JP2021055565A - Exhaust emission control apparatus for internal combustion engine, and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、内燃機関の排気浄化装置、及び車両に関する。 The present disclosure relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine and a vehicle.
従来、アンモニア(NH3)を還元剤として、排ガス中のNOxを選択的に還元するNOx選択還元型触媒(Selective Catalytic Reduction:以下、「SCR触媒」と称する)を有する内燃機関の排気浄化装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 Conventionally, an exhaust gas purification device for an internal combustion engine having a NOx selective reduction catalyst (hereinafter referred to as "SCR catalyst") that selectively reduces NOx in exhaust gas using ammonia (NH 3) as a reducing agent has been used. It is known (see, for example, Patent Document 1).
この種の排気浄化装置においては、尿素水噴射装置から排気管中に噴射された尿素水を加水分解することでアンモニアを生成し、SCR触媒内において、アンモニアとNOxとを反応させ、NOxを窒素と水とに還元している。 In this type of exhaust purification device, ammonia is generated by hydrolyzing the urea water injected into the exhaust pipe from the urea water injection device, and ammonia and NOx are reacted in the SCR catalyst to convert NOx to nitrogen. And water.
近年、この種の排気浄化装置において、排気エミッションを更に向上させる要請から、排気管内に、上流側から下流側に向かって上流側SCR触媒、パティキュレートフィルタ(以下、「PMフィルタ」と称する)、及び、下流側SCR触媒を順番に設ける構成が検討されている。 In recent years, in this type of exhaust purification device, in order to further improve exhaust emissions, an upstream SCR catalyst, a particulate filter (hereinafter referred to as "PM filter"), from the upstream side to the downstream side, have been introduced into the exhaust pipe. Further, a configuration in which the downstream SCR catalysts are provided in order is being studied.
ところで、従来、この種の排気浄化装置においては、PMフィルタ内に堆積したPM(Particulate Matter)を定期的に燃焼除去する処理(以下、「PMフィルタの再生」と称する)が行われている。このPMフィルタの再生においては、通常、エンジンを排ガス昇温モードで運転させ、排ガス温度を上昇させることで、PMフィルタ内に堆積したPMを燃焼除去する。 By the way, conventionally, in this type of exhaust gas purification device, a process of periodically burning and removing PM (Particulate Matter) accumulated in the PM filter (hereinafter, referred to as "regeneration of PM filter") is performed. In the regeneration of this PM filter, normally, the engine is operated in the exhaust gas temperature raising mode to raise the exhaust gas temperature, thereby burning and removing the PM accumulated in the PM filter.
又、従来、この種の排気浄化装置においては、PMフィルタの再生を実行する前には、尿素水噴射装置による尿素水噴射を停止させた状態(又は少量の保護噴射のみに制限した状態)で一定時間待機し、SCR触媒のアンモニアストレージ量(SCR触媒に吸着するアンモニア量を意味する。以下同じ)が低下した後に、PMフィルタの再生(即ち、エンジンを排ガス昇温モードで運転させる)を開始する制御が行われている。かかる制御を行う理由としては、PMフィルタの再生中の排ガスの高温化に起因して、SCR触媒中のアンモニアが離脱して、外部に流出してしまうことを防止するためである。 Further, conventionally, in this type of exhaust gas purification device, before executing the regeneration of the PM filter, the urea water injection by the urea water injection device is stopped (or the state is limited to only a small amount of protection injection). After waiting for a certain period of time and reducing the amount of ammonia storage of the SCR catalyst (meaning the amount of ammonia adsorbed on the SCR catalyst; the same applies hereinafter), the regeneration of the PM filter (that is, the engine is operated in the exhaust gas temperature raising mode) is started. Control is being performed. The reason for performing such control is to prevent the ammonia in the SCR catalyst from leaving and flowing out to the outside due to the high temperature of the exhaust gas during regeneration of the PM filter.
しかしながら、2つのSCR触媒を設けた排気浄化装置において、従来と同様に、PMフィルタの再生を開始する前に、上流側SCR触媒に尿素水を供給する上流側尿素水噴射装置と、下流側SCR触媒に尿素水を供給する下流側尿素水噴射装置の両方の噴射動作を停止させた状態の待機時間を設けると、当該待機時間が長期化するという問題がある。この理由としては、エンジンから排出されるNOxの多くは、上流側SCR触媒にて還元浄化され、下流側SCR触媒のアンモニアストレージ量の減少は、上流側SCR触媒のアンモニアストレージ量が低下するまで遅々として進まないためである(図6を参照して後述)。 However, in the exhaust gas purification device provided with the two SCR catalysts, as in the conventional case, the upstream urea water injection device that supplies urea water to the upstream SCR catalyst and the downstream SCR before starting the regeneration of the PM filter. If a standby time is provided in a state where both injection operations of the downstream urea water injection device that supplies urea water to the catalyst are stopped, there is a problem that the standby time becomes long. The reason for this is that most of the NOx discharged from the engine is reduced and purified by the upstream SCR catalyst, and the decrease in the ammonia storage amount of the downstream SCR catalyst is delayed until the ammonia storage amount of the upstream SCR catalyst decreases. This is because it does not proceed as a whole (described later with reference to FIG. 6).
SCR触媒は、アンモニアストレージ量が低下している状態においては、十分なNOx浄化性能を発揮することができないため、下流側SCR触媒のアンモニアストレージ量が低下するまでの待機時間中においては、排気浄化装置全体としてのNOx浄化率も低下することになる。その結果、長時間の待機時間中に、大量のNOxを外気に排出してしまうおそれがある。 Since the SCR catalyst cannot exhibit sufficient NOx purification performance when the amount of ammonia storage is reduced, exhaust gas purification is performed during the waiting time until the amount of ammonia storage of the downstream SCR catalyst is reduced. The NOx purification rate of the entire device will also decrease. As a result, a large amount of NOx may be discharged to the outside air during a long standby time.
本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、PMフィルタの再生を行う際に排出されるNOx量を低減可能な内燃機関の排気浄化装置、及び車両を提供することである。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and is to provide an exhaust gas purification device for an internal combustion engine capable of reducing the amount of NOx emitted when the PM filter is regenerated, and a vehicle.
前述した課題を解決する主たる本開示は、
内燃機関の排気管内に、上流側から下流側に向かって順番に配設された第1SCR触媒、PMフィルタ及び第2SCR触媒と、
前記排気管内の前記第1SCR触媒の上流側で、尿素水を噴射する第1尿素水噴射装置と、
前記排気管内の前記第2SCR触媒と前記PMフィルタとの間で、尿素水を噴射する第2尿素水噴射装置と、
前記第1及び第2尿素水噴射装置それぞれを制御すると共に、前記PMフィルタの再生時期を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記PMフィルタ中のPM堆積量が、前記PMフィルタの再生開始基準値よりも小さい準備開始基準値に到達したとき、
前記内燃機関が高負荷運転中の場合、前記第1尿素水噴射装置による噴射動作を停止させ、且つ、前記第2尿素水噴射装置による噴射動作を継続させた第1状態にて、前記PMフィルタ中のPM堆積量が、前記再生開始基準値に到達するまで待ち受け、
前記内燃機関が低負荷運転中の場合、前記第2尿素水噴射装置による噴射動作を停止させ、且つ、前記第1尿素水噴射装置による噴射動作を継続させた第2状態にて、前記PMフィルタ中のPM堆積量が、前記再生開始基準値に到達するまで待ち受ける、
排気浄化装置である。
The main disclosure that solves the above-mentioned problems is
A first SCR catalyst, a PM filter, and a second SCR catalyst arranged in order from the upstream side to the downstream side in the exhaust pipe of the internal combustion engine.
A first urea water injection device that injects urea water on the upstream side of the first SCR catalyst in the exhaust pipe,
A second urea water injection device that injects urea water between the second SCR catalyst and the PM filter in the exhaust pipe, and a second urea water injection device.
A control device that controls each of the first and second urea water injection devices and also controls the regeneration timing of the PM filter.
With
When the amount of PM deposited in the PM filter reaches a preparation start reference value smaller than the regeneration start reference value of the PM filter, the control device is used.
When the internal combustion engine is in high-load operation, the PM filter is in the first state in which the injection operation by the first urea water injection device is stopped and the injection operation by the second urea water injection device is continued. Wait until the PM accumulation amount in the medium reaches the regeneration start reference value.
When the internal combustion engine is in low load operation, the PM filter is in a second state in which the injection operation by the second urea water injection device is stopped and the injection operation by the first urea water injection device is continued. Wait until the PM accumulation amount in the medium reaches the regeneration start reference value.
It is an exhaust gas purification device.
又、他の局面では、
上記排気浄化装置を備える車両である。
Also, in other aspects,
It is a vehicle equipped with the above exhaust purification device.
本開示に係る排気浄化装置によれば、PMフィルタの再生を行う際に排出されるNOx量を低減することが可能である。 According to the exhaust gas purification device according to the present disclosure, it is possible to reduce the amount of NOx emitted when the PM filter is regenerated.
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能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。 Preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same function are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.
[排気浄化装置の構成]
以下、図1を参照して、一実施形態に係る排気浄化装置の構成について説明する。
[Configuration of exhaust purification device]
Hereinafter, the configuration of the exhaust gas purification device according to the embodiment will be described with reference to FIG.
本実施形態では、一例として、排気浄化装置をディーゼルエンジンに適用した態様ついて説明する。但し、本実施形態に係る排気浄化装置は、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンにも適用し得る。 In the present embodiment, as an example, an embodiment in which the exhaust gas purification device is applied to a diesel engine will be described. However, the exhaust gas purification device according to the present embodiment can be applied not only to a diesel engine but also to a gasoline engine.
図1は、本実施形態に係る排気浄化装置Uの構成の一例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the exhaust gas purification device U according to the present embodiment.
本実施形態に係る排気浄化装置Uは、例えば、トラック等の車両に搭載されており、エンジン10の排ガス中のNOxを浄化する。
The exhaust gas purification device U according to the present embodiment is mounted on a vehicle such as a truck, and purifies NOx in the exhaust gas of the
エンジン10は、例えば、燃焼室、燃焼室内で燃料を噴射する燃料噴射装置等(図示せず)を含んで構成される。エンジン10は、燃焼室内で、燃料と空気の混合気を燃焼及び膨張させて、動力を発生する。エンジン10には、燃焼室内に空気を導入する吸気管20と、燃焼室から排出される燃焼後の排ガスを、車両の外部に排出する排気管30と、が接続されている。
The
排気浄化装置Uは、第1SCR触媒41、PMフィルタ42、第2SCR触媒43、第1尿素水噴射装置50A、第2尿素水噴射装置50B、各種センサ61〜66、及び、ECU(Electronic Control Unit)100を備えている。
The exhaust gas purification device U includes a
排気管30内には、上流側から下流側に向かって、第1尿素水噴射装置50Aの尿素水添加弁51A、第1SCR触媒41、PMフィルタ42、第2尿素水噴射装置50Bの尿素水添加弁51B、及び、第2SCR触媒43がこの順に配設されている。
In the
PMフィルタ42は、排気管30中に配設され、排ガス中に含まれるPMを捕捉する。PMフィルタ42は、例えば、コージェライトや炭化ケイ素の多孔質セラミックで構成され、当該多孔質セラミックで形成した捕集壁中を排ガスが通過するように入口と出口を交互に目封じしたハニカム構造を呈している。エンジン10から排出された排ガスは、PMフィルタ42の多孔性の捕集壁中を通過しながら下流へ流れ、その間にPMが捕集壁に捕集される。
The
PMフィルタ42には、エンジン10から排出される未燃焼燃料(HC)を酸化して、PMを燃焼するために望ましいレベル(例えば、約600度)まで排気ガス温度を上昇させる酸化触媒が担持されている。尚、かかる酸化触媒は、PMフィルタ42の上流側に、PMフィルタ42とは別体の担持体に担持されて配設されてもよい。
The
第1SCR触媒41は、第1尿素水噴射装置50Aから噴射される尿素水が加水分解したアンモニアを吸着すると共に、当該吸着したアンモニアによって排ガス中のNOxを選択的に還元浄化する。第1SCR触媒41は、PMフィルタ42の上流側に配設され、例えば、エンジン10の直下に配設されている。これによって、第1SCR触媒41は、エンジン10が排出する排ガスの温度の影響を受けやすくなり、エンジン10を始動した直後においも、早期に活性化し得る。
The
第2SCR触媒43は、第2尿素水噴射装置50Bから噴射される尿素水が加水分解したアンモニアを吸着すると共に、当該吸着したアンモニアによって排ガス中のNOxを選択的に還元浄化する。第2SCR触媒41は、PMフィルタ42の下流側に配設されている。
The
第1SCR触媒41及び第2SCR触媒43としては、公知のSCR触媒を用いることができ、例えば、セラミック製の担持体の表面に、Feゼオライト、Cuゼオライト又はバナジウム等のNOx還元触媒を担持したものを用いることができる。尚、第1SCR触媒41及び第2SCR触媒43としては、触媒上で尿素水をアンモニアに変換するタイプのものが用いられてもよい。
As the
第1尿素水噴射装置50Aは、排気管30内の第1SCR触媒41の上流側において、尿素水を噴射する。第1尿素水噴射装置50Aは、例えば、尿素水添加弁51A、尿素水タンク52A、及び、サプライポンプ53Aを含んで構成される。
The first urea
第1尿素水噴射装置50Aにおいては、尿素水タンク52Aからサプライポンプ53Aによって圧送された尿素水が、尿素水添加弁51Aから排気管30中に噴射される。尿素水添加弁51Aから排気管30中に噴射された尿素水は、排ガスの高温により加水分解され、アンモニアに変換されて第1SCR触媒41に供給される。そして、当該アンモニアは、第1SCR触媒41に吸着して、当該第1SCR触媒41の作用でNOxと反応して、NOxを還元浄化する。
In the first urea
第1尿素水噴射装置50Aから排気管30に噴射する尿素水の噴射量は、尿素水添加弁51Aの開度の調整により行われる。尚、尿素水添加弁51Aの開度の制御は、ECU100(第1噴射制御部101)から出力される制御信号によって行われる。
The amount of urea water injected from the first urea
第2尿素水噴射装置50Bは、排気管30内の第2SCR触媒43の上流側において、尿素水を噴射する。第2尿素水噴射装置50Bは、例えば、第1尿素水噴射装置50Aと同様の構成を有し、尿素水添加弁51B、尿素水タンク52B、及び、サプライポンプ53Bを含んで構成される。第2尿素水噴射装置50Bから排気管30に噴射する尿素水の噴射量は、尿素水添加弁51Bの開度の調整により行われる。尚、尿素水添加弁51Bの開度の制御は、ECU100(第2噴射制御部102)から出力される制御信号によって行われる。
The second urea water injection device 50B injects urea water on the upstream side of the
各種センサ61〜66は、排気管30を通流する排ガスの状態、PMフィルタ42の状態、第1SCR触媒41の状態、及び、第2SCR触媒43の状態等を検出するために設けられている。具体的には、排気管30には、第1NOxセンサ61、第2NOxセンサ62、第1温度センサ63、及び第2温度センサ64が備え付けられ、吸気管20には、流量センサ65が備え付けられている。
The
第1NOxセンサ61は、例えば、排気管30内の第1SCR触媒41の上流側に配設され、第1SCR触媒41に流入するNOx量(即ち、NOx濃度)を検出する。第2NOxセンサ62は、例えば、排気管30内の第2SCR触媒43とPMフィルタ42の間に配設され、第2SCR触媒43に流入するNOx量を検出する。
The
第1温度センサ63は、例えば、第1SCR触媒41の上流端付近に配設され、第1SCR触媒41の触媒温度を検出する。第2温度センサ64は、例えば、第2SCR触媒43の上流端付近に配設され、第2SCR触媒43の触媒温度を検出する。
The first temperature sensor 63 is arranged near the upstream end of the
流量センサ65は、例えば、エンジン10内に流入する空気の流量を検出する。尚、排ガス流量は、一般に、流量センサ65が示す吸入空気量と、エンジン10におけると、の合計によって求められる。
The
差圧センサ66は、例えば、一端がPMフィルタ42の上流側の排気管30中に配設され、他端がPMフィルタ42の下流側の排気管30中に配設され、PMフィルタ42の上流側の排気圧と下流側の排気圧との差圧(以下、「PMフィルタ42の前後差圧」と称する)を検出する。
For example, one end of the
これらの各種センサ61〜66は、検出により得られたセンサ情報を、逐次、ECU100に送信する。
These
ECU100(本発明の「制御装置」に相当)は、排気浄化装置Uの動作を制御する。ECU100は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力ポート、及び出力ポート等を含んで構成されている。ECU100の後述する各機能は、例えば、CPUがROM、RAM等に記憶された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。但し、当該機能は、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア回路によっても実現できることは勿論である。
The ECU 100 (corresponding to the "control device" of the present invention) controls the operation of the exhaust gas purification device U. The
尚、ECU100は、エンジン10、第1尿素水噴射装置50A及び第2尿素水噴射装置50B等と通信することで、これらを制御したり、これらの状態情報を取得したりする。又、ECU100は、各種センサ61〜66からセンサ情報を取得して、排気管30を通流する排ガスの状態、PMフィルタ42の状態、第1SCR触媒41の状態、及び第2SCR触媒43の状態等を検出する。
The
[ECUの構成]
ECU100は、第1噴射制御部101、第2噴射制御部102、及び、フィルタ再生制御部103を備えている。
[Ignition configuration]
The
<第1噴射制御部101について>
第1噴射制御部101は、第1尿素水噴射装置50Aの尿素水添加弁51Aに開度指令信号を出力することによって、第1尿素水噴射装置50Aからの尿素水噴射を制御する。この際、第1噴射制御部101は、例えば、第1SCR触媒41のアンモニアストレージ量が所定量となるように、尿素水噴射装置50の尿素水噴射量を制御する。これによって、第1SCR触媒41を、NOx浄化率が高い状態で維持する。
<About the first
The first
図2Aは、第1噴射制御部101の構成の一例を示す図である。
FIG. 2A is a diagram showing an example of the configuration of the first
第1噴射制御部101は、例えば、目標アンモニアストレージ量設定部101aと、実アンモニアストレージ量演算部101bと、噴射量決定部101cと、を有している。
The first
目標アンモニアストレージ量設定部101aは、第1SCR触媒41におけるアンモニアストレージ量の目標値を設定する。第1SCR触媒41におけるアンモニアストレージ量の目標値は、例えば、第1SCR触媒41におけるストレージ可能量の略100%程度に設定される。但し、第1SCR触媒41のストレージ可能量は、第1SCR触媒41の触媒温度に依拠して変化するため、本実施形態に係る目標アンモニアストレージ量設定部101aは、第1温度センサ63が示す第1SCR触媒41の触媒温度に基づいて、第1SCR触媒41におけるアンモニアストレージ量の目標値を設定している。
The target ammonia storage
一般に、SCR触媒のストレージ可能量は、触媒温度が低いほど大きくなる。特に、触媒温度がある程度の温度を超えると、SCR触媒からのスリップ(脱離)により、SCR触媒のストレージ可能量が小さくなる。尚、SCR触媒のNOx浄化率は、一般に、SCR触媒のアンモニアストレージ量が多いほど高くなる。 In general, the storable amount of the SCR catalyst increases as the catalyst temperature decreases. In particular, when the catalyst temperature exceeds a certain temperature, the storable amount of the SCR catalyst becomes small due to slip (desorption) from the SCR catalyst. The NOx purification rate of the SCR catalyst generally increases as the amount of ammonia storage of the SCR catalyst increases.
実アンモニアストレージ量演算部101bは、現時点における第1SCR触媒41のアンモニアストレージ量の実際値を推定する。実アンモニアストレージ量演算部101bは、例えば、第1尿素水噴射装置50Aの尿素水噴射量に基づいて、第1SCR触媒41に新たに吸着するアンモニアの吸着量を算出する。そして、実アンモニアストレージ量演算部101bは、第1SCR触媒41に新たに吸着したアンモニアの吸着量から、第1SCR触媒41中で消費したアンモニアの消費量を減算することによって、現時点における第1SCR触媒41のアンモニアストレージ量を推定する。つまり、実アンモニアストレージ量演算部101bは、第1尿素水噴射装置50Aの尿素水噴射量の推移と第1SCR触媒41におけるアンモニア消費量の推移とに基づいて、記憶部(例えば、RAM)に記憶する現時点のアンモニアストレージ量を逐次的に更新していく。
The actual ammonia storage
尚、第1SCR触媒41中のアンモニアの消費量は、例えば、第1NOxセンサ61が示すNOx濃度と流量センサ65が示す排ガス流量(即ち、吸入空気量と燃料噴射量の合計値)とから推定される第1SCR触媒41に到来するNOx量に基づいて、算出される。
The amount of ammonia consumed in the
噴射量決定部101cは、例えば、現時点の第1SCR触媒41におけるアンモニアストレージ量の実際値と目標値の差分を算出し、当該差分に基づいて、第1尿素水噴射装置50Aの尿素水噴射量を決定する。尚、噴射量決定部101cは、例えば、現時点の第1SCR触媒41におけるアンモニアストレージ量の実際値と目標値の差分と、尿素水噴射量とを関連付けた制御マップを用いて、第1尿素水噴射装置50Aの尿素水噴射量を決定する。そして、噴射量決定部101cは、自身が決定した尿素水噴射量となるように、第1尿素水噴射装置50Aの尿素水添加弁51Aに開度指令信号を出力する。
The injection
尚、第1噴射制御部101にて、第1尿素水噴射装置50Aの尿素水噴射量を制御する構成は、上記構成に限らない。第1噴射制御部101は、例えば、エンジン10の運転状態に基づいて、第1SCR触媒41に到来するNOx量に対応するNOx量を推定し、第1尿素水噴射装置50Aの尿素水噴射量を制御するものであってもよい。
The configuration in which the first
但し、第1噴射制御部101は、フィルタ再生制御部103からの指令に基づいて、第1尿素水噴射装置50Aの噴射動作を停止し得るように構成されている。尚、ここで、第1尿素水噴射装置50Aの噴射動作を停止した状態とは、少量の保護噴射のみを実行する状態も含む(以下同じ)。
However, the first
<第2噴射制御部102について>
第2噴射制御部102は、第2尿素水噴射装置50Bの尿素水添加弁51Bに開度指令信号を出力することによって、第2尿素水噴射装置50Bからの尿素水噴射を制御する。この際、第2噴射制御部102は、例えば、第2SCR触媒43に吸着するアンモニアストレージ量が所定量となるように、第2尿素水噴射装置50Bの尿素水噴射量を制御する。これによって、第2SCR触媒43を、NOx浄化率が高い状態で維持する。
<About the second
The second
図2Bは、第2噴射制御部102の構成の一例を示す図である。
FIG. 2B is a diagram showing an example of the configuration of the second
第2噴射制御部102は、例えば、目標アンモニアストレージ量設定部102aと、実アンモニアストレージ量演算部102bと、噴射量決定部102cと、を有している。尚、本実施形態では、第2噴射制御部102の目標アンモニアストレージ量設定部102a、実アンモニアストレージ量演算部102b、及び噴射量決定部102cは、それぞれ、第1噴射制御部101の目標アンモニアストレージ量設定部101a、実アンモニアストレージ量演算部101b、及び噴射量決定部101cと同様の構成である。
The second
目標アンモニアストレージ量設定部102aは、第2SCR触媒43におけるアンモニアストレージ量の目標値を設定する。第2SCR触媒43におけるアンモニアストレージ量の目標値は、例えば、第2SCR触媒43におけるストレージ可能量の略100%に設定される。但し、第2SCR触媒43のストレージ可能量は、触媒温度に依拠して変化するため、本実施形態に係る目標アンモニアストレージ量設定部102aは、第2温度センサ64が示す第2SCR触媒43の触媒温度に基づいて、第2SCR触媒43におけるアンモニアストレージ量の目標値を設定している。
The target ammonia storage
実アンモニアストレージ量演算部102bは、現時点における第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量の実際値を推定する。実アンモニアストレージ量演算部102bは、例えば、第2尿素水噴射装置50Bの尿素水噴射量に基づいて、第2SCR触媒43に新たに吸着するアンモニアの吸着量を算出する。そして、実アンモニアストレージ量演算部102bは、第2SCR触媒43に新たに吸着したアンモニアの吸着量から、第2SCR触媒43中で消費したアンモニアの消費量を減算することによって、現時点における第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量を推定する。つまり、実アンモニアストレージ量演算部102bは、第2尿素水噴射装置50Bの尿素水噴射量の推移と第2SCR触媒43におけるアンモニア消費量の推移とに基づいて、記憶部(例えば、RAM)に記憶する現時点のアンモニアストレージ量を逐次的に更新していく。
The actual ammonia storage
尚、第2SCR触媒43中のアンモニアの消費量は、例えば、第2NOxセンサ62が示すNOx濃度と流量センサ65が示す排ガス流量(即ち、吸入空気量と燃料噴射量の合計値)とから推定される第2SCR触媒43に到来するNOx量に基づいて、算出される。
The amount of ammonia consumed in the
噴射量決定部102cは、例えば、現時点の第2SCR触媒43におけるアンモニアストレージ量の実際値と目標値の差分を算出し、当該差分に基づいて、第2尿素水噴射装置50Bの尿素水噴射量を決定する。尚、噴射量決定部102cは、例えば、現時点の第2SCR触媒43におけるアンモニアストレージ量の実際値と目標値の差分と、尿素水噴射量とを関連付けた制御マップを用いて、第2尿素水噴射装置50Bの尿素水噴射量を決定する。そして、噴射量決定部102cは、自身が決定した尿素水噴射量となるように、第2尿素水噴射装置50Bの尿素水添加弁51Bに開度指令信号を出力する。
The injection
尚、第2噴射制御部102にて、第2尿素水噴射装置50Bの尿素水噴射量を制御する構成は、上記構成に限らない。第2噴射制御部102は、例えば、エンジン10の運転状態に基づいて、第2SCR触媒43に到来するNOx量に対応するNOx量を推定し、第2尿素水噴射装置50Bの尿素水噴射量を制御するものであってもよい。
The configuration in which the second
但し、第2噴射制御部102は、フィルタ再生制御部103からの指令に基づいて、第2尿素水噴射装置50Bの噴射動作を停止し得るように構成されている。尚、ここで、第2尿素水噴射装置50Bの噴射動作を停止した状態とは、少量の保護噴射のみを実行する状態も含む(以下同じ)。
However, the second
<フィルタ再生制御部103について>
フィルタ再生制御部103は、PMフィルタ42に堆積しているPM堆積量を監視し、当該PM堆積量に基づいて、PMフィルタ42の再生前の準備を行うと共に、PMフィルタ42の再生を実行する。
<About filter
The filter
フィルタ再生制御部103は、例えば、差圧センサ66が示すPMフィルタ42の前後差圧から、PMフィルタ42中に堆積するPMによる圧力損失を算出し、これによって、PMフィルタ42中のPM堆積量を推定する。そして、フィルタ再生制御部103は、PMフィルタ42中のPM堆積量が再生開始基準値以上になった場合、PMフィルタ42の再生を実行する。
For example, the filter
PMフィルタ42を再生する際には、フィルタ再生制御部103は、例えば、エンジン10に対して制御信号を出力して、エンジン10を排ガス昇温モードで動作させる。排ガス昇温モードにおいては、エンジン10は、例えば、インジェクタから噴射する燃料噴射量を増加したり、マルチ噴射を実行したりして、500℃程度まで排ガスを昇温させる。又、エンジン10が排ガスを昇温する手法としては、その他、エンジン10のEGR量を増大させる手法等も用いられる。
When the
但し、フィルタ再生制御部103は、PMフィルタ42の再生を実行させる際には、排ガス温度の上昇に伴い、第2SCR触媒43中のアンモニアが離脱して外気に排出されることを防止するため、PMフィルタ42の再生の開始前(即ち、エンジン10を排ガス昇温モードで動作させる前)に、第2SCR触媒43中のアンモニアのパージが行われるように、第1尿素水噴射装置50A及び第2尿素水噴射装置50Bの噴射動作を制御する。
However, when the filter
図3は、本実施形態に係るフィルタ再生制御部103の動作の一例を示すフローチャートである。尚、図3のフローチャートは、フィルタ再生制御部103がコンピュータプログラムに従って、所定間隔(例えば、100ms間隔)で繰り返し実行する処理である。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the filter
図4は、本実施形態に係る排気浄化装置Uにおける、PMフィルタ42中のPM堆積量と、第2SCR触媒43中のアンモニアをパージするための準備期間との関係の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the amount of PM deposited in the
図5A及び図5Bは、PMフィルタ42中の再生開始前の準備期間における第1SCR触媒41及び第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量の挙動の一例を示す図である。図5Aは、PMフィルタ42中のPM堆積量が準備開始基準値に到達したときに、エンジン10が低負荷運転中の場合における、第1SCR触媒41及び第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量の挙動を示す。図5Bは、PMフィルタ42中のPM堆積量が準備開始基準値に到達したときに、エンジン10が高負荷運転中の場合における、第1SCR触媒41及び第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量の挙動を示す。
5A and 5B are diagrams showing an example of the behavior of the ammonia storage amount of the
図6は、従来技術における第1SCR触媒41及び第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量の挙動の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the behavior of the ammonia storage amount of the
尚、図4、図5A、図5B、図6において、T1は第1尿素水噴射装置50A又は第2尿素水噴射装置50Bの一方における噴射動作を停止させるタイミング(フィルタ再生制御部103が調整期間を開始するタイミング)、T2は第1尿素水噴射装置50A及び第2尿素水噴射装置50Bの両方における噴射動作を停止させるタイミング、T3はPMフィルタ42の再生を開始するタイミングを表す。
In addition, in FIG. 4, FIG. 5A, FIG. 5B, and FIG. 6, T1 is a timing for stopping the injection operation in either the first urea
従来技術においては、PMフィルタ42中のPM堆積量が再生開始基準値(例えば、PMフィルタ42の堆積可能量に対して100%)に到達するまでの間、第1尿素水噴射装置50A及び第2尿素水噴射装置50Bの両方を通常通り動作させている。そして、PMフィルタ42中のPM堆積量が再生開始基準値に到達したことを契機として、第1尿素水噴射装置50A及び第2尿素水噴射装置50Bの両方の動作を停止し、第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量がゼロ%付近になるまで待ち受け、第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量がゼロ%付近になった後、PMフィルタ42の再生の開始する(即ち、エンジン10を排ガス昇温モードで動作させる)。
In the prior art, the first urea
しかしながら、かかる従来技術の制御によっては、図6に示すように、第1尿素水噴射装置50A及び第2尿素水噴射装置50Bの両方の動作を停止した後、第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量がゼロ%付近まで減少するのに長時間を要する。これは、上記したように、従来技術の制御によっては、第1尿素水噴射装置50A及び第2尿素水噴射装置50Bの動作を停止した後、エンジン10から排出される排ガス中のNOxは、第1SCR触媒41にて消費されるため、第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量の減少速度が極めて遅いためである。従って、従来技術の制御によっては、PMフィルタ42の再生開始時のみならず、PMフィルタ42の再生開始前にも多くのNOxが外気に排出されてしまうことになる。加えて、PMフィルタ42の再生開始が遅れることで、PMフィルタ42においてPMが過捕集になり、フィルタ破損を引き起こすリスクも高くなる。
However, depending on the control of the prior art, as shown in FIG. 6, after stopping the operation of both the first urea
そこで、フィルタ再生制御部103は、PMフィルタ42の再生開始前の準備期間におけるNOx排出量を最小限に止めるべく、事前に、第1SCR触媒41又は第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量を減少させておく調整期間(図4、図5A、図5BのT1−T2間)を設けている。
Therefore, the filter
具体的には、フィルタ再生制御部103は、PMフィルタ42中のPM堆積量が、PMフィルタ42の再生開始基準値よりもある程度小さい準備開始基準値に到達したとき、エンジン10が高負荷運転中の場合には、第1尿素水噴射装置50Aによる噴射動作を停止させ、且つ、第2尿素水噴射装置50Bによる噴射動作を継続させた第1状態とし、エンジン10が低負荷運転中の場合には、第2尿素水噴射装置50Bによる噴射動作を停止させ、且つ、第1尿素水噴射装置50Aによる噴射動作を継続させた第2状態とする(タイミングT1)。
Specifically, in the filter
そして、フィルタ再生制御部103は、第1尿素水噴射装置50A又は第2尿素水噴射装置50Bの一方における噴射動作を停止させた後、PMフィルタ42中のPM堆積量が、再生開始基準値に到達した場合、第1尿素水噴射装置50A及び第2尿素水噴射装置50Bの両方における噴射動作を停止させる(タイミングT2)。
Then, after the filter
そして、フィルタ再生制御部103は、第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量が所定値(例えば、ゼロ%付近)まで低下した場合、PMフィルタ42の再生(即ち、エンジン10を排ガス昇温モードで動作させる)を開始する(タイミングT3)。
Then, when the amount of ammonia storage of the
「再生開始基準値」は、例えば、PMフィルタ42の堆積可能量の90%〜100%程度に設定される。又、「準備開始基準値」は、例えば、再生開始基準値よりもPMフィルタ42の堆積可能量を基準として、1%〜15%程度小さい値に設定される。
The “regeneration start reference value” is set to, for example, about 90% to 100% of the depositable amount of the
ここで、調整期間において、エンジン10が高負荷運転中の場合には、第1尿素水噴射装置50Aによる噴射動作を停止させ、且つ、第2尿素水噴射装置50Bによる噴射動作を継続させた第1状態とし、エンジン10が低負荷運転中の場合には、第2尿素水噴射装置50Bによる噴射動作を停止させ、且つ、第1尿素水噴射装置50Aによる噴射動作を継続させた第2状態とするのは、以下の理由からである。
Here, during the adjustment period, when the
エンジン10が低負荷運転(例えば、低速走行)中の場合、排ガスが低温であるため、パージ期間において、第2SCR触媒43のアンモニアをパージするために要する時間も長くなる傾向にある。一方、この場合、排ガス中のNOx量は、比較的少ないため、第1SCR触媒41のみでも、十分、NOx浄化を図ることが可能である。加えて、エンジン10が低負荷運転中の場合には、走行中に、キーオフされる可能性もあり、第1SCR触媒41を空にしてしまうと、低温始動時のNOx浄化率が極めて悪くなる。
When the
かかる制御においては、第1SCR触媒41中のアンモニアは残留する場合が多いが、第1SCR触媒41のアンモニアストレージ量は、ゼロ付近まで減少させる必要はなく、むしろ、第1SCR触媒41中には、アンモニアが残留していた方が望ましい。これは、第1SCR触媒41中のアンモニアは、PMフィルタ42の再生時に脱離しても後段の酸化触媒(ここでは、PMフィルタ42)でNOxに変化されるうえ、当該アンモニアは、PMフィルタ42の再生時に排気浄化装置UのNOx浄化性能を維持するようにも機能するためである。又、PMフィルタ42の再生時には、酸化触媒の上流側の排ガス温度は、酸化触媒の下流側の排ガス温度と比較して低温(例えば、300℃程度)であり、第1SCR触媒41からのアンモニアの脱離量は、比較的少量であるためである。
In such control, ammonia in the
一方、エンジン10が高負荷運転(例えば、高速走行)中の場合、排ガスが高温であるため、第1SCR触媒41には、アンモニアを多くはストレージできない状態となる。又、この場合、パージ期間において、第2SCR触媒43のアンモニアをパージするために要する時間も短時間となる。又、この場合、排ガス中のNOx量が比較的多いため、NOx浄化性能が第1SCR触媒41よりも高い第2SCR触媒43によるNOx浄化機能を発揮させるのが望ましい。加えて、高負荷運転が一定時間継続しているときには、キーオフされる可能性が低いため、第1SCR触媒41を空の状態としておいても問題が生じない。但し、上記したように、第1SCR触媒41のアンモニアストレージ量が多い場合、第1SCR触媒41のアンモニアストレージ量が低下するまでの間、第2SCR触媒43におけるアンモニアパージが進行しないため、パージ期間前までに、第2SCR触媒43を低下させておくのが望ましい。
On the other hand, when the
具体的な動作フローとしては、以下の通りである(図3を参照)。 The specific operation flow is as follows (see FIG. 3).
ステップS1において、フィルタ再生制御部103は、PMフィルタ42中のPM堆積量が準備開始基準値以上か否かを判定する。そして、PMフィルタ42中のPM堆積量が準備開始基準値以上の場合(S1:YES)、ステップS2に処理を進める。一方、PMフィルタ42中のPM堆積量が準備開始基準値未満の場合(S1:NO)、特に処理を実行することなく、図3のフローを終了する。
In step S1, the filter
ステップS2において、フィルタ再生制御部103は、エンジン10が低負荷運転中か否かを判定する。そして、エンジン10が低負荷運転中の場合(S2:YES)、ステップS3に処理を進める。エンジン10が低負荷運転中ではない場合(S2:NO)、ステップS4に処理を進める。尚、フィルタ再生制御部103は、例えば、エンジン10のエンジン回転数及びトルクに基づいて、エンジン10が低負荷運転中か否かを判定する。
In step S2, the filter
ステップS3において、フィルタ再生制御部103は、第1尿素水噴射装置50Aの噴射動作を継続させ、第2尿素水噴射装置50Bの噴射動作を停止させる。つまり、フィルタ再生制御部103は、第1噴射制御部101に対しては制御をそのまま継続させ、第2噴射制御部102に対しては噴射動作を停止するように指令する。
In step S3, the filter
ステップS4において、フィルタ再生制御部103は、第1尿素水噴射装置50Aの噴射動作を停止させ、第2尿素水噴射装置50Bの噴射動作を継続させる。つまり、フィルタ再生制御部103は、第1噴射制御部101に対しては噴射動作を停止するように指令し、第2噴射制御部102に対しては制御をそのまま継続させる。
In step S4, the filter
ステップS5において、フィルタ再生制御部103は、PMフィルタ42中のPM堆積量が再生開始基準値以上か否かを判定する。そして、フィルタ再生制御部103は、PMフィルタ42中のPM堆積量が再生開始基準値以上になっている場合(S5:YES)、ステップS6に処理を進め、PMフィルタ42中のPM堆積量が再生開始基準値未満である場合(S5:NO)、特に処理を実行することなく、図3のフローチャートを終了する。
In step S5, the filter
尚、ここで、PMフィルタ42中のPM堆積量が再生開始基準値未満である場合(S5:NO)に、図3のフローチャートを終了する構成としているのは、PMフィルタ42中のPM堆積量が準備開始基準値以上で且つ再生開始基準値未満のときに、エンジン10の運転状態が変化した際に、第1尿素水噴射装置50A及び第2尿素水噴射装置50Bの動作状態も変化させるためである。
Here, when the amount of PM deposited in the
ステップS6において、フィルタ再生制御部103は、第1尿素水噴射装置50Aの噴射動作を停止させ、且つ、第2尿素水噴射装置50Bの噴射動作を停止させる。
In step S6, the filter
ステップS7において、フィルタ再生制御部103は、第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量が所定値(例えば、ストレージ可能量の1%)以下まで減少しているか否かを判定する。そして、フィルタ再生制御部103は、第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量が所定値以下まで減少することを待ち受け(S7:NO)、第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量が所定値以下まで減少した場合(S7:YES)、ステップS8に処理を進める。
In step S7, the filter
ステップS8において、フィルタ再生制御部103は、エンジン10に対して排ガス昇温モードで動作するように指令し、PMフィルタ42の再生を実行する。
In step S8, the filter
以上のようなフローにより、PMフィルタ42の再生を行う。尚、図示しないが、PMフィルタ42の再生が終了した後には、フィルタ再生制御部103は、第1尿素水噴射装置50A及び第2尿素水噴射装置50Bにおける噴射動作を再開させる。
The
次に、図5A及び図5Bを参照して、本実施形態に係るPMフィルタ42の再生前の準備期間における、第1SCR触媒41及び第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量の挙動を示す。
Next, with reference to FIGS. 5A and 5B, the behavior of the ammonia storage amount of the
エンジン10が低負荷運転中の場合、調整期間においては、第2尿素水噴射装置50Bによる噴射動作が停止し、且つ、第1尿素水噴射装置50Aによる噴射動作が継続した状態となる。このとき、第1SCR触媒41のアンモニアストレージ量は、高い値に維持される一方で、第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量は、漸次減少する。そして、パージ期間に入る際には、第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量は、調整期間前よりも低下することになる(図5Aを参照)。
When the
調整期間においては、エンジン10から排出されるNOxは、第1SCR触媒41に還元浄化されるため、外気に排出されるNOx量は、極めて少量である。
During the adjustment period, the NOx discharged from the
そして、パージ期間に入り、第1尿素水噴射装置50Aによる噴射動作も停止した場合、第1SCR触媒41のアンモニアストレージ量の減少と共に、第2SCR触媒43中のアンモニアは、短時間でパージされる。
Then, when the purging period is entered and the injection operation by the first urea
一方、エンジン10が高負荷運転中の場合、調整期間においては、第1尿素水噴射装置50Aによる噴射動作が停止し、且つ、第2尿素水噴射装置50Bによる噴射動作が継続した状態となる。このとき、第2SCR触媒43のアンモニアストレージ量は、高い値に維持される一方で、第1SCR触媒41のアンモニアストレージ量は、比較的短時間で減少する(図5Bを参照)。
On the other hand, when the
調整期間においては、エンジン10が高負荷運転中であるため、エンジン10から排出されるNOx量は、比較的多量となる。しかしながら、第2SCR触媒43のNOx還元性能は、第1SCR触媒41のNOx還元性能よりも高いため、調整期間においても、排気浄化装置U全体としては、高いNOx浄化率を維持することが可能となる。
During the adjustment period, since the
そして、パージ期間に入り、第2尿素水噴射装置50Bによる噴射動作が停止される。このとき、第1SCR触媒41のアンモニアストレージ量は、少量であり、エンジン10から排出されるNOxの大部分は、第2SCR触媒43に消費されることになる。これにより、第2SCR触媒43中のアンモニアは、第1SCR触媒41及び第2SCR触媒43の両方のアンモニアをパージする際に要する時間と比較して、短時間でパージされる。
Then, the purge period is entered, and the injection operation by the second urea water injection device 50B is stopped. At this time, the amount of ammonia storage of the
[効果]
以上のように、本実施形態に係る排気浄化装置Uは、PMフィルタ42中のPM堆積量が、準備開始基準値に到達したとき、エンジン10が高負荷運転中の場合には、第1尿素水噴射装置50Aによる噴射動作を停止させ、且つ、第2尿素水噴射装置50Bによる噴射動作を継続させた第1状態として、一方、エンジン10が低負荷運転中の場合には、第2尿素水噴射装置50Bによる噴射動作を停止させ、且つ、第1尿素水噴射装置50Aによる噴射動作を継続させた第2状態とする。
[effect]
As described above, in the exhaust purification device U according to the present embodiment, when the amount of PM accumulated in the
従って、本実施形態に係る排気浄化装置Uによれば、SCR触媒(特に、第2SCR触媒43)から外気へのアンモニアの排出を抑制しながら、PMフィルタ42の再生開始前に排出するNOx量を最小限に止めることができる。又、本実施形態に係る排気浄化装置Uによれば、PMフィルタ42再生中においても、第1SCR触媒41にアンモニアが吸着した状態を保持できるため(特に、第2SCR触媒43中のアンモニアストレージ量のみを先に減少させる場合)、PMフィルタ42再生中に排出するNOx量をも低減することが可能となる。
Therefore, according to the exhaust gas purification device U according to the present embodiment, the amount of NOx discharged before the start of regeneration of the
(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be considered.
例えば、上記実施形態では、フィルタ再生制御部103の一例として、PMフィルタ42中のPM堆積量が、再生開始基準値に到達した場合、第1尿素水噴射装置50A及び第2尿素水噴射装置50Bの両方における噴射動作を停止させる態様を示した。但し、上記したように、PMフィルタ42を再生している際、第1SCR触媒41中に残留するアンモニアは、問題とならない。かかる観点から、本発明においては、PMフィルタ42中のPM堆積量が、再生開始基準値に到達した後にも、第1尿素水噴射装置50Aについては、噴射動作を継続(又は再開)していてもよい。
For example, in the above embodiment, as an example of the filter
又、上記実施形態では、フィルタ再生制御部103の一例として、第1SCR触媒41のアンモニアストレージ量に基づいて、パージ期間の時間幅を設定する態様を示した。しかしながら、本発明において、パージ期間の時間幅の設定態様は、種々に変更可能であり、例えば、予め設定した時間幅であってもよい。
Further, in the above embodiment, as an example of the filter
又、上記実施形態では、各種センサの一例として、第1NOxセンサ61、第2NOxセンサ62、第1温度センサ63、第2温度センサ64、及び、流量センサ65を示した。但し、ECU100が排気管30を通流する排ガスの状態、第1SCR触媒41の状態、及び、第2SCR触媒43の状態等を検出する手法は、任意であって、他のセンサのセンサ値を用いて演算処理により、間接的に求められてもよい。
Further, in the above embodiment, as an example of various sensors, a
又、上記実施形態では、排気浄化装置Uの適用対象の一例として、車両を示したが、排気浄化装置Uの適用対象は、これに限定されない。例えば、排気浄化装置Uは、発電機、建設機械、船舶等に適用されてもよい。 Further, in the above embodiment, the vehicle is shown as an example of the application target of the exhaust gas purification device U, but the application target of the exhaust gas purification device U is not limited to this. For example, the exhaust gas purification device U may be applied to a generator, a construction machine, a ship, or the like.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above.
本開示に係る排気浄化装置によれば、PMフィルタの再生を行う際に排出されるNOx量を低減することが可能である。 According to the exhaust gas purification device according to the present disclosure, it is possible to reduce the amount of NOx emitted when the PM filter is regenerated.
U 排気浄化装置
10 エンジン
20 吸気管
30 排気管
41 第1SCR触媒
42 PMフィルタ
43 第2SCR触媒
50A 第1尿素水噴射装置
50B 第2尿素水噴射装置
51A、51B 尿素水添加弁
52A、52B 尿素水タンク
53A、53B サプライポンプ
61 第1NOxセンサ
62 第2NOxセンサ
63 第1温度センサ
64 第2温度センサ
65 流量センサ
66 差圧センサ
100 ECU(制御装置)
101 第1噴射制御部
102 第2噴射制御部
103 フィルタ再生制御部
U
101 1st
Claims (6)
前記排気管内の前記第1SCR触媒の上流側で、尿素水を噴射する第1尿素水噴射装置と、
前記排気管内の前記第2SCR触媒と前記PMフィルタとの間で、尿素水を噴射する第2尿素水噴射装置と、
前記第1及び第2尿素水噴射装置それぞれを制御すると共に、前記PMフィルタの再生時期を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記PMフィルタ中のPM堆積量が、前記PMフィルタの再生開始基準値よりも小さい準備開始基準値に到達したとき、
前記内燃機関が高負荷運転中の場合、前記第1尿素水噴射装置による噴射動作を停止させ、且つ、前記第2尿素水噴射装置による噴射動作を継続させた第1状態にて、前記PMフィルタ中のPM堆積量が、前記再生開始基準値に到達するまで待ち受け、
前記内燃機関が低負荷運転中の場合、前記第2尿素水噴射装置による噴射動作を停止させ、且つ、前記第1尿素水噴射装置による噴射動作を継続させた第2状態にて、前記PMフィルタ中のPM堆積量が、前記再生開始基準値に到達するまで待ち受ける、
排気浄化装置。 A first SCR catalyst, a PM filter, and a second SCR catalyst arranged in order from the upstream side to the downstream side in the exhaust pipe of the internal combustion engine.
A first urea water injection device that injects urea water on the upstream side of the first SCR catalyst in the exhaust pipe,
A second urea water injection device that injects urea water between the second SCR catalyst and the PM filter in the exhaust pipe, and a second urea water injection device.
A control device that controls each of the first and second urea water injection devices and also controls the regeneration timing of the PM filter.
With
When the amount of PM deposited in the PM filter reaches a preparation start reference value smaller than the regeneration start reference value of the PM filter, the control device is used.
When the internal combustion engine is in high-load operation, the PM filter is in the first state in which the injection operation by the first urea water injection device is stopped and the injection operation by the second urea water injection device is continued. Wait until the PM accumulation amount in the medium reaches the regeneration start reference value.
When the internal combustion engine is in low load operation, the PM filter is in a second state in which the injection operation by the second urea water injection device is stopped and the injection operation by the first urea water injection device is continued. Wait until the PM accumulation amount in the medium reaches the regeneration start reference value.
Exhaust purification device.
請求項1に記載の排気浄化装置。 When the control device controls the first and second urea water injection devices to the first state or the second state, and then the amount of PM deposited in the PM filter reaches the regeneration start reference value. , Stops the injection operation in both the first and second urea water injection devices.
The exhaust purification device according to claim 1.
請求項2に記載の排気浄化装置。 The control device stops the injection operation in both the first and second urea water injection devices, reduces the amount of ammonia storage of the second SCR catalyst to a predetermined value or less, and then puts the internal combustion engine into an exhaust gas temperature raising mode. To drive with
The exhaust purification device according to claim 2.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の排気浄化装置。 After finishing the regeneration of the PM filter, the control device restarts the injection operation of both the first and second urea water injection devices.
The exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の排気浄化装置。 The control device executes the regeneration of the PM filter with the ammonia in the first SCR catalyst remaining.
The exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 4.
A vehicle having the exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 5.
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