JP4804242B2 - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
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Description
請求項3記載の発明では、前記詰まり判定手段により還元剤供給系に詰まりが発生したと判定されたときに、前記ポンプを一時的に作動させてポンプ下流かつ流量制御弁上流における液体還元剤を昇圧させた状態で、前記流量制御弁を所定時間強制的に開弁させる強制開弁手段を備えたことを特徴とする。
請求項5記載の発明では、前記強制開弁手段により流量制御弁が所定時間強制的に開弁されている間に、前記ポンプ下流かつ流量制御弁上流に残存する液体還元剤の圧力が所定圧力以上低下したときに、前記還元剤供給系に発生した詰まりが解消したと判定する解消判定手段を備えたことを特徴とする。
請求項7記載の発明では、前記強制開弁手段の連続起動回数が所定回数以上となったときに、前記還元剤供給系に詰まりが発生した旨を報知する報知手段を備えたことを特徴とする。
請求項3記載の発明によれば、還元剤供給系に詰まりが発生したと判定されたときには、ポンプを一時的に作動させてポンプ下流かつ流量制御弁上流における液体還元剤を昇圧させた状態で流量制御弁を所定時間開弁させ、還元剤供給系に液体還元剤を流通させようとする。このため、還元剤供給系に液体還元剤の成分が析出して詰まりが発生したときには、これが液体還元剤により溶解されるので、その詰まりを解消させることができる。
請求項5記載の発明によれば、流量制御弁が所定時間強制的に開弁されている間に、ポンプ下流かつ流量制御弁上流に残存する液体還元剤の圧力が所定圧力以上低下すると、還元剤供給系に発生した詰まりが解消したと判定することができる。
請求項7記載の発明によれば、ポンプ下流かつ流量制御弁上流における液体還元剤を昇圧させた状態で流量制御弁を所定時間開弁させる制御が所定回数以上繰り返し実行されたときには、還元剤供給系に詰まりが発生した旨が報知される。このため、例えば、その詰まりは異物に起因するものである可能性があるので、洗浄などの処理を行うべきことを知らしめることができる。
図1は、液体還元剤の前駆体たる尿素水溶液を使用し、エンジン排気中のNOxを還元反応により浄化する排気浄化装置の全体構成を示す。
エンジン10の排気マニフォールド12に接続された排気管14には、排気流通方向に沿って、一酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2)へと酸化させる窒素酸化触媒16と、尿素水溶液を噴射供給する噴射ノズル18と、尿素水溶液を加水分解して得られるアンモニアを使用してNOxを還元浄化するNOx還元触媒20と、NOx還元触媒20を通過したアンモニアを酸化させるアンモニア酸化触媒22と、が夫々配設される。
通常の排気浄化処理においては、流量制御弁32Aを介して尿素水溶液の噴射量を制御可能とすべく、エンジン運転状態に応じて電動ポンプ28Aが適宜制御され、その下流における尿素水溶液の圧力が略一定に保持されている。そして、電動ポンプ28Aを一時的に停止させると、その下流かつ流量制御弁32A上流に残存する尿素水溶液のみが噴射供給に資されることとなる。このとき、還元剤供給系に詰まりが発生していなければ、図3に示すように、尿素水溶液の圧力は、エンジン運転状態に応じた噴射量(演算値)を逐次積算した累積噴射量が増加するにつれて規則性をもって低下する。一方、還元剤供給系に詰まりが発生していれば、噴射ノズル18から実際に噴射供給される尿素水溶液は極僅か又は皆無であるため、同図に示すように、尿素水溶液の圧力は、累積噴射量が増加しても極僅かしか低下しない。このため、電動ポンプ28Aを一時的に停止させてから累積噴射量が所定量に達するまでに、尿素水溶液が所定圧力以上低下したか否かによって、還元剤供給系に詰まりが発生したか否かを間接的かつ高精度に判定することができる。
ステップ2では、ポンプモジュール28に内蔵された圧力センサ28Eから圧力pを読み込み、電動ポンプ28Aを停止させた時点からの尿素水溶液の圧力低下(p0−p)が所定圧力A1未満であるか否かを判定する。そして、圧力低下が所定圧力A1未満であればステップ3へと進む一方(Yes)、圧力低下が所定圧力A1以上であれば還元剤供給系に詰まりが発生していないと判定してステップ14へと進む(No)。
ステップ4では、ポンプモジュール28に内蔵された電動ポンプ28Aを一時的に作動させ、還元剤タンク24に貯蔵される尿素水溶液を圧送することで、プレッシャホース30内の尿素水溶液の圧力を所定圧力p0まで昇圧させる。
ステップ7では、ポンプモジュール28に内蔵された圧力センサ28Eから圧力pを読み込み、尿素水溶液を所定圧力p0まで昇圧させた時点からの尿素水溶液の圧力低下(p0−p)が所定圧力A2未満であるか否かを判定する。そして、圧力低下が所定圧力A2未満であればステップ8へと進む一方(Yes)、圧力低下が所定圧力A2以上であれば還元剤供給系に発生した詰まりが解消したと判定してステップ13へと進む(No)。
ステップ10では、カウンタ値が所定回数N以上となったか否かを判定する。そして、カウンタ値が所定回数N以上となったならばステップ11へと進む一方(Yes)、カウンタ値が所定回数N未満であればステップ4へと戻る(No)。
ステップ12では、排気温度Tが所定温度C未満であるので、排気系に尿素が析出されることを抑制すべく、添加モジュール32に内蔵された流量制御弁32Aを強制的に閉弁させた後、ステップ8へと進む。
ステップ14では、還元剤供給系に詰まりが発生していない、又は、還元剤供給系に発生した詰まりが解消したので、通常の排気浄化処理に復帰すべく、ポンプモジュール28に内蔵された電動ポンプ28Aを作動させる。
14 排気管
18 噴射ノズル
20 NOx還元触媒
24 還元剤タンク
26 サクションホース
28 ポンプモジュール
28A 電動ポンプ
28E 圧力センサ
30 プレッシャホース
32 添加モジュール
32A 流量制御弁
34 添加ホース
36 還元剤添加ECU
38 排気温度センサ
Claims (7)
- エンジン排気系に配設され、排気中の窒素酸化物を還元浄化する還元触媒と、
液体還元剤を貯蔵する還元剤タンクと、
前記還元剤タンクに貯蔵された液体還元剤を吸い込んで圧送するポンプと、
前記ポンプから圧送された液体還元剤の流量を制御する流量制御弁と、
前記流量制御弁により流量が制御された液体還元剤を還元触媒の排気上流に噴射供給する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルから噴射供給される液体還元剤の噴射量をエンジン運転状態に基づいて演算する噴射量演算手段と、
前記ポンプを一時的に停止させてから、前記噴射量演算手段により演算された噴射量を逐次積算した累積噴射量が所定量に達するまでに、前記ポンプ下流かつ流量制御弁上流に残存する液体還元剤の圧力が所定圧力以上低下しないときに、該ポンプ下流に位置する還元剤供給系に詰まりが発生したと判定する詰まり判定手段と、
を含んで構成されたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 前記詰まり判定手段は、エンジン始動後所定時間ごとに起動されることを特徴とする請求項1記載のエンジンの排気浄化装置。
- 前記詰まり判定手段により還元剤供給系に詰まりが発生したと判定されたときに、前記ポンプを一時的に作動させてポンプ下流かつ流量制御弁上流における液体還元剤を昇圧させた状態で、前記流量制御弁を所定時間強制的に開弁させる強制開弁手段を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置。
- 前記強制開弁手段は、排気温度が所定温度以上であるときのみ、前記流量制御弁を強制的に開弁させることを特徴とする請求項3記載のエンジンの排気浄化装置。
- 前記強制開弁手段により流量制御弁が所定時間強制的に開弁されている間に、前記ポンプ下流かつ流量制御弁上流に残存する液体還元剤の圧力が所定圧力以上低下したときに、前記還元剤供給系に発生した詰まりが解消したと判定する解消判定手段を備えたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のエンジンの排気浄化装置。
- 前記強制開弁手段は、前記解消判定手段により還元剤供給系に発生した詰まりが解消したと判定されるまで、繰り返し起動されることを特徴とする請求項5記載のエンジンの排気浄化装置。
- 前記強制開弁手段の連続起動回数が所定回数以上となったときに、前記還元剤供給系に詰まりが発生した旨を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項6記載のエンジンの排気浄化装置。
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