant supply device 20 for supplying urea water into an exhaust passage 10 on the upstream side of the catalyst, and a control device 30 for controlling the reductant supply device 20. The reductant supply device 20 includes a urea water tank 24, a urea water addition valve 22, a urea water flow passage 26, and a gear pump 28 which can forwardly and reversely rotate. The control device 30 performs suction return control by reversely rotating the gear pump 28 at a stop of an engine, stops the reverse rotation when a variation of a rotation number of the gear pump 28 is detected during the execution of the reverse rotation, and after a stop of the reverse rotation, forwardly rotates the gear pump 28 by a prescribed minute rotation amount.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

この発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、より詳細には、選択還元型NOx触媒とこれにNOxの還元剤を供給する還元剤供給装置とを備える内燃機関の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that includes a selective reduction NOx catalyst and a reducing agent supply device that supplies a reducing agent for NOx to the NOx catalyst.

例えば、特許文献1には、選択還元型NOx触媒とこれにNOxの還元剤(アンモニア)を供給する還元剤供給装置とを備える内燃機関の排気浄化装置が開示されている。この還元剤供給装置は、尿素水タンクと、尿素水を添加するインジェクタ(尿素水添加弁)と、尿素水タンクと尿素水添加弁とを接続する配管(尿素水流路)と、尿素水を圧送するポンプとを備えている。   For example, Patent Document 1 discloses an exhaust emission control device for an internal combustion engine that includes a NOx selective reduction catalyst and a reducing agent supply device that supplies a reducing agent (ammonia) for NOx to the NOx catalyst. This reducing agent supply device includes a urea water tank, an injector (urea water addition valve) that adds urea water, a pipe (urea water flow path) that connects the urea water tank and the urea water addition valve, and the urea water is pressure-fed. It is equipped with a pump.

上述の排気浄化装置では、エンジン停止後に、ポンプを逆回転させることにより、尿素水添加弁及び尿素水流路等から構成される尿素水供給系内に残留した尿素水を尿素水タンクに回収する尿素水回収処理(吸い戻し制御)が実行される。この尿素水回収処理では、所定量の尿素水が尿素水供給系内に残留するように実行される。この所定値は、尿素水供給系内の総容積と、凍結に伴う膨張による残留尿素水の体積増加とを考慮して決定される。   In the above exhaust gas purification device, after the engine is stopped, the pump is rotated in the reverse direction to collect the urea water remaining in the urea water supply system including the urea water addition valve and the urea water flow path in the urea water tank. Water recovery processing (suck back control) is executed. This urea water recovery process is executed such that a predetermined amount of urea water remains in the urea water supply system. This predetermined value is determined in consideration of the total volume in the urea water supply system and the increase in the volume of the residual urea water due to expansion due to freezing.

特開2015−078643号公報JP, 2005-078643, A 特開2016−098648号公報JP, 2016-098648, A

尿素水ポンプの内部には、例えばポンプ内圧センサのように尿素水の凍結に起因して破損の恐れのある部品が内蔵されることがある。このため、尿素水の凍結膨張に起因する当該部品の破損によるポンプの不具合を防止するためには、そのような部品の位置まで十分に尿素水を吸い戻しておく必要がある。その一方で、ポンプがギヤポンプである場合には、吸い戻し制御は、ギヤポンプ内のギヤの乾燥を抑制することにも配慮して行われることが望ましい。   A part that may be damaged due to freezing of the urea water, such as a pump internal pressure sensor, may be incorporated inside the urea water pump. For this reason, in order to prevent a malfunction of the pump due to the damage of the component due to the freeze expansion of the urea water, it is necessary to sufficiently suck the urea water back to the position of such component. On the other hand, when the pump is a gear pump, it is desirable that the suck-back control be performed in consideration of suppressing drying of gears in the gear pump.

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、ギヤポンプの不具合防止に十分な量の尿素水の吸い戻し(回収)とギヤポンプ内のギヤの乾燥抑制とを両立させられる吸い戻し制御を実行できるようにした内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and is a suction-back that can achieve both suction-back (recovery) of urea water in an amount sufficient to prevent malfunction of the gear pump and suppression of drying of gears in the gear pump. An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine, which is capable of executing control.

本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に配置され、NHを還元剤として利用して排気中のNOxを還元する選択還元型NOx触媒と、前記選択還元型NOx触媒よりも上流側の前記排気通路内に尿素水を供給する還元剤供給装置と、
前記還元剤供給装置を制御する制御装置と、を備える。
前記還元剤供給装置は、前記尿素水を貯留する尿素水タンクと、前記尿素水を前記排気通路に添加する尿素水添加弁と、前記尿素水添加弁と前記尿素水タンクとを接続する尿素水流路と、正逆回転が可能であり、正回転することで前記尿素水タンクから前記尿素水添加弁に前記尿素水を圧送するギヤポンプと、を含む。
前記制御装置は、エンジン停止時に、前記尿素水添加弁、前記尿素水流路及び前記ギヤポンプに残留している前記尿素水が前記尿素水タンクまで移動するように前記ギヤポンプの逆回転を実行する吸い戻し制御を行い、前記逆回転の実行中に前記ギヤポンプの回転数変動を検出した場合に前記逆回転を停止し、かつ、前記逆回転を停止した後に、前記ギヤポンプを所定の微小回転量だけ正回転させる。
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine, and uses a selective reducing NOx catalyst that reduces NOx in exhaust gas by using NH 3 as a reducing agent, and the selective reducing NOx catalyst. A reducing agent supply device that supplies urea water into the exhaust passage on the upstream side,
A control device that controls the reducing agent supply device.
The reducing agent supply device includes a urea water tank that stores the urea water, a urea water addition valve that adds the urea water to the exhaust passage, and a urea water flow that connects the urea water addition valve and the urea water tank. And a gear pump capable of forward and reverse rotation, and forwardly rotating to pump the urea water from the urea water tank to the urea water addition valve.
When the engine is stopped, the control device sucks back the urea water addition valve, the urea water flow passage, and the gear pump so that the urea water remaining in the gear pump moves to the urea water tank. The control is performed, and when the rotation speed fluctuation of the gear pump is detected during the execution of the reverse rotation, the reverse rotation is stopped, and after the reverse rotation is stopped, the gear pump is normally rotated by a predetermined minute rotation amount. Let

吸い戻し制御によってギヤポンプの位置まで尿素水の回収が進んだ後には、尿素水添加弁から吸い込んだ空気がギヤポンプのギヤに到達する。その結果、ギヤポンプの負荷が下がるのでポンプ回転数が変動する。本発明によれば、尿素水の吸い戻しのためのギヤポンプの逆回転の実行中にポンプ回転数の変動が検出された場合に、吸い戻し(逆回転)が停止される。このため、ギヤポンプのギヤ付近の部位まで(すなわち、ギヤポンプの不具合防止に十分な量で)尿素水を回収することができる。そして、本発明によれば、ギヤポンプの逆回転の停止後に、ギヤポンプを所定の微小回転量だけ正回転させる動作が実行される。これにより、ギヤの乾燥を防ぐことができる。以上のように、本発明によれば、ギヤポンプの不具合防止に十分な量の尿素水の吸い戻し(回収)とギヤポンプ内のギヤの乾燥抑制とを両立させられる吸い戻し制御を実行できるようになる。   After the urea water is recovered to the position of the gear pump by the suction-back control, the air sucked from the urea water addition valve reaches the gear of the gear pump. As a result, the load on the gear pump decreases, and the pump rotation speed fluctuates. According to the present invention, the suction back (reverse rotation) is stopped when the fluctuation of the pump rotation speed is detected during the reverse rotation of the gear pump for sucking back the urea water. Therefore, the urea water can be collected up to a portion near the gear of the gear pump (that is, in an amount sufficient to prevent malfunction of the gear pump). Then, according to the present invention, after the reverse rotation of the gear pump is stopped, the operation of normally rotating the gear pump by a predetermined minute rotation amount is executed. This can prevent the gears from drying. As described above, according to the present invention, it is possible to execute the suck-back control that makes it possible to both suck back (recover) urea water in an amount sufficient to prevent malfunctions of the gear pump and suppress drying of the gear in the gear pump. .

本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の構成例を説明するための図である。It is a figure for explaining an example of composition of an exhaust gas purification device of an internal-combustion engine concerning an embodiment of the invention. 図1に示す尿素水ポンプ(ギヤポンプ)の内部構造の一例を表した模式図である。It is a schematic diagram showing an example of the internal structure of the urea water pump (gear pump) shown in FIG. 本発明の実施の形態に係る吸い戻し制御において尿素水ポンプの逆回転を停止させるタイミングの決定手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination method of the timing which stops the reverse rotation of the urea water pump in the suction back control which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る吸い戻し制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a routine of processing concerning suck back control concerning an embodiment of the invention.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, when the number of each element, the number, the amount, the range, etc. is referred to, the number referred to unless otherwise specified or the principle is clearly specified. However, the present invention is not limited to this. Further, the structures, steps, and the like described in the embodiments below are not necessarily essential to the present invention, unless otherwise specified or clearly specified in principle.

1.排気浄化装置のシステム構成例
図1は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の構成例を説明するための図である。図1に示すシステムは、内燃機関(一例として、ディーゼルエンジン)に適用されている。この内燃機関の排気通路10には、選択還元型NOx触媒(SCR(Selective Catalytic Reduction)触媒)12が配置されている。
1. System Configuration Example of Exhaust Gas Purification Device FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 is applied to an internal combustion engine (a diesel engine as an example). A selective reduction type NOx catalyst (SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst) 12 is arranged in an exhaust passage 10 of the internal combustion engine.

SCR触媒12よりも上流側の排気通路10には、還元剤供給装置20の尿素水添加弁22が設置されている。尿素水添加弁22は、アンモニア(NH)の前駆体である尿素水を排気通路10内に添加(噴射)する。尿素水添加弁22から排気通路10に噴射された尿素水は、加水分解されてNHとなり、SCR触媒12に供給される。SCR触媒12は、供給された尿素水由来のNHを還元剤として、排気中の窒素酸化物(NOx)を還元する。 A urea water addition valve 22 of the reducing agent supply device 20 is installed in the exhaust passage 10 on the upstream side of the SCR catalyst 12. The urea water addition valve 22 adds (injects) urea water that is a precursor of ammonia (NH 3 ) into the exhaust passage 10. The urea water injected from the urea water addition valve 22 into the exhaust passage 10 is hydrolyzed to NH 3 and supplied to the SCR catalyst 12. The SCR catalyst 12 reduces the nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas by using the supplied urea water-derived NH 3 as a reducing agent.

図1に示すように、還元剤供給装置20は、尿素水添加弁22とともに、主たる構成要素として、尿素水タンク24、尿素水流路26及び尿素水ポンプ28を備えている。尿素水タンク24は、尿素水を貯留している。尿素水流路26は、尿素水添加弁22と尿素水タンク24とを接続している。図1に示す一例では、尿素水ポンプ28は、尿素水タンク24側の尿素水流路26の端部に配置され、その大部分が尿素水タンク24内に位置している。   As shown in FIG. 1, the reducing agent supply device 20 includes a urea water addition valve 22 and a urea water tank 24, a urea water flow path 26, and a urea water pump 28 as main components. The urea water tank 24 stores urea water. The urea water flow path 26 connects the urea water addition valve 22 and the urea water tank 24. In the example shown in FIG. 1, the urea water pump 28 is arranged at the end of the urea water flow path 26 on the urea water tank 24 side, and most of it is located in the urea water tank 24.

図2は、図1に示す尿素水ポンプ28の内部構造の一例を表した模式図である。尿素水ポンプ28は、図2に示すように尿素水の圧送のために一対のギヤ28a、28bを利用するギヤポンプである。尿素水ポンプ28は、一例として電動式であり、正逆回転可能に構成されている。また、尿素水ポンプ28は、ポンプ回転数を検出するポンプ回転数センサ28c、及び、その吐出圧を検出するポンプ内圧センサ28dを内蔵している。図2に示す例におけるポンプ内圧センサ28dは、後述の吸い戻し制御の実行中の尿素水の流れ方向において、一対のギヤ28a、28bの上流に位置している。   FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the internal structure of the urea water pump 28 shown in FIG. The urea water pump 28 is a gear pump that utilizes a pair of gears 28a and 28b for pumping urea water as shown in FIG. The urea water pump 28 is, for example, an electric type, and is configured to be rotatable in forward and reverse directions. Further, the urea water pump 28 has a pump rotation speed sensor 28c for detecting the pump rotation speed and a pump internal pressure sensor 28d for detecting the discharge pressure thereof. The pump internal pressure sensor 28d in the example shown in FIG. 2 is located upstream of the pair of gears 28a and 28b in the flow direction of the urea water during execution of the suck-back control described later.

図1に示すシステムは、さらに制御装置30を備えている。制御装置30は、還元剤供給装置20(尿素水添加弁22及び尿素水ポンプ28)を制御するDCU(Dosing Control Unit)である。制御装置30には、上記のポンプ回転数センサ28c及びポンプ内圧センサ28d等の還元剤供給装置20の制御に必要な各種情報を検出する各種センサが電気的に接続されている。制御装置30はプロセッサとメモリとを有する。メモリには、還元剤供給装置20の制御に必要なプログラム及びマップが記憶されている。また、制御装置30には、上記の各種センサから様々な情報が入力される。プロセッサは、これらの情報を利用しつつ、プログラムをメモリから読み出して実行することにより、各アクチュエータ(尿素水添加弁22及び尿素水ポンプ28)の操作量を決定する。   The system shown in FIG. 1 further includes a control device 30. The control device 30 is a DCU (Dosing Control Unit) that controls the reducing agent supply device 20 (the urea water addition valve 22 and the urea water pump 28). The control device 30 is electrically connected to various sensors that detect various information necessary for controlling the reducing agent supply device 20, such as the pump rotation speed sensor 28c and the pump internal pressure sensor 28d. The control device 30 has a processor and a memory. The memory stores programs and maps necessary for controlling the reducing agent supply device 20. Further, various information is input to the control device 30 from the various sensors described above. The processor determines the operation amount of each actuator (the urea water addition valve 22 and the urea water pump 28) by reading the program from the memory and executing the program while utilizing these pieces of information.

2.還元剤供給装置の制御
制御装置30による還元剤供給装置20の制御は、尿素水添加弁22を利用する尿素水噴射量制御を含む。尿素水噴射量制御の実行中には、尿素水ポンプ28は、正回転することで尿素水タンク24から尿素水添加弁22に尿素水を圧送する。そして、尿素水添加弁22は、例えば内燃機関の気筒から排出されるNOxの濃度とエンジン運転条件に応じた目標NOx浄化率とに基づく要求尿素水噴射量に応じた量の尿素水を噴射する。
2. Control of the reducing agent supply device The control of the reducing agent supply device 20 by the control device 30 includes urea water injection amount control using the urea water addition valve 22. During execution of the urea water injection amount control, the urea water pump 28 rotates forward to pump the urea water from the urea water tank 24 to the urea water addition valve 22. Then, the urea water addition valve 22 injects the urea water in an amount corresponding to the required urea water injection amount based on, for example, the concentration of NOx discharged from the cylinder of the internal combustion engine and the target NOx purification rate according to the engine operating conditions. .

2−1.吸い戻し制御の基本動作及び課題
制御装置30による還元剤供給装置20の制御は、さらに、以下の「吸い戻し制御」を含む。吸い戻し制御は、尿素水添加弁22、尿素水流路26及び尿素水ポンプ28の部位に残留する尿素水が凍結することに起因する当該部位の破損を防止するために、エンジン停止時に実行される。吸い戻し制御の実行中には、尿素水ポンプ28は、上記の部位に残留している尿素水が尿素水タンク24まで移動するように逆回転される。なお、吸い戻し制御の実行中には、尿素水添加弁22は開かれる。
2-1. Basic operation and problem of suck back control The control of the reducing agent supply device 20 by the control device 30 further includes the following "suck back control". The suck-back control is executed when the engine is stopped in order to prevent damage to the urea water addition valve 22, the urea water flow path 26, and the urea water pump 28 due to freezing of the remaining urea water in the parts. . During the execution of the suck-back control, the urea water pump 28 is rotated in the reverse direction so that the urea water remaining in the above-mentioned portion moves to the urea water tank 24. Note that the urea water addition valve 22 is opened during the execution of the suck-back control.

ここで、尿素水ポンプ28の内部には、例えばポンプ内圧センサ28dのように尿素水の凍結に起因して破損の恐れのある部品が内蔵されている。このため、尿素水の凍結膨張に起因する当該部品の破損による尿素水ポンプ28の不具合を防止するためには、そのような部品の位置まで十分に尿素水を吸い戻しておく必要がある。   Here, inside the urea water pump 28, there are built-in parts such as a pump internal pressure sensor 28d that may be damaged due to freezing of the urea water. Therefore, in order to prevent the malfunction of the urea water pump 28 due to the damage of the component due to the freezing and expansion of the urea water, it is necessary to sufficiently suck the urea water back to the position of such component.

その一方で、吸い戻し制御の実行には、次の点にも配慮する必要がある。すなわち、尿素水を吸い戻す際には、尿素水添加弁22からガスを吸い込むため、吸い戻しが過剰になると、ギヤ28a、28bが乾燥してしまう恐れがある。ギヤ28a、28bが乾燥していると、その後の尿素水ポンプ28の稼動時に、ギヤ28a、28bが濡れている場合と比べてポンプ効率が低下する(いわゆるエア噛みが発生する)。その結果、尿素水の充填に時間がかかってしまう。   On the other hand, the following points must be taken into consideration when executing the suck back control. That is, since the gas is sucked from the urea water addition valve 22 when the urea water is sucked back, the gears 28a and 28b may be dried if the sucking back is excessive. When the gears 28a and 28b are dry, the pump efficiency is lowered (so-called air bite occurs) when the urea water pump 28 is subsequently operated, as compared with the case where the gears 28a and 28b are wet. As a result, it takes time to fill the urea water.

2−2.実施の形態に係る吸い戻し制御の特徴部
上述の課題に鑑み、尿素水ポンプ28(ギヤポンプ)の不具合防止に十分な量の尿素水の吸い戻し(回収)と尿素水ポンプ28内のギヤ28a、28bの乾燥抑制とを両立するために、本実施形態の吸い戻し制御は以下のように実行される。
2-2. Characteristic part of suck-back control according to the embodiment In view of the above-mentioned problems, the suck-back (recovery) of urea water in an amount sufficient to prevent malfunction of the urea water pump 28 (gear pump) and the gear 28a in the urea water pump 28, In order to achieve both the suppression of drying of 28b, the suck back control of the present embodiment is executed as follows.

図3は、本発明の実施の形態に係る吸い戻し制御において尿素水ポンプ28の逆回転を停止させるタイミングの決定手法を説明するための図である。吸い戻し制御は、尿素水ポンプ28の回転数を所定の吸い戻し回転数に制御しつつ実行される。このため、吸い戻し制御が開始されると、図3に示すように、ポンプ回転数が吸い戻し時間の経過とともに吸い戻し回転数に向けて上昇していく。その後にポンプ回転数が吸い戻し回転数に到達した後に、尿素水添加弁22から吸い込んだ空気がギヤ28a、28bに到達すると、図3に示すように、ポンプ回転数が変動する。より詳細には、空気がギヤ28a、28bに到達すると、ポンプ負荷が下がる。その結果、ポンプ回転数が瞬時に上昇する。   FIG. 3 is a diagram for explaining a method of determining the timing for stopping the reverse rotation of the urea water pump 28 in the suckback control according to the embodiment of the present invention. The suck-back control is executed while controlling the rotation speed of the urea water pump 28 to a predetermined suck-back rotation speed. Therefore, when the suck-back control is started, the pump rotation speed increases toward the suck-back rotation speed as the suck-back time elapses, as shown in FIG. After that, when the air sucked from the urea water addition valve 22 reaches the gears 28a and 28b after the pump rotation speed reaches the suction back rotation speed, the pump rotation speed fluctuates as shown in FIG. More specifically, when the air reaches the gears 28a, 28b, the pump load decreases. As a result, the pump rotation speed instantly increases.

そこで、本実施形態では、上記のポンプ回転数の変動を検出するために、吸い戻し制御の実行中にポンプ回転数の変化量が所定の閾値以上であるか否かが判定される。そして、この判定が満たされる場合には、空気がギヤ28a、28bに到達したと判断され、尿素水ポンプ28の逆回転(吸い戻し)が停止される。   Therefore, in the present embodiment, in order to detect the above-described fluctuations in the pump rotation speed, it is determined whether or not the amount of change in the pump rotation speed is equal to or greater than a predetermined threshold value during the execution of the suction back control. When this determination is satisfied, it is determined that the air has reached the gears 28a and 28b, and the reverse rotation (suck back) of the urea water pump 28 is stopped.

そのうえで、本実施形態の吸い戻し制御では、上記の手法で逆回転を停止した後に、尿素水ポンプ28を所定の微小回転量だけ正回転させる動作が実行される。より詳細には、この微小回転量は、ギヤ28a、28bを濡らすために必要な程度の値であり、実験等により予め定められる。   Then, in the suck-back control of the present embodiment, after the reverse rotation is stopped by the above method, the operation of rotating the urea water pump 28 forward by a predetermined minute rotation amount is executed. More specifically, this minute rotation amount is a value required to wet the gears 28a and 28b, and is determined in advance by experiments or the like.

2−3.制御装置の処理
図4は、本発明の実施の形態に係る吸い戻し制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、エンジン停止時(より詳細には、本実施形態の排気浄化装置を備える内燃機関を搭載する車両のイグニッションスイッチがオフとされた時)に起動されるものとする。
2-3. Process of Control Device FIG. 4 is a flowchart showing a routine of a process relating to suck-back control according to the embodiment of the present invention. It is assumed that this routine is started when the engine is stopped (more specifically, when the ignition switch of the vehicle equipped with the internal combustion engine including the exhaust emission control device of the present embodiment is turned off).

図4に示すルーチンでは、制御装置30は、まず、ステップS100において、尿素水の吸い戻し(尿素水ポンプ28の逆回転)を開始する。その後、処理はステップS102に進む。   In the routine shown in FIG. 4, the control device 30 first starts sucking back urea water (reverse rotation of the urea water pump 28) in step S100. After that, the process proceeds to step S102.

ステップS102では、制御装置30は、ポンプ回転数の変動の有無を判定する。具体的には、ポンプ回転数センサ28cを用いてポンプ回転数の変化量が所定の閾値以上であるか否かが判定される。なお、本ステップS102におけるポンプ回転数の変動の有無の判定は、ポンプ回転数の変化量に代え、例えば、ポンプ回転数が所定の閾値以上であるか否かに基づいて判定されてもよい。   In step S102, the control device 30 determines whether or not the pump rotation speed has changed. Specifically, the pump rotation speed sensor 28c is used to determine whether or not the amount of change in the pump rotation speed is equal to or greater than a predetermined threshold. It should be noted that the determination as to whether or not the pump rotation speed has changed in step S102 may be made based on whether or not the pump rotation speed is equal to or greater than a predetermined threshold value, instead of the amount of change in the pump rotation speed.

ステップS102の判定結果が否定的である場合には、処理はステップS100に戻る。一方、この判定結果が肯定的である場合、つまり、ポンプ回転数の変動が検出された場合には、処理はステップS104に進む。   If the determination result of step S102 is negative, the process returns to step S100. On the other hand, if this determination result is affirmative, that is, if the fluctuation in the pump rotation speed is detected, the process proceeds to step S104.

ステップS104では、制御装置30は、尿素水の吸い戻し(ポンプ逆回転)を停止する。その後、処理はステップS106に進む。   In step S104, the control device 30 stops sucking back the urea water (reverse rotation of the pump). After that, the process proceeds to step S106.

ステップS106では、制御装置30は、尿素水ポンプ28を上述の微小回転量だけ正回転させる。その後、本ルーチンが終了される。   In step S106, the control device 30 rotates the urea water pump 28 in the forward direction by the minute rotation amount described above. Then, this routine is ended.

3.効果
以上説明した本実施形態の吸い戻し制御によれば、尿素水の吸い戻し(ポンプ逆回転)の開始後にポンプ回転数の変動が検出された場合に、吸い戻し(ポンプ逆回転)が停止(終了)される。これにより、尿素水ポンプ28のギヤ28a、28b付近の部位まで(すなわち、尿素水ポンプ28(ギヤポンプ)の不具合防止に十分な量で)尿素水を回収することができる。付け加えると、吸い戻しのためのポンプ逆回転による吸い戻し量の制御をポンプ逆回転時間の管理によって行うこともできる。しかしながら、このような手法では、ポンプ効率のばらつきを考慮した場合には、正確な吸い戻し量の制御が困難となる。これに対し、本実施形態の手法によれば、ギヤ28a、28bに空気が到達した際(すなわち、ギヤ28a、28b付近まで尿素水を回収できた際)に瞬時に得られるポンプ回転数の変動を利用して、逆回転が停止される。これにより、ギヤ28a、28b付近まで尿素水が回収されるように吸い戻し量をより正確かつ安定的に制御できるようになる。
3. Effect According to the suck-back control of the present embodiment described above, when a change in the pump rotational speed is detected after starting the suck-back of urea water (reverse rotation of the pump), the suck-back (reverse rotation of the pump) is stopped ( End). As a result, the urea water can be collected up to the parts near the gears 28a and 28b of the urea water pump 28 (that is, in an amount sufficient to prevent the trouble of the urea water pump 28 (gear pump)). In addition, it is also possible to control the amount of sucking back by the reverse rotation of the pump for sucking back by managing the pump reverse rotation time. However, with such a method, it is difficult to accurately control the suck-back amount when the variation in pump efficiency is taken into consideration. On the other hand, according to the method of the present embodiment, fluctuations in the pump rotational speed that are instantaneously obtained when air reaches the gears 28a and 28b (that is, when urea water can be collected near the gears 28a and 28b). Reverse rotation is stopped by using. As a result, the sucking back amount can be controlled more accurately and stably so that the urea water is collected near the gears 28a and 28b.

そして、本実施形態の吸い戻し制御によれば、ポンプ逆回転の停止後に、上述の微小回転量だけ尿素水ポンプ28を正回転させる動作が実行される。これにより、ギヤ28a、28bの乾燥を防ぐことができる。このため、その後の尿素水ポンプ28の稼動時に、エア噛みに起因する尿素水ポンプ28の圧送能力の一時的な低下を抑制できるので、尿素水の充填に時間がかかることを抑制できる。   Then, according to the suck-back control of the present embodiment, after the reverse rotation of the pump is stopped, the operation of rotating the urea water pump 28 in the normal direction by the minute rotation amount is executed. This can prevent the gears 28a and 28b from drying. Therefore, during the subsequent operation of the urea water pump 28, it is possible to suppress a temporary decrease in the pumping capacity of the urea water pump 28 due to air trapping, and thus it is possible to suppress the time required to fill the urea water.

10 排気通路
12 選択還元型NOx触媒(SCR触媒)
20 還元剤供給装置
22 尿素水添加弁
24 尿素水タンク
26 尿素水流路
28 尿素水ポンプ(ギヤポンプ)
28a、28b ギヤ
28c ポンプ回転数センサ
28d ポンプ内圧センサ
30 制御装置
10 Exhaust passage 12 Selective reduction type NOx catalyst (SCR catalyst)
20 Reducing Agent Supply Device 22 Urea Water Addition Valve 24 Urea Water Tank 26 Urea Water Flow Path 28 Urea Water Pump (Gear Pump)
28a, 28b Gear 28c Pump speed sensor 28d Pump internal pressure sensor 30 Control device

Claims (1)

内燃機関の排気通路に配置され、NHを還元剤として利用して排気中のNOxを還元する選択還元型NOx触媒と、
前記選択還元型NOx触媒よりも上流側の前記排気通路内に尿素水を供給する還元剤供給装置と、
前記還元剤供給装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記還元剤供給装置は、
前記尿素水を貯留する尿素水タンクと、
前記尿素水を前記排気通路に添加する尿素水添加弁と、
前記尿素水添加弁と前記尿素水タンクとを接続する尿素水流路と、
正逆回転が可能であり、正回転することで前記尿素水タンクから前記尿素水添加弁に前記尿素水を圧送するギヤポンプと、
を含み、
前記制御装置は、
エンジン停止時に、前記尿素水添加弁、前記尿素水流路及び前記ギヤポンプに残留している前記尿素水が前記尿素水タンクまで移動するように前記ギヤポンプの逆回転を実行する吸い戻し制御を行い、
前記逆回転の実行中に前記ギヤポンプの回転数変動を検出した場合に前記逆回転を停止し、かつ、
前記逆回転を停止した後に、前記ギヤポンプを所定の微小回転量だけ正回転させる
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
A selective reduction type NOx catalyst which is arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine and uses NH 3 as a reducing agent to reduce NOx in exhaust gas;
A reducing agent supply device for supplying urea water into the exhaust passage on the upstream side of the selective reduction type NOx catalyst;
A control device for controlling the reducing agent supply device,
Equipped with
The reducing agent supply device,
A urea water tank for storing the urea water,
A urea water addition valve for adding the urea water to the exhaust passage,
A urea water flow path connecting the urea water addition valve and the urea water tank,
A forward and reverse rotation is possible, and a gear pump that pressure-feeds the urea water from the urea water tank to the urea water addition valve by forward rotation,
Including,
The control device is
When the engine is stopped, the urea water addition valve, the urea water flow path and the urea water remaining in the gear pump perform sucking back control for performing reverse rotation of the gear pump so as to move to the urea water tank,
When the rotation speed fluctuation of the gear pump is detected during execution of the reverse rotation, the reverse rotation is stopped, and
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, characterized in that, after stopping the reverse rotation, the gear pump is normally rotated by a predetermined minute rotation amount.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112324543A (en) * 2020-10-29 2021-02-05 东风汽车股份有限公司 SCR urea pump pumpback control system and control method thereof

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CN112324543A (en) * 2020-10-29 2021-02-05 东风汽车股份有限公司 SCR urea pump pumpback control system and control method thereof

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