JP6017866B2 - 還元剤供給装置及び液体還元剤の回収制御方法並びに排気浄化装置 - Google Patents
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Description
このように吸い戻し手段の出力制御をすることにより、一時的に圧力が低下しただけでは吸い戻し手段の出力が低下させられることがないため、電子制御装置の負荷を低減することができる。
このように吸い戻し手段の出力制御をすることにより、必要以上に吸い戻し手段の出力が低下して液体還元剤の回収に要する時間が延びることを防ぐことができる。
このように吸い戻し制御を終了することとすれば、吸い戻し手段の出力を変更した場合であっても、還元剤供給経路内の液体還元剤を十分に回収することが可能であるとともに、液体還元剤の回収が完了したときに、速やかに吸い戻し処理を終了することができる。
このように還元剤供給装置を構成することにより、構成部品を増加する必要がなく、コストの上昇を防ぐことができる。
すなわち、本発明の液体還元剤の回収制御方法は、液体還元剤を貯蔵タンクに回収する際に、還元剤供給通路内の圧力が閾値以下となった場合に、前記閾値を上回るように液体還元剤を吸い戻すこととしている。したがって、還元剤供給装置内に過大な負圧が発生することがなくなり、構成部品の破損を低減できるとともに、吸い戻し処理を停止した後に、液体還元剤が再充填されることを防ぐことができる。
すなわち、本発明の排気浄化装置は、液体還元剤を貯蔵タンクに回収する際に、還元剤供給装置内に過大な負圧が発生することがなく、構成部品の破損を低減できるとともに、吸い戻し処理を停止した後に、液体還元剤が再充填されることのない還元剤供給装置を備えている。したがって、故障が少なく、効率的に排気浄化制御を実行可能な排気浄化装置を提供することができる。
なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては、特に説明がない限り同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
1.排気浄化装置の全体構成
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る還元剤供給装置20が備えられた排気浄化装置10の全体構成の一例を説明するために示す図である。
排気浄化装置10は、排気中のNOXを浄化するための装置であり、図示しないディーゼルエンジン等の内燃機関の排気通路11に設けられている。排気浄化装置10は、排気通路11の途中に介装された還元触媒13と、還元触媒13よりも上流側の排気通路11内に液体還元剤を供給するための還元剤供給装置20とを備えている。
(1)基本的構成
図1において、還元剤供給装置20は、液体還元剤が収容される貯蔵タンク21と、液体還元剤を圧送するポンプユニット30と、液体還元剤を排気通路11内に噴射する還元剤噴射弁25とを備えている。ポンプユニット30は、ポンプ23及び流路切換弁33を備えている。還元剤噴射弁25、ポンプ23、及び、流路切換弁33は、ECU40によって駆動制御が行われるものとなっている。
なお、貯蔵タンク21にはエアブリザード等が設けられており、内部の圧力が大気圧で保たれるように構成されている。
図2は、本実施形態のECU40のうちの液体還元剤の回収制御に関連する部分について機能的なブロックで表した構成例を示している。
このECU40は、公知のマイクロコンピュータを中心に構成されたものであり、回収制御指示部41と、流路切換弁制御部43と、ポンプ駆動制御部45と、還元剤噴射弁駆動制御部47と、吸い戻し量演算部49とにより構成されている。具体的に、これらの各部はマイクロコンピュータによるプラグラムの実行によって実現されるものとなっている。
(1)回収制御方法の概要
以下、本実施の形態にかかる還元剤供給装置20において、ECU40によって実行される液体還元剤の回収制御方法の概要について説明する。
図3は、還元剤噴射弁25の完全閉塞時、重度の閉塞時、軽度の閉塞時、及び正常時それぞれの場合におけるポンプ23の指示流量Q、指示流量の積算値V、及び第2の供給通路28内の検出圧力Puの経時変化を示している。検出圧力Puのグラフにおいて、実線Aが正常時、破線Bが軽度の閉塞時、一点鎖線Cが重度の閉塞時、二点鎖線Dが完全閉塞時の検出圧力Puの推移をそれぞれ示している。
還元剤噴射弁25に詰まりのない正常な状態(実線A)においては、まず、内燃機関の停止後、t0の時点でポンプ23による液体還元剤の吸い戻し処理が開始される。このときのポンプ23の指示流量QはQ1にセットされる。これにより、第2の供給通路28内の検出圧力Puが低下し始める。また、液体還元剤の吸い戻しの開始とともに、ポンプ23の指示流量Qの積分が開始され、貯蔵タンク21への吸い戻し量が積算値Vとして演算される。
還元剤噴射弁25が軽度の閉塞状態にある場合(破線B)、t1の時点までは正常時と同様に制御が行われるが、軽度の閉塞状態においては、検出圧力Puが速やかに下限閾値Plo以上に戻ることがないため、タイマカウントT1はt3の時点で第1設定値T1_threに到達する。このままポンプ23の指示流量Q1を維持すると、回収制御の終了時に負圧が残留するおそれがあるために、t3の時点で、ポンプ23の指示流量QはQ2に減少させられる。このとき同時に、タイマカウントT2を開始し、指示流量QをQ1からQ2に変更して指示流量Qの積分を継続する。
還元剤噴射弁25が重度の閉塞状態にある場合(一点鎖線C)においても、t1の時点までは正常時と同様に制御が行われるが、重度の閉塞状態においては、軽度の閉塞状態と同様に、検出圧力Puが速やかに下限閾値Plo以上に戻ることがないため、タイマカウントT1はt3の時点で第1設定値T1_threに到達する。この時点で、軽度の閉塞状態と同様に、ポンプ23の指示流量QがQ2に減少させられるとともに、タイマカウントT2を開始し、指示流量Qの積分を継続する。
還元剤噴射弁25が完全に閉塞した状態にある場合(二点鎖線D)においても、t3の時点までは重度の閉塞時と同様に制御が行われるが、完全閉塞状態にあると、ポンプ23の指示流量QをQ2まで減少させたとしても、検出圧力Puが下限閾値Plo以上に戻ることがないため、タイマカウントT2はt5の時点で第2設定値T2_threに到達する。このままポンプ23の指示流量Q2を維持すると、回収制御の終了時に負圧が残留するおそれがあるために、t5の時点で、重度の閉塞状態と同様に、ポンプ23の指示流量QはさらにQ3まで減少させられる。このとき同時に、タイマカウントT3を開始し、指示流量Qの積分を継続する。
次に、ECU40によって実行される液体還元剤の回収制御方法の具体例について、図4及び図5のフローチャート図に基づいて説明する。以下のフローチャートに示される液体還元剤の回収制御方法は、内燃機関の停止時において実行されるものとなっている。
以上説明したように、本実施の形態にかかる還元剤供給装置20、及び、液体還元剤の回収制御方法、並びに、排気浄化装置10は、ECU40が、ポンプ23と還元剤噴射弁25とを接続する第2の供給経路28内の検出圧力Puが下限閾値Plo以下となった場合に、下限閾値Ploを上回るように、吸い戻し手段としてのポンプ23を制御しながら液体還元剤を回収することとしている。したがって、還元剤供給装置20内に過大な負圧が発生することがなくなり、ポンプ23や還元剤噴射弁25、絞り部37、一方向弁35等の構成部品の破損を低減できるとともに、吸い戻し処理を停止した後に、液体還元剤が還元剤供給経路内に再充填されることを防ぐことができる。
Claims (7)
- 液体還元剤を貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンク内の液体還元剤を圧送するポンプと、圧送される前記液体還元剤を内燃機関の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、前記ポンプの駆動制御を行う電子制御装置と、を備え、前記内燃機関の停止時に還元剤供給経路内に残留する前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに回収する制御を実行可能な還元剤供給装置において、
前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに吸い戻すための吸い戻し手段を備え、
前記電子制御装置は、前記液体還元剤を回収する際に、前記還元剤噴射弁を開弁状態で保持するとともに、前記還元剤供給経路内の圧力が閾値以下となった場合に、前記閾値を上回るように前記吸い戻し手段を制御しながら前記液体還元剤を回収することを特徴とする還元剤供給装置。 - 前記電子制御装置は、前記圧力が、一定時間以上前記閾値以下となる場合に、前記吸い戻し手段の出力を低下させることを特徴とする請求項1に記載の還元剤供給装置。
- 前記電子制御装置は、前記吸い戻し手段の出力を段階的に低下させて前記圧力が前記閾値を上回るように制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の還元剤供給装置。
- 前記電子制御装置は、前記液体還元剤の吸い戻し量が所定の基準量に到達した後に前記吸い戻し処理を終了することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の還元剤供給装置。
- 前記吸い戻し制御手段が前記ポンプであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の還元剤供給装置。
- 液体還元剤を貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンク内の液体還元剤を圧送するポンプと、圧送される前記液体還元剤を内燃機関の排気通路内に噴射する還元剤噴射弁と、前記ポンプの駆動制御を行う電子制御装置と、を備えた還元剤供給装置における、前記内燃機関の停止時に還元剤供給経路内に残留する前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに回収するための液体還元剤の回収制御方法において、
前記液体還元剤を回収する際に、前記還元剤噴射弁を開弁状態で保持するとともに、前記還元剤供給経路内の圧力が閾値以下となった場合に、前記閾値を上回るように、前記液体還元剤を前記貯蔵タンクに吸い戻すための吸い戻し手段を制御しながら前記液体還元剤を回収することを特徴とする液体還元剤の回収制御方法。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の還元剤供給装置を備えた排気浄化装置。
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