JP5118460B2 - 排気浄化装置 - Google Patents
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Description
このような排気浄化装置では、アンモニアをアンモニア選択還元型NOx触媒に供給するために、アンモニアに比べて取り扱いが容易な尿素水を排気中に供給するのが一般的である。例えば特許文献1に記載された排気浄化装置では、尿素タンク内に貯留した尿素水を尿素水インジェクタによりアンモニア選択還元型NOx触媒の上流側の排気中に噴射するように構成している。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、尿素水タンク内の尿素水の過度な温度上昇を防止することが可能な排気浄化装置を提供することにある。
本発明においては、排気浄化装置がシステム異常に陥る以前の段階、即ち、尿素水の温度が尿素水タンク内でのアンモニアの生成を抑制可能な補充要求温度を越えたと判定した時点で、制御手段により運転者に対して尿素水の補充が要求される。従って、この尿素水の補充要求に呼応して運転者により尿素水タンクに尿素水が補充されることから、尿素水タンク内の尿素水の過度な温度上昇が未然に防止され、システム異常による排気浄化装置の作動停止に伴う不具合、例えば排ガス特性の悪化や運転者に対する走行制限等を回避可能となる。
一方、尿素水の温度が上記補充要求温度を越えたときに、検出された尿素水の貯留量がフェイル判定貯留量を越えていれば、尿素水の温度上昇が尿素水タンクでの尿素水の不足以外の要因、即ち、排気浄化装置のシステム異常に起因するものと推測できる。よって、請求項1において述べた尿素水温度がフェイル判定温度を越えて排気浄化装置が作動停止される以前の段階でシステム異常の判定が下され、より早期に運転者へのシステム異常の警告や排気浄化装置の作動停止等の対処が行われる。
従って、尿素水タンク内の尿素水は常に60〜70℃の間に設定された温度以下に抑制されて、アンモニアの生成が防止される。
請求項3の発明の排気浄化装置によれば、請求項1に加えて、尿素水タンク内の尿素水を常に60〜70℃の間に設定された温度以下に抑制でき、もってアンモニアの生成を確実に防止することができる。
以下、図面に基づき本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の排気浄化装置が適用された4気筒のディーゼルエンジン(以下、エンジンという)の全体構成図を示しており、図1に基づき本発明に係る排気浄化装置の構成を説明する。
吸気通路6にはターボチャージャ8が装備されており、図示しないエアクリーナから吸入された吸気は、吸気通路6からターボチャージャ8のコンプレッサ8aへと流入し、コンプレッサ8aで過給された吸気はインタークーラ10及び吸気絞り弁12を介して吸気マニホールド14に導入される。また、吸気通路6のコンプレッサ8aより上流側には、エンジン1への吸入空気流量を検出するための吸気量センサ16が設けられている。
排気管20はターボチャージャ8のタービン8bを経た後、排気絞り弁26を介して排気後処理装置28に接続されている。また、タービン8bの回転軸はコンプレッサ8aの回転軸と連結されており、タービン8bが排気管20内を流動する排気を受けてコンプレッサ8aを駆動するようになっている。
一方、車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM,RAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタ等を備えたECU(電子制御ユニット)72が設置されている。ECU21の入力側には、エンジン1の各気筒のインジェクタ4、吸気絞り弁12、EGR弁22、排気絞り弁26、尿素水インジェクタ44、尿素水供給ポンプ52等のデバイス類が接続され、ECU72の出力側には、尿素水レベルセンサ68、尿素水温度センサ70、運転席に設けられた尿素水の補充要求のための補充要求警告灯74、同じく運転席に設けられた排気浄化装置のシステム異常を警告するための異常警告灯76等のセンサ類が接続されている。
まず、ステップS2で尿素水温度センサ70により検出された尿素水の温度Tが予め設定されたフェイル判定温度Tfを越えているか否かを判定し、判定がNo(否定)のときにはステップS4に移行する。ステップS4では尿素水温度センサ70により検出された尿素水の温度Tが予め設定された補充要求温度T0を越えているか否かを判定し、判定がNoのときには一旦ルーチンを終了する。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は上記第1実施形態に対してECU72の処理内容を変更したものであり、その他の図1に示す全体構成等は共通している。そこで、共通する構成の箇所は同一部材番号を付して説明を省略し、相違点を重点的に述べる。
以上のように本実施形態の排気浄化装置では、尿素水の温度Tが補充要求温度T0を越え、且つ尿素水の液面レベルHがフェイル判定貯留量H0を越えているときには、排気浄化装置のシステム異常の判定を下して運転者への警告を行っている。このようなシステム異常が発生すると、たとえ尿素水を補充したとしても尿素水の温度上昇は解消できず、何れかの時点でフェイル判定温度T0に基づき同様の判断が下されるのであるが、本実施形態では、より早期の時点でシステム異常の判定が下されて運転者への警告が行われる。そして、この時点では排気浄化装置の作動を停止させていないことからSCR触媒40によるNOx浄化機能が支障なく発揮されており、良好な排ガス特性を維持したまま整備工場まで車両を走行させることができる。
例えば、上記実施形態では、尿素水インジェクタ44により尿素水のみを排気中に噴射するようにしたが、圧縮空気と共に尿素水を排気中に噴射するようにした尿素水インジェクタを用いる場合であっても、駆動用ソレノイドが尿素水インジェクタに組み込まれたタイプの尿素水インジェクタを用い、尿素水で尿素水インジェクタの冷却を行うようにする場合には、同様に本願発明を適用することが可能である。
30 上流側ケーシング(排気通路)
34 下流側ケーシング(排気通路)
40 SCR触媒(アンモニア選択還元型NOx触媒)
44 尿素水インジェクタ
50 尿素水タンク
68 尿素水レベルセンサ(貯留量検出手段)
70 尿素水温度センサ(温度検出手段)
72 ECU(制御手段)
Claims (3)
- エンジンの排気通路に配設され、アンモニアを還元剤として排ガスに含まれるNOxを選択還元するアンモニア選択還元型NOx触媒と、
尿素水を貯留する尿素水タンクと、
駆動用ソレノイドが組み込まれて上記排気通路に設けられ、上記尿素水タンクから供給された尿素水の一部を、上記アンモニア選択還元型NOx触媒の上流側の排気中に噴射すると共に、上記尿素水の残部を上記尿素水タンクに戻す尿素水インジェクタと、
上記尿素水タンク内の尿素水の温度を検出する温度検出手段と、
上記尿素水インジェクタを駆動制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記温度検出手段により検出された尿素水の温度が、上記尿素水タンク内でのアンモニアの生成を抑制可能な温度として予め設定された補充要求温度を越えたときに、運転者に対して上記尿素水タンクへの尿素水の補充を要求することを特徴とする排気浄化装置。 - 上記尿素水タンク内の尿素水の貯留量を検出する貯留量検出手段をさらに備え、
上記制御手段は、上記尿素水の温度が上記補充要求温度を越えたときに、上記貯留量検出手段により検出された尿素水の貯留量と、最も温度上昇し易い運転条件において尿素水の温度を上記補充要求温度以下に抑制可能な貯留量として予め設定されたフェイル判定貯留量とを比較し、検出された貯留量が上記フェイル判定貯留量以下のときに運転者に対して上記尿素水タンクへの尿素水の補充を要求し、検出された貯留量が上記フェイル判定貯留量を越えているときにはシステム異常の判定を下すことを特徴とする請求項1記載の排気浄化装置。 - 上記補充要求温度は60〜70℃の間の温度に設定されることを特徴とする請求項1に記載の排気浄化装置。
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