JP5471832B2 - SCR system - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの排ガス中のNOxを尿素水を用いて還元するSCRシステムに関するものである。 The present invention relates to an SCR system for reducing NOx in exhaust gas of an engine using urea water.
ディーゼルエンジンの排気ガス中のNOxを浄化するための排ガス浄化システムとして、SCR(Selective Catalytic Reduction;選択還元触媒)装置を用いたSCRシステムが開発されている。 As an exhaust gas purification system for purifying NOx in exhaust gas of a diesel engine, an SCR system using an SCR (Selective Catalytic Reduction) device has been developed.
このSCRシステムは、尿素水をSCR装置の排気ガス上流に供給し、排気ガスの熱でアンモニアを生成し、このアンモニアによって、SCR触媒上でNOxを還元して浄化するものである(例えば、特許文献1参照)。 This SCR system supplies urea water upstream of the exhaust gas of the SCR device, generates ammonia by the heat of the exhaust gas, and reduces and purifies NOx on the SCR catalyst by this ammonia (for example, patents) Reference 1).
SCRシステムでは、SCR触媒に吸蔵されているアンモニアのストレージ量と、排気ガス中のNOx濃度とに基づいて、尿素水の噴射量を制御するようになっている。 In the SCR system, the injection amount of urea water is controlled based on the storage amount of ammonia stored in the SCR catalyst and the NOx concentration in the exhaust gas.
また、エンジンの排気管には、排気ガス中のPM(Particulate Matter)を捕集するDPF(Diesel Particulate Filter)が設けられる。SCR装置は、DPFの下流側の排気管に設けられる。 Further, a DPF (Diesel Particulate Filter) for collecting PM (Particulate Matter) in the exhaust gas is provided in the exhaust pipe of the engine. The SCR device is provided in the exhaust pipe downstream of the DPF.
DPFを搭載した車両では、DPFの詰まりを防止するために、DPFに捕集したPMを燃焼してDPFを再生するDPF再生が行われる。DPF再生時には、燃料噴射制御等により排気ガスを高温(例えば500〜600℃程度)にしてPMを燃焼させるため、DPF再生時には、SCR装置にも高温の排気ガスが流入する。 In a vehicle equipped with a DPF, in order to prevent clogging of the DPF, DPF regeneration is performed in which PM collected in the DPF is burned to regenerate the DPF. When the DPF is regenerated, the exhaust gas is heated to a high temperature (for example, about 500 to 600 ° C.) to burn the PM by fuel injection control or the like. Therefore, the high temperature exhaust gas also flows into the SCR device during the DPF regeneration.
ところで、SCR触媒は、SCR触媒の温度が高くなるほど、SCR触媒に吸蔵できるアンモニアのストレージ量(以下、ストレージ容量という)が低下するという特性を有しており、SCR触媒の温度が350℃以上になると、ストレージ容量はほぼゼロになる。 By the way, the SCR catalyst has a characteristic that the storage amount of ammonia that can be stored in the SCR catalyst (hereinafter referred to as storage capacity) decreases as the temperature of the SCR catalyst increases, and the temperature of the SCR catalyst exceeds 350 ° C. As a result, the storage capacity becomes almost zero.
よって、SCR触媒で多量のアンモニアをストレージしている状態でDPF再生を行うと、SCR触媒の温度が急激に上昇してSCR触媒のストレージ容量が低下し、SCR触媒に吸蔵されていたアンモニアがSCR装置の下流に流出して大気中に放出される、所謂アンモニアスリップという現象が発生する。 Therefore, when DPF regeneration is performed in a state where a large amount of ammonia is stored in the SCR catalyst, the temperature of the SCR catalyst suddenly rises and the storage capacity of the SCR catalyst decreases, and the ammonia stored in the SCR catalyst is reduced. A so-called ammonia slip phenomenon occurs that flows downstream from the apparatus and is released into the atmosphere.
このアンモニアスリップを防止するため、従来のSCRシステムでは、DPF再生を行う際に、DPF再生に先立ち、尿素水の噴射を停止してSCR触媒が吸蔵しているアンモニアのストレージ量を低下させる協調制御が行われる。 In order to prevent this ammonia slip, in the conventional SCR system, when performing DPF regeneration, prior to DPF regeneration, cooperative control that stops the injection of urea water and reduces the storage amount of ammonia stored in the SCR catalyst. Is done.
協調制御では、SCR触媒が吸蔵しているアンモニアのストレージ量の計算値(以下、計算ストレージ量という)を求め、この計算ストレージ量が所定の閾値(以下、協調制御閾値という)以下となったときに、DPF再生を開始するようにされる。 In cooperative control, when a calculated value of the storage amount of ammonia stored in the SCR catalyst (hereinafter referred to as “calculated storage amount”) is obtained, and this calculated storage amount falls below a predetermined threshold (hereinafter referred to as “cooperative control threshold”). Then, DPF regeneration is started.
協調制御に用いる協調制御閾値は、SCR装置の入口における排気ガス温度(SCR入口温度)と、排気ガス流量で参照される協調制御閾値マップにより決定される。 The cooperative control threshold used for the cooperative control is determined by the exhaust gas temperature (SCR inlet temperature) at the inlet of the SCR device and the cooperative control threshold map referred to by the exhaust gas flow rate.
計算ストレージ量は、尿素水の噴射によりSCR触媒に貯留されるアンモニアの量と、NOxを浄化するのに用いられたアンモニアの量の収支を計算することにより算出され、具体的には、尿素水の噴射量、SCR触媒の温度、排気ガス流量、SCR装置の上流側の排気ガス中のNOx濃度、エンジンパラメータなどを基に算出される。 The calculated storage amount is calculated by calculating the balance between the amount of ammonia stored in the SCR catalyst by the injection of urea water and the amount of ammonia used to purify NOx. , The temperature of the SCR catalyst, the exhaust gas flow rate, the NOx concentration in the exhaust gas upstream of the SCR device, the engine parameters, and the like.
計算ストレージ量を算出する際に用いるSCR触媒の温度については、協調制御のためだけにSCR装置に温度センサを設けることは経済的でないため、SCR装置の入口における排気ガス温度(SCR入口温度)で近似するようにしている。 As for the temperature of the SCR catalyst used when calculating the calculated storage amount, it is not economical to provide a temperature sensor in the SCR device only for cooperative control, so the exhaust gas temperature at the inlet of the SCR device (SCR inlet temperature) I try to approximate it.
しかしながら、上述の協調制御を行った後にDPF再生を行った場合であっても、環境条件によっては、DPF再生時にアンモニアスリップが発生してしまうことが分かった。 However, even when DPF regeneration is performed after performing the above-described cooperative control, it has been found that ammonia slip may occur during DPF regeneration depending on environmental conditions.
より具体的には、本発明者らは、外気温が高い(例えば20℃)場合にはアンモニアスリップが発生しないものの、外気温が低い(例えば−18℃)場合には、DPF再生時にアンモニアスリップが発生してしまうことを見出した。 More specifically, the present inventors do not generate ammonia slip when the outside air temperature is high (for example, 20 ° C.), but do not generate ammonia slip when the outside air temperature is low (for example, −18 ° C.). Has been found to occur.
この原因について検討した結果、本発明者らは、外気温が低い場合には、計算ストレージ量を算出する際に用いているSCR入口温度と、実際のSCR触媒の温度の乖離が大きくなり、実際にはSCR触媒にアンモニアが残っているにも拘わらずDPF再生が行われ、結果的にSCR触媒に残存していたアンモニアが放出されてアンモニアスリップが発生していることを見出した。 As a result of examining this cause, the present inventors have found that when the outside air temperature is low, the difference between the SCR inlet temperature used to calculate the calculated storage amount and the actual SCR catalyst temperature increases, It was found that DPF regeneration was performed even though ammonia remained in the SCR catalyst, and as a result, ammonia remaining in the SCR catalyst was released and ammonia slip occurred.
本発明は上記事情に鑑み為されたもので、DPF再生時のアンモニアスリップを防止することが可能なSCRシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an SCR system capable of preventing ammonia slip during DPF regeneration.
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、エンジンの排気管に、排気ガス中の粒子状物質を捕集するDPF(ディーゼルパティキュレートフィルター)を設けた車両に搭載され、前記DPFの上流側または下流側の前記排気管に設けられたSCR(選択還元触媒)装置と、前記SCR装置の上流側で尿素水を噴射する尿素水噴射手段と、前記排気管に設けられたNOxセンサと、前記SCR装置の上流側に設けられ、前記SCR装置の入口での排気ガス温度であるSCR入口温度を検出する排気温度センサと、前記排気温度センサが検出したSCR入口温度を用いて、前記SCR装置に吸蔵されているアンモニアのストレージ量である計算ストレージ量を算出する計算ストレージ量演算部と、前記計算ストレージ量演算部で算出した計算ストレージ量と、前記NOxセンサで検出したNOx濃度とに応じて、尿素水噴射量を制御する尿素水噴射制御部と、DPF再生を行う際に、DPF再生に先立ち尿素水の噴射を停止し、計算ストレージ量が協調制御閾値以下となったときに、DPF再生を開始させる協調制御を行う協調制御部と、SCR入口温度と排気ガス流量で参照される協調制御閾値マップと、を備えたSCRシステムにおいて、外気温検出手段と、前記協調制御閾値マップで得た協調制御閾値を、前記排気温度センサと前記外気温検出手段とに基づいて補正する協調制御閾値補正部と、を備え、前記協調制御部は、計算ストレージ量が補正後の協調制御閾値以下となったときに、DPF再生を開始させるように構成したSCRシステムである。 The present invention was devised to achieve the above object, and is mounted on a vehicle provided with a DPF (diesel particulate filter) that collects particulate matter in exhaust gas in an exhaust pipe of an engine. SCR (selective reduction catalyst) device provided in the exhaust pipe upstream or downstream of the DPF, urea water injection means for injecting urea water upstream of the SCR device, and NOx provided in the exhaust pipe A sensor, an exhaust temperature sensor that is provided upstream of the SCR device and detects an SCR inlet temperature that is an exhaust gas temperature at the inlet of the SCR device, and an SCR inlet temperature detected by the exhaust temperature sensor, A calculation storage amount calculation unit that calculates a calculation storage amount that is the storage amount of ammonia stored in the SCR device; and the calculation storage amount calculation unit. The urea water injection control unit that controls the urea water injection amount according to the calculated storage amount and the NOx concentration detected by the NOx sensor, and when performing the DPF regeneration, the urea water injection is performed prior to the DPF regeneration. And a cooperative control unit that performs cooperative control to start DPF regeneration when the calculated storage amount becomes equal to or less than the cooperative control threshold, and a cooperative control threshold map that is referred to by the SCR inlet temperature and the exhaust gas flow rate. The SCR system includes an outside air temperature detecting means, and a cooperative control threshold value correcting unit that corrects the cooperative control threshold value obtained by the cooperative control threshold value map based on the exhaust temperature sensor and the outside air temperature detecting means, The cooperative control unit is an SCR system configured to start DPF regeneration when a calculated storage amount becomes equal to or less than a corrected cooperative control threshold.
前記協調制御閾値補正部は、前記協調制御閾値マップで得た協調制御閾値を、外気温が低いほど、協調制御閾値が小さくなるように補正してもよい。 The cooperative control threshold value correcting unit may correct the cooperative control threshold value obtained by the cooperative control threshold value map so that the cooperative control threshold value decreases as the outside air temperature decreases.
本発明によれば、DPF再生時のアンモニアスリップを防止することが可能なSCRシステムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the SCR system which can prevent the ammonia slip at the time of DPF reproduction | regeneration can be provided.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
まず、車両に搭載されるSCRシステムについて説明する。 First, an SCR system mounted on a vehicle will be described.
図1(a)に示すように、SCRシステム100は、エンジンEの排気管102に設けられたSCR装置103と、SCR装置103の上流側(排気ガスの上流側)で尿素水を噴射する尿素水噴射手段としてのドージングバルブ(尿素噴射装置、ドージングモジュール)104と、尿素水を貯留する尿素タンク105と、尿素タンク105に貯留された尿素水をドージングバルブ104に供給するサプライモジュール106と、ドージングバルブ104やサプライモジュール106等を制御するDCU(Dosing Control Unit)126とを主に備える。
As shown in FIG. 1A, an SCR system 100 includes an
エンジンEの排気管102には、排気ガスの上流側から下流側にかけて、DOC(Diesel Oxidation Catalyst;酸化触媒)107、DPF(Diesel Particulate Filter;ディーゼルパティキュレートフィルター)108、SCR装置103が順次配置される。DOC107は、エンジンEから排気される排気ガス中のNOを酸化してNO2とし、排気ガス中のNOとNO2の比率を制御してSCR装置103における脱硝効率を高めるためのものである。また、DPF108は、排気ガス中のPM(Particulate Matter;粒子状物質)を捕集するためのものである。
In the
SCR装置103の上流側の排気管102には、ドージングバルブ104が設けられる。ドージングバルブ104は、高圧の尿素水が満たされたシリンダに噴口が設けられ、その噴口を塞ぐ弁体がプランジャに取り付けられた構造となっており、コイルに通電することによりプランジャを引き上げることで弁体を噴口から離間させて尿素水を噴射するようになっている。コイルへの通電を止めると、内部のバネ力によりプランジャが引き下げられて弁体が噴口を塞ぐので尿素水の噴射が停止される。
A dosing valve 104 is provided in the
ドージングバルブ104の上流側の排気管102には、SCR装置103の入口における排気ガス温度(SCR入口温度)を測定する排気温度センサ109が設けられる。また、SCR装置103の上流側(ここでは排気温度センサ109の上流側)には、SCR装置103の上流側でのNOx濃度を検出する上流側NOxセンサ110が設けられ、SCR装置103の下流側には、SCR装置103の下流側でのNOx濃度を検出する下流側NOxセンサ111が設けられる。
An
サプライモジュール106は、尿素水を圧送するSMポンプ112と、サプライモジュール106の温度(サプライモジュール106を流れる尿素水の温度)を測定するSM温度センサ113と、サプライモジュール106内における尿素水の圧力(SMポンプ112の吐出側の圧力)を測定する尿素水圧力センサ114と、尿素水の流路を切り替えることにより、尿素タンク105からの尿素水をドージングバルブ104に供給するか、あるいはドージングバルブ104内の尿素水を尿素タンク105に戻すかを切り替えるリバーティングバルブ115とを備えている。ここでは、リバーティングバルブ115がONのとき、尿素タンク105からの尿素水をドージングバルブ104に供給するようにし、リバーティングバルブ115がOFFのとき、ドージングバルブ104内の尿素水を尿素タンク105に戻すようにした。
The
リバーティングバルブ115が尿素水をドージングバルブ104に供給するように切り替えられている場合、サプライモジュール106は、そのSMポンプ112にて、尿素タンク105内の尿素水を送液ライン(サクションライン)116を通して吸い上げ、圧送ライン(プレッシャーライン)117を通してドージングバルブ104に供給するようにされ、余剰の尿素水を、回収ライン(バックライン)118を通して尿素タンク105に戻すようにされる。
When the reverting
尿素タンク105には、SCRセンサ119が設けられる。SCRセンサ119は、尿素タンク105内の尿素水の液面高さ(レベル)を測定するレベルセンサ120と、尿素タンク105内の尿素水の温度を測定する温度センサ121と、尿素タンク105内の尿素水の品質を測定する品質センサ122とを備えている。品質センサ122は、例えば、超音波の伝播速度や電気伝導度から、尿素水の濃度や尿素水に異種混合物が混合されているか否かを検出し、尿素タンク105内の尿素水の品質を検出するものである。
The
尿素タンク105とサプライモジュール106には、エンジンEを冷却するための冷却水を循環する冷却ライン123が接続される。冷却ライン123は、尿素タンク105内を通り、冷却ライン123を流れる冷却水と尿素タンク105内の尿素水との間で熱交換するようにされる。同様に、冷却ライン123は、サプライモジュール106内を通り、冷却ライン123を流れる冷却水とサプライモジュール106内の尿素水との間で熱交換するようにされる。
A
冷却ライン123には、尿素タンク105とサプライモジュール106に冷却水を供給するか否かを切り替えるタンクヒーターバルブ(クーラントバルブ)124が設けられる。なお、ドージングバルブ104にも冷却ライン123が接続されるが、ドージングバルブ104には、タンクヒーターバルブ124の開閉に拘わらず、冷却水が供給されるように構成されている。なお、図1(a)では図を簡略化しており示されていないが、冷却ライン123は、尿素水が通る送液ライン116、圧送ライン117、回収ライン118に沿って配設される。
The
図2に、DCU126の入出力構成図を示す。
FIG. 2 shows an input / output configuration diagram of the
図2に示すように、DCU126には、上流側NOxセンサ110、下流側NOxセンサ111、SCRセンサ119(レベルセンサ120、温度センサ121、品質センサ122)、排気温度センサ109、サプライモジュール106のSM温度センサ113と尿素水圧力センサ114、およびエンジンEを制御するECM(Engine Control Module)125からの入力信号線が接続されている。ECM125からは、外気温、エンジンパラメータ(エンジン回転数など)の信号が入力される。
As shown in FIG. 2, the
また、DCU126には、タンクヒーターバルブ124、サプライモジュール106のSMポンプ112とリバーティングバルブ115、ドージングバルブ104、上流側NOxセンサ110のヒータ、下流側NOxセンサ111のヒータ、への出力信号線が接続される。なお、DCU126と各部材との信号の入出力に関しては、個別の信号線を介した入出力、CAN(Controller Area Network)を介した入出力のどちらであってもよい。
The
図1(b)に示すように、DCU126には、排気温度センサ109が検出したSCR入口温度を用いて、SCR装置103に吸蔵されているアンモニアのストレージ量である計算ストレージ量を算出する計算ストレージ量演算部127と、SCR装置103に吸蔵させるアンモニアのストレージ量の目標値である目標ストレージ量を求める目標ストレージ量演算部128と、が搭載される。
As shown in FIG. 1B, the
計算ストレージ量演算部127は、尿素水の噴射量、SCR触媒の温度(ここではSCR入口温度を用いる)、排気ガス流量、上流側NOxセンサ110と下流側NOxセンサ111が検出したNOx濃度、エンジンパラメータなどを基に、計算ストレージ量を算出するようにされる。
The calculated storage
目標ストレージ量演算部128は、排気ガスの温度(ここではSCR入口温度を用いる)と排気ガス流量で目標ストレージ量マップ(図示せず)を参照して、目標ストレージ量を求めるようにされる。なお、排気ガス流量については、エンジンの吸気管に設けた流量センサ(MAFセンサ)で測定される吸気流量を用いてもよい。
The target storage
また、DCU126には、計算ストレージ量演算部127で算出した計算ストレージ量と、上流側NOxセンサ110で検出したNOx濃度の検出値に応じて尿素水噴射量を制御する尿素水噴射制御部129が搭載される。尿素水噴射制御部129は、計算ストレージ量が目標ストレージ量に近づくように噴射する尿素水量を制御し、かつ、ECM125からのエンジンパラメータの信号と、排気温度センサ109からの排気ガス温度とを基に、排気ガス中のNOxの量を推定すると共に、推定した排気ガス中のNOxの量を基にドージングバルブ104から噴射する尿素水量を決定するようにされる。
Further, the
さらに、DCU126には、DPF再生を行う際に、DPF再生に先立ち尿素水の噴射を停止し、計算ストレージ量が協調制御閾値以下となったときに、DPF再生を開始させる協調制御を行う協調制御部130と、SCR入口温度と排気ガス流量で参照される協調制御閾値マップ131とが搭載される。
Further, when performing DPF regeneration, the
協調制御部130は、DPF再生時にECM125から出力されるDPF再生要求の信号を受信したときに、尿素水の噴射を停止して協調制御を開始し、協調制御開始後、計算ストレージ量が協調制御閾値以下となったときに、ECM125にDPF再生の開始を許可する信号を出力して、DPF再生を開始させるようにされる。協調制御閾値マップ131は、従来用いられているものである。
When the
さて、本実施の形態に係るSCRシステム100では、SCR入口温度と外気温で参照される補正用係数マップ132と、協調制御閾値マップ131で得た協調制御閾値に、補正用係数マップ132で得た補正用係数を掛け合わせることで、協調制御に用いる協調制御閾値を補正する協調制御閾値補正部133と、をさらに備えている。補正用係数マップ132、協調制御閾値補正部133は、DCU126に搭載される。外気温の信号は、CANを介してECM125からDCU126に入力される。外気温の信号としては、MAFセンサまたは吸気マニホールドの温度(吸気温度)の信号を用いてもよい。
In the SCR system 100 according to the present embodiment, the
協調制御閾値補正部133は、SCR入口温度と排気ガス流量で協調制御閾値マップ131を参照して協調制御閾値を求めると共に、SCR入口温度と外気温で補正用係数マップ132を参照して補正用係数を求め、これらを掛け合わせることによって、協調制御閾値を補正するようにされる。協調制御部130は、協調制御閾値補正部133が求めた補正後の協調制御閾値を用い、計算ストレージ量が補正後の協調制御閾値以下となったときに、DPF再生を開始させるようにされる。
The cooperative control threshold value correcting unit 133 obtains the cooperative control threshold value by referring to the cooperative control threshold value map 131 with the SCR inlet temperature and the exhaust gas flow rate, and for correction with reference to the
補正用係数マップ132は、外気温が低いほど、補正用係数の値が小さくなるように設定されている。これにより、外気温が低いほど、補正後の協調制御閾値が小さくなり、協調制御が行われる時間が長く(DPF再生の開始が遅く)なる。その結果、DPF再生を開始する前に、SCR触媒に吸蔵されているアンモニアの多くを消費して、DPF再生時にSCR触媒が高温になったとしても、アンモニアスリップを抑制することが可能になる。なお、補正用係数には1以下(0〜1)の数値が設定される。
The
ここで、協調制御部130の制御フローを図3を用いて説明する。協調制御部130は、図3に示す制御フローを繰返し実行するようにされる。
Here, the control flow of the
図3に示すように、まず、協調制御部130は、ECM125からDPF再生要求の信号を受信したかを判断する(ステップS1)。ステップS1にてNOと判断された場合、協調制御を行う必要がないので、そのまま制御を終了する。
As shown in FIG. 3, first, the
ステップS1にてYESと判断された場合、協調制御部130は、尿素水の噴射を停止させ(ステップS2)、ステップS3に進む。
If YES is determined in step S1, the
ステップS3では、協調制御閾値補正部133が、SCR入口温度と排気ガス流量で協調制御閾値マップ131を参照して協調制御閾値を求めると共に、SCR入口温度と外気温で補正用係数マップ132を参照して補正用係数を求め、これらを掛け合わせることによって、補正後の協調制御閾値を算出する。補正後の協調制御閾値を算出した後、ステップS4に進む。
In step S3, the cooperative control threshold value correcting unit 133 obtains the cooperative control threshold value by referring to the cooperative control threshold value map 131 with the SCR inlet temperature and the exhaust gas flow rate, and refers to the
ステップS4では、協調制御部130は、計算ストレージ量演算部127で求めた計算ストレージ量が、ステップS3で求めた補正後の協調制御閾値以下であるかを判断する。ステップS4にてNOと判断された場合、ステップS3に戻る。
In step S4, the
ステップS4にてYESと判断された場合、計算ストレージ量が補正後の協調制御閾値以下となったので、協調制御部130は、ECM125にDPF再生の開始を許可する信号を出力して、DPF再生を開始させると共に、尿素水の噴射を再開させ、協調制御を終了する。
If YES is determined in step S4, the calculated storage amount is equal to or less than the corrected cooperative control threshold value, so the
以上説明したように、本実施の形態に係るSCRシステム100では、協調制御閾値マップ131で得た協調制御閾値に、SCR入口温度と外気温で参照される補正用係数マップ132で得た補正用係数を掛け合わせることで、協調制御に用いる協調制御閾値を補正し、協調制御部130にて、計算ストレージ量が補正後の協調制御閾値以下となったときに、DPF再生を開始させるようにしている。
As described above, in the SCR system 100 according to the present embodiment, the correction control value obtained from the
外気温が低い場合には、SCR入口温度と実際のSCR触媒の温度との間の乖離が大きくなり、計算ストレージ量に誤差が生じるが、本発明によれば、外気温に応じて協調制御閾値を補正することが可能となり、補正用係数マップ132を、外気温が低いほど、補正用係数の値が小さくなるように設定することで、補正後の協調制御閾値を小さくし、協調制御が行われる時間を長く(DPF再生の開始を遅く)することが可能になる。
When the outside air temperature is low, the difference between the SCR inlet temperature and the actual SCR catalyst temperature becomes large, and an error occurs in the calculated storage amount. However, according to the present invention, the cooperative control threshold value depends on the outside air temperature. The
その結果、DPF再生を開始する際にSCR触媒に吸蔵されているアンモニアの量を減らすことができ、DPF再生時にSCR触媒が高温になったとしても、アンモニアが大気中に放出されることを抑制し、DPF再生時のアンモニアスリップを防止することが可能となる。 As a result, when starting DPF regeneration, the amount of ammonia stored in the SCR catalyst can be reduced, and even when the SCR catalyst becomes hot during DPF regeneration, ammonia is prevented from being released into the atmosphere. In addition, ammonia slip at the time of DPF regeneration can be prevented.
また、SCRシステム100では、従来のシステムに補正用係数マップ132と協調制御閾値補正部133とを追加するという簡易な構成で、DPF再生時のアンモニアスリップを防止することが可能となり、温度センサを追加したり従来のシステムに大幅な変更を加える必要がないので、低コストである。
Further, in the SCR system 100, it is possible to prevent ammonia slip at the time of DPF regeneration with a simple configuration in which a
上記実施の形態では、DPF108の下流側の排気管102にSCR装置103を設ける場合を説明したが、これに限らず、DPF108の上流側の排気管102にSCR装置103を設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the
100 SCRシステム
102 排気管
103 SCR装置
104 ドージングバルブ(尿素水噴射手段)
105 尿素タンク
106 サプライモジュール
110 上流側NOxセンサ
111 下流側NOxセンサ
125 ECM
126 DCU
127 計算ストレージ量演算部
128 目標ストレージ量演算部
129 尿素水噴射制御部
130 協調制御部
131 協調制御閾値マップ
132 補正用係数マップ
133 協調制御閾値補正部
E エンジン
100
105
126 DCU
127 Calculated storage
Claims (2)
前記DPFの上流側または下流側の前記排気管に設けられたSCR(選択還元触媒)装置と、
前記SCR装置の上流側で尿素水を噴射する尿素水噴射手段と、
前記排気管に設けられたNOxセンサと、
前記SCR装置の上流側に設けられ、前記SCR装置の入口での排気ガス温度であるSCR入口温度を検出する排気温度センサと、
前記排気温度センサが検出したSCR入口温度を用いて、前記SCR装置に吸蔵されているアンモニアのストレージ量である計算ストレージ量を算出する計算ストレージ量演算部と、
前記計算ストレージ量演算部で算出した計算ストレージ量と、前記NOxセンサで検出したNOx濃度とに応じて、尿素水噴射量を制御する尿素水噴射制御部と、
DPF再生を行う際に、DPF再生に先立ち尿素水の噴射を停止し、計算ストレージ量が協調制御閾値以下となったときに、DPF再生を開始させる協調制御を行う協調制御部と、
SCR入口温度と排気ガス流量で参照される協調制御閾値マップと、を備えたSCRシステムにおいて、
外気温検出手段と、
前記協調制御閾値マップで得た協調制御閾値を、前記排気温度センサと前記外気温検出手段とに基づいて補正する協調制御閾値補正部と、を備え、
前記協調制御部は、計算ストレージ量が補正後の協調制御閾値以下となったときに、DPF再生を開始させるように構成したことを特徴とするSCRシステム。 It is mounted on a vehicle equipped with a DPF (diesel particulate filter) that collects particulate matter in the exhaust gas in the exhaust pipe of the engine.
An SCR (selective reduction catalyst) device provided in the exhaust pipe upstream or downstream of the DPF;
Urea water injection means for injecting urea water upstream of the SCR device;
A NOx sensor provided in the exhaust pipe;
An exhaust gas temperature sensor that is provided upstream of the SCR device and detects an SCR inlet temperature that is an exhaust gas temperature at the inlet of the SCR device;
A calculated storage amount calculation unit that calculates a calculated storage amount that is a storage amount of ammonia stored in the SCR device, using the SCR inlet temperature detected by the exhaust temperature sensor;
A urea water injection control unit that controls the urea water injection amount according to the calculated storage amount calculated by the calculated storage amount calculation unit and the NOx concentration detected by the NOx sensor;
When performing DPF regeneration, stop the injection of urea water prior to DPF regeneration, and when the calculated storage amount becomes equal to or less than the cooperative control threshold, a cooperative control unit that performs cooperative control to start DPF regeneration;
In a SCR system comprising a cooperative control threshold map referred to by an SCR inlet temperature and an exhaust gas flow rate,
Outside temperature detection means;
A cooperative control threshold correction unit that corrects the cooperative control threshold obtained in the cooperative control threshold map based on the exhaust temperature sensor and the outside air temperature detecting means;
The SCR system, wherein the cooperative control unit is configured to start DPF regeneration when the calculated storage amount becomes equal to or less than the corrected cooperative control threshold.
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