JP6067894B2 - 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法 - Google Patents

排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6067894B2
JP6067894B2 JP2016003129A JP2016003129A JP6067894B2 JP 6067894 B2 JP6067894 B2 JP 6067894B2 JP 2016003129 A JP2016003129 A JP 2016003129A JP 2016003129 A JP2016003129 A JP 2016003129A JP 6067894 B2 JP6067894 B2 JP 6067894B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reducing agent
injection valve
aqueous solution
waiting time
urea aqueous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016003129A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016106195A (ja
Inventor
匡教 渡辺
匡教 渡辺
謙一 谷岡
謙一 谷岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Corp
Original Assignee
Bosch Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bosch Corp filed Critical Bosch Corp
Publication of JP2016106195A publication Critical patent/JP2016106195A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6067894B2 publication Critical patent/JP6067894B2/ja
Priority to CN201720776856.7U priority Critical patent/CN207209599U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495—Controlling the catalytic process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/029—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles by adding non-fuel substances to exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2067—Urea
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/05—Systems for adding substances into exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/11—Adding substances to exhaust gases the substance or part of the dosing system being cooled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433—Pumps
    • F01N2610/144—Control thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • F01N2610/146—Control thereof, e.g. control of injectors or injection valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1493—Purging the reducing agent out of the conduits or nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0422—Methods of control or diagnosing measuring the elapsed time
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/08—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1811—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Description

本発明は、排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法に関する。特に、尿素水溶液の固化に起因した還元剤噴射弁や還元剤供給経路の詰まりや破損等の発生を回避し得る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法に関する。
従来、車両に搭載される内燃機関の排気ガス中には、窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と称する。）や微粒子状物質（以下、「ＰＭ」と称することがある。）が含まれている。このうち、ＮＯｘを還元して排気ガスを浄化するための装置として尿素ＳＣＲシステムがある。尿素ＳＣＲシステムは、圧送ポンプによって貯蔵タンク内から汲み上げた還元剤としての尿素水溶液を還元剤噴射弁から排気管内に供給するための還元剤供給装置と、アンモニアを吸着可能な排気浄化触媒の一種であるＳＣＲ触媒とを備えて構成される。斯かる尿素ＳＣＲシステムでは、尿素水溶液の分解により生成されるアンモニアをＳＣＲ触媒に吸着させ、排気ガス中のＮＯｘをＳＣＲ触媒中でアンモニアと反応させて、排気ガスを浄化する。
一方、ＰＭを捕集して排気ガスを浄化するための装置としてディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」と称する。）がある。ＤＰＦは、内燃機関の排気管に配設され、排気ガスが当該ＤＰＦを通過する際に排気ガス中のＰＭを捕集する。ＤＰＦを備えた排気浄化システムでは、ＤＰＦの目詰まりを防止するために、ＤＰＦの温度を５００℃乃至６００℃程度に上昇させてＤＰＦに堆積したＰＭを強制的に燃焼させる強制再生制御が適時に行われる。
近年、排気ガスの浄化基準が高められていることに伴い、ＤＰＦ及びＳＣＲ触媒の両方を備えた排気浄化システムが増えてきている。
尿素ＳＣＲシステムにおいては、通常、内燃機関が停止した際に還元剤供給経路に残存する尿素水溶液を回収するように構成されている（例えば、特許文献１を参照）。これにより、尿素水溶液が還元剤供給経路に残存したまま凍結し、還元剤供給経路に詰まりや破損等が発生するのを回避しようとするものである。
特開２００８−１０１５６４号公報
しかしながら、還元剤供給装置においては、その構造上、還元剤即ち尿素水溶液を完全には回収できないのが通常である。
そのため、還元剤供給経路、特に還元剤噴射弁内に残存した尿素水溶液が内燃機関の停止後に加熱されて濃縮されることにより固化温度が上昇し、その後に冷却される過程で尿素水溶液が固化してしまい、その結果、例えば、特許文献１に記載された排気浄化システムでは、内燃機関の始動時に、尿素水溶液の供給が阻害され、排気浄化効率が低下してしまうという問題があった。
具体的に説明すると、排気浄化システムでは、内燃機関の停止時に、還元剤供給装置の還元剤供給経路に充填されていた尿素水溶液を貯蔵タンクに回収するパージ処理が一般に行われるものの、貯蔵タンク及び還元剤噴射弁を接続する還元剤通路等の構造上、還元剤供給経路内に充填された尿素水溶液を、通常は、完全には貯蔵タンクに回収し切ることができない。
一方、内燃機関の停止とともに還元剤噴射弁の放熱機能である冷却水の循環等は停止するため、特に還元剤噴射弁の温度は上昇する。そうすると、上述の還元剤噴射弁内に残存した尿素水溶液中の水分が気化により蒸発し、その濃度は上昇する。その後、排気管や周囲の温度が低下するにつれて、尿素水溶液の温度は低下するが、通常の濃度に比べ高い濃度となっているため、固化する温度は上昇しており、残存尿素水溶液が固化して還元剤噴射弁に詰まりが発生してしまう虞がある。
図８は、尿素水溶液の濃度と固化温度Ｔ０との関係を表したグラフである。
還元剤供給装置において使用される還元剤としての尿素水溶液の濃度は、通常、固化温度が最も低い約−１１℃となる約３２．５％に調整されている。
図８のグラフに示されるように、尿素水溶液の固化温度は、尿素水溶液の濃度が約３２．５％のときに最低の約−１１℃であり、尿素水溶液の濃度が約３２．５％より高くなっても低くなっても、尿素水溶液の固化温度は上昇する特性を有している。
従って、高温により水分が蒸発して濃度が高くなった還元剤噴射弁内の残存尿素水溶液は、その後に温度が低下した時に固化し易く、還元剤噴射弁の噴射板に設けられた噴射口の詰まりの原因ともなり、還元剤回収処理の実行時やその後の内燃機関の再始動に伴う還元剤噴射時に、噴射口を通じた気体や液体の流通が阻害され、最悪の場合、還元剤噴射弁の破損等が発生する可能性がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、還元剤噴射弁の噴射停止後に噴射板の噴射口の詰まりを回避するための措置を取ることにより、上記問題を解決するものである。
即ち、本発明は、還元剤噴射弁の噴射停止後に噴射板の噴射口の詰まりを回避するための制御を行うことにより、尿素水溶液の固化に起因した還元剤供給経路や還元剤噴射弁、特に噴射板の噴射口の詰まりや破損等の発生を回避することが可能であり、その結果として還元剤回収処理や排気浄化の効率の低下を防止し得る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る排気浄化システムは、
内燃機関の排気ガス中の排気微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、還元剤としての尿素水溶液を貯蔵タンクから還元剤噴射弁へ供給することにより前記排気ガス中に噴射して供給すると共に前記内燃機関を停止する際には供給経路内の前記尿素水溶液を前記貯蔵タンクへ回収する還元剤供給装置と、前記尿素水溶液を用いて前記排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムにおいて、
前記内燃機関を停止するためのイグニッションスイッチのオフの検出又は前記還元剤噴射弁の噴射停止の検出のうちのいずれか早い方の検出に応じて前記還元剤噴射弁の噴射弁温度を検出し、還元剤回収処理を開始するまでの待ち時間を前記噴射弁温度に基づいて算定する待ち時間算定部と、
前記イグニッションスイッチのオフの検出及び前記待ち時間の経過を条件として前記還元剤回収処理を許可する還元剤回収処理許可部と、
を有する制御装置を備えることを特徴とし、当該構成を備えることにより、上記課題を解決することができる。
本発明の一態様に係る排気浄化システムは、
内燃機関の排気ガス中の排気微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、還元剤としての尿素水溶液を貯蔵タンクから還元剤噴射弁へ供給することにより前記排気ガス中に噴射して供給すると共に前記内燃機関を停止する際には供給経路内の前記尿素水溶液を前記貯蔵タンクへ回収する還元剤供給装置と、前記尿素水溶液を用いて前記排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムにおいて、
前記内燃機関を停止するためのイグニッションスイッチのオフの検出に応じて前記還元剤噴射弁の噴射弁温度を検出し、還元剤回収処理を開始するまでの待ち時間を前記噴射弁温度に基づいて算定する待ち時間算定部と、
前記待ち時間の経過を条件として前記還元剤回収処理を許可する還元剤回収処理許可部と、
を有する制御装置を備えることを特徴とし、当該構成を備えることにより、上記課題を解決することができる。
本発明の一態様に係る排気浄化システムは、
内燃機関の排気ガス中の排気微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、還元剤としての尿素水溶液を貯蔵タンクから還元剤噴射弁へ供給することにより前記排気ガス中に噴射して供給すると共に前記内燃機関を停止する際には供給経路内の前記尿素水溶液を前記貯蔵タンクへ回収する還元剤供給装置と、前記尿素水溶液を用いて前記排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムにおいて、
前記還元剤噴射弁の噴射停止の検出に応じて前記還元剤噴射弁の噴射弁温度を検出し、還元剤回収処理を開始するまでの待ち時間を前記噴射弁温度に基づいて算定する待ち時間算定部と、
前記内燃機関を停止するためのイグニッションスイッチのオフの検出及び前記待ち時間の経過を条件として前記還元剤回収処理を許可する還元剤回収処理許可部と、
を有する制御装置を備えることを特徴とし、当該構成を備えることにより、上記課題を解決することができる。
また、本発明の一態様に係る排気浄化システムの制御方法は、
内燃機関の排気ガス中の排気微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、還元剤としての尿素水溶液を貯蔵タンクから還元剤噴射弁へ供給することにより前記排気ガス中に噴射して供給すると共に前記内燃機関を停止する際には供給経路内の前記尿素水溶液を前記貯蔵タンクへ回収する還元剤供給装置と、前記尿素水溶液を用いて前記排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムの制御方法において、
前記内燃機関を停止するためのイグニッションスイッチのオフの検出又は前記還元剤噴射弁の噴射停止の検出のうちのいずれか早い方の検出に応じて前記還元剤噴射弁の噴射弁温度を検出し、還元剤回収処理を開始するまでの待ち時間を前記噴射弁温度に基づいて算定する過程と、
前記イグニッションスイッチのオフの検出及び前記待ち時間の経過を条件として前記還元剤回収処理を許可する過程と、
を有することを特徴とし、当該構成を備えることにより、上記課題を解決することができる。
また、本発明の一態様に係る排気浄化システムの制御方法は、
内燃機関の排気ガス中の排気微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、還元剤としての尿素水溶液を貯蔵タンクから還元剤噴射弁へ供給することにより前記排気ガス中に噴射して供給すると共に前記内燃機関を停止する際には供給経路内の前記尿素水溶液を前記貯蔵タンクへ回収する還元剤供給装置と、前記尿素水溶液を用いて前記排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムの制御方法において、
前記内燃機関を停止するためのイグニッションスイッチのオフの検出に応じて前記還元剤噴射弁の噴射弁温度を検出し、還元剤回収処理を開始するまでの待ち時間を前記噴射弁温度に基づいて算定する過程と、
前記待ち時間の経過を条件として前記還元剤回収処理を許可する過程と、
を有することを特徴とし、当該構成を備えることにより、上記課題を解決することができ
る。
また、本発明の一態様に係る排気浄化システムの制御方法は、
内燃機関の排気ガス中の排気微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、還元剤としての尿素水溶液を貯蔵タンクから還元剤噴射弁へ供給することにより前記排気ガス中に噴射して供給すると共に前記内燃機関を停止する際には供給経路内の前記尿素水溶液を前記貯蔵タンクへ回収する還元剤供給装置と、前記尿素水溶液を用いて前記排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムの制御方法において、
前記還元剤噴射弁の噴射停止の検出に応じて前記還元剤噴射弁の噴射弁温度を検出し、還元剤回収処理を開始するまでの待ち時間を前記噴射弁温度に基づいて算定する過程と
前記内燃機関を停止するためのイグニッションスイッチのオフの検出及び前記待ち時間の経過を条件として前記還元剤回収処理を許可する過程と、
を有することを特徴とし、当該構成を備えることにより、上記課題を解決することができる。
即ち、本発明の一態様に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法は、還元剤噴射弁の噴射停止後に噴射板の噴射口の詰まりを回避するための上記各構成を備えることにより、尿素水溶液の固化に起因した還元剤供給経路や還元剤噴射弁、特に噴射板の噴射口の詰まりや破損等の発生を回避することができ、その結果として還元剤回収処理や排気浄化の効率の低下を防止することができる。
本発明の一態様に係る排気浄化システム及びその制御方法の上記各構成において、前記待ち時間の経過前に前記還元剤噴射弁の噴射が実行された場合には、前記待ち時間を無効とするものとするとよい。
また、前記還元剤噴射弁が備える噴射板の外部側及び内部側に付着した前記尿素水溶液の濃度及び固化温度を前記噴射弁温度に基づいて算定することにより前記待ち時間を算定するものとするとよい。
また、前記噴射板の外部側に付着した前記尿素水溶液の液滴は固化するが、前記噴射板の内部側に付着した前記尿素水溶液の液滴は固化しない程度の時間として前記待ち時間を算定するものとするとよい。
本発明の実施の一形態に係る排気浄化システムの全体構成図である。 本発明の実施の一形態に係る排気浄化システムに備えられる制御装置のブロック図である。 本発明の実施の一形態に係る排気浄化システムにおける還元剤噴射弁温度及び還元剤固化温度等の変化の一例を示すグラフである。 本発明の実施の一形態に係る排気浄化システムにおける還元剤噴射弁温度及び還元剤固化温度等の変化の他の例を示すグラフである。 本発明に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法が基礎とする、還元剤噴射弁における固化還元剤の吸水作用を説明するための模式図である。 本発明の第１の実施の形態に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法について説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法について説明するためのフローチャートである。 尿素水溶液の濃度と固化温度Ｔ０との関係を表したグラフである。
以下、図面を参照して、本発明に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法の実施の形態について、具体的に説明する。
但し、以下の実施の形態は、本発明の一態様を示すものであって本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することができる。
尚、各図において同符号を付してあるものは同一の部材乃至部分を示しており、適宜説明が省略されている。
１．排気浄化システム
（１）全体構成
図１は、本発明の実施の一形態に係る排気浄化システム１０の全体構成図である。
この排気浄化システム１０は、ＤＰＦ２２及びＳＣＲ触媒２４を有する排気浄化ユニット２０と、還元剤噴射弁４３を含む還元剤供給装置４０と、ＤＰＦ２２の強制再生制御や還元剤供給装置４０の動作制御を行う制御装置６０とを主たる構成要素として備えている。
斯かる排気浄化システム１０は、排気ガス中の微粒子状物質（ＰＭ）をＤＰＦ２２によって捕集し、かつ、還元剤としての尿素水溶液を用いて排気ガス中のＮＯｘをＳＣＲ触媒２４中で選択的に浄化するための装置として構成されたものである。
（２）排気浄化ユニット
排気浄化ユニット２０は、酸化触媒２１と、ＤＰＦ２２と、ＳＣＲ触媒２４とを排気上流側から順次に備えている。
この排気浄化ユニット２０の構成要素のうち、酸化触媒２１は、内燃機関５でのポスト噴射等によって排気管１１内に供給された未燃燃料を酸化し、酸化熱を発生させる。これにより、ＤＰＦ２２に流入する排気ガスを昇温させてＤＰＦ２２を加熱することができる。酸化触媒２１は、公知のもの、例えば、アルミナに白金を担持させたものに所定量のセリウム等の希土類元素を添加したものを用いることができる。
また、ＤＰＦ２２は、排気ガスがＤＰＦ２２を通過する際に排気ガス中のＰＭを捕集する。図１に示す排気浄化システム１０では、ＤＰＦ２２がＳＣＲ触媒２４よりも排気上流側に配設されており、ＰＭがＳＣＲ触媒２４に付着するおそれがない。ＤＰＦ２２は、公知のもの、例えば、セラミック材料から構成されたハニカム構造のフィルタを用いることができる。
また、ＳＣＲ触媒２４は、還元剤噴射弁４３によって排気ガス中に噴射される尿素水溶液の分解により生成されるアンモニアを吸着し、流入する排気ガス中のＮＯｘを還元する。ＳＣＲ触媒２４としては、例えば、アンモニアの吸着機能を有し、かつ、ＮＯｘを選択的に還元可能なゼオライト系の還元触媒を用いることができる。
以上に説明した排気浄化ユニット２０は、ＤＰＦ２２の前後にそれぞれ圧力センサ５１、５２を備え、ＳＣＲ触媒２４の前後にそれぞれ温度センサ５３、５４を備えている。また、ＳＣＲ触媒２４の排気下流側にはＮＯｘセンサ５５を備えている。さらに、排気浄化ユニットの周囲には外気温度を検出する外気温度センサが配置されている。
これらセンサのセンサ値は制御装置６０に送られて、それぞれの位置での圧力や温度、ＮＯｘ濃度が検出される。
尚、演算によって推定可能であるならば、これらセンサは省略可能である。
また、以上に説明した排気浄化ユニット２０は、排気管１１の第１屈曲部２３ａから分岐して、還元剤噴射弁４３を固定するための接続管１２を備えている。この接続管１２を介して、排気ガスの流れ方向と略一致する方向に、還元剤噴射弁４３から還元剤としての尿素水溶液が噴射される。
従って、排気管１１に還元剤噴射弁４３を直接固定する場合と比較して、排気管１１や排気ガス等から還元剤噴射弁４３への熱を伝わり難くすることができる。
（３）強制再生手段
本実施形態の排気浄化システム１０は、ＤＰＦ２２の強制再生制御を行うための強制再生手段を備える。ＤＰＦ２２を５００℃乃至６００℃程度に昇温させ、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭを強制的に燃焼させる強制再生を行うためである。
本実施形態では、内燃機関５でのポスト噴射等によって排気管１１内に未燃燃料を供給する燃料噴射弁（図示せず）と、燃料噴射弁からの燃料噴射量や噴射タイミング等、燃料噴射弁の制御を指示するための制御装置６０の制御部と、未燃燃料を酸化して酸化熱を発生させる酸化触媒２１とが、強制再生手段を構成する。
尚、強制再生手段は上記構成例に限られず、排気ガスを５００℃乃至６００℃程度に昇温させることができるものであればよい。例えば、ポスト噴射に拠らずに酸化触媒２１に未燃燃料を供給する装置を利用して強制再生手段を構成してもよい。また、バーナや電熱線等の加熱装置を備え、直接ＤＰＦ２２を加熱するようにしてもよい。
（４）還元剤供給装置
還元剤供給装置４０は、尿素水溶液を貯蔵する貯蔵タンク４１と、圧送ポンプ４２と、還元剤噴射弁４３とを主たる構成要素として備えている。
このうち、貯蔵タンク４１及び圧送ポンプ４２が第１の供給通路４４によって接続され、圧送ポンプ４２及び還元剤噴射弁４３が第２の供給通路４５によって接続されている。この第２の供給通路４５には圧力センサ５６が設けられており、センサ値が制御装置６０に送信され、第２の供給通路４５内の圧力が検出される。
また、第２の供給通路４５及び貯蔵タンク４１が第３の供給通路４６によって接続されており、これにより、第２の供給経路４５に供給された余剰の尿素水溶液を、貯蔵タンク４１に戻すことができる。
また、還元剤供給装置４０は、尿素水溶液の流路を、貯蔵タンク４１から還元剤噴射弁４３へ向かう順方向から、還元剤噴射弁４３から貯蔵タンク４１へ向かう逆方向に切り換える機能を持ったリバーティングバルブ４７を備えている。即ち、本実施形態の排気浄化システム１０は、内燃機関５の停止時に、還元剤供給装置４０に充填されていた尿素水溶液を貯蔵タンク４１に回収可能な構成を有している。
この還元剤供給装置４０の構成要素のうち、圧送ポンプ４２は、第２の供給経路４５内の圧力が所定値で維持されるように、貯蔵タンク４１内の尿素水溶液を汲み上げて還元剤噴射弁４３に圧送する。圧送ポンプ４２として、代表的には電動式ポンプが用いられる。
また、還元剤噴射弁４３は、制御装置６０から出力される制御信号によって還元剤噴射弁４３が開かれたときに、尿素水溶液を排気管１１中に噴射する。還元剤噴射弁４３としては、例えばＤＵＴＹ制御によって開弁のＯＮ−ＯＦＦが制御されるＯＮ−ＯＦＦ弁が用いられる。
このような還元剤噴射弁４３を構成する電子部分や樹脂部分等は比較的熱に弱く、その耐熱温度Ｔｌｉｍは１４０℃乃至１５０℃程度である一方、通常運転時における排気ガス温度は、２００℃乃至３００℃程度である。
そのため、この還元剤供給装置４０は、還元剤噴射弁４３のハウジングに設けられた冷却水通路３５と、内燃機関５の冷却水通路３３から分岐して冷却水通路３５に連通する冷却水循環通路３３・３４と、冷却水循環通路３３・３４を流れる冷却水の流量を調節する冷却水流量制御弁３１・３２とを備えている。
これにより、内燃機関５の冷却水を還元剤噴射弁４３の冷却水通路３５に循環させ、還元剤噴射弁４３の温度を７０℃乃至８０℃程度に保ち、還元剤噴射弁４３の熱損傷を防止することができる。
また、還元剤噴射弁４３からの還元剤の噴射を行うために、貯蔵タンク４１内の相対的に低温である尿素水溶液が還元剤噴射弁４３に圧送されるので、還元剤噴射弁４３から尿素水溶液への熱移動によっても、還元剤噴射弁４３の放熱が促される。
上述のエンジン冷却水の循環や、尿素水溶液への熱移動による還元剤噴射弁４３の放熱は、特に、内燃機関５の運転中において行われる。
内燃機関５の運転中にエンジン冷却水が循環し、また、内燃機関５の運転中に還元剤噴射弁４３へ尿素水溶液が圧送されるためである。
２．制御装置
（１）全体構成
次に、図２を参照して、本発明の実施の一形態に係る排気浄化システム１０に備えられる制御装置６０を、噴射弁動作検出部６１と、温度検出部６２と、強制再生制御部６３と、待ち時間算定部６４と、還元剤回収処理許可部６５とに大別して、具体的に説明する。これらの各部は、典型的には、マイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現される。
即ち、図２は、排気浄化システム１０に備えられた制御装置６０のうち、還元剤噴射弁の噴射停止後における噴射板の噴射口の詰まりを回避するための制御に関する部分を、機能的なブロックで表した構成例である。
制御装置６０は、イグニッションスイッチ５７の信号や各圧力センサや各温度センサをはじめとして、機関回転数Ｎｅを検出する回転数センサ、車両の車速Ｖを検出する車速センサ、アクセルペダルの操作量Ａｃｃを検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの操作量Ｂｒｋを検出するブレーキセンサ等の各種センサ信号が読込み可能に構成されている。また、制御装置６０には、各部での演算結果や検出結果を記憶するための図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）が備えられている。
尚、制御装置６０は、内燃機関５の運転中にあっては、第２の供給経路４５内の圧力が所定値で維持されるように圧送ポンプ４２の駆動を制御するとともに、機関回転数ＮｅやＳＣＲ触媒の排気下流側に設けられたＮＯｘセンサ５５のセンサ値等に基づいて、還元剤噴射弁４３の駆動を制御する。
また、制御装置６０は、内燃機関を始動及び停止するためのイグニッションスイッチ５７によるオン及びオフの信号を検出し、さらに好適には、還元剤噴射弁４３の動作、特に噴射開始及び噴射停止も検出し、内燃機関５の停止の際にイグニッションスイッチ５７のオフの信号又は還元剤噴射弁４３の噴射停止を検出したときには、それらの検出時点のうちのいずれか早い方の検出時点における還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖを検出し、当該噴射弁温度Ｔｕｄｖに基づいて待ち時間Ｔ１を算定し、上記早い方の検出時点から当該待ち時間Ｔ１だけ待ってから還元剤回収処理を許可するように構成されている。
さらに、制御装置６０は、上記待ち時間Ｔ１だけ待った後の還元剤回収処理の許可に応じて、還元剤回収処理即ちパージ処理を実行する。即ち、尿素水溶液の流路を順方向から逆方向に切り換えるための信号を、リバーティングバルブ４７に対して出力するとともに、還元剤噴射弁４３を開弁させて圧送ポンプ４２を駆動させるための信号を、圧送ポンプ４２及び還元剤噴射弁４３に対して出力することにより、還元剤噴射弁４３及び還元剤供給経路の内部に存在する還元剤を貯蔵タンク４１に回収する。
本発明の実施の一形態に係る排気浄化システム１０に備えられる制御装置６０は、還元剤回収処理の実行前に、還元剤噴射弁４３内部における噴射口近傍に付着した尿素水溶液の液滴が後述する吸水効果により還元剤噴射弁４３外部へ吸い出されるための待ち時間Ｔ１を設けて、還元剤噴射弁の噴射停止後における噴射板の噴射口の詰まりを回避するための制御を行ってから還元剤回収処理を実行することにより、尿素水溶液の固化に起因した還元剤供給経路や還元剤噴射弁、特に噴射板の噴射口の詰まりや破損等の発生を回避し、その結果として還元剤回収処理や排気浄化の効率の低下を防止するものである。
（２）噴射弁動作検出部
噴射弁動作検出部６１は、還元剤噴射弁４３の動作、特に噴射開始及び噴射停止を検出する。
本発明に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法の実施の形態のうち、イグニッションスイッチ５７のオフの検出に加えて還元剤噴射弁４３の噴射停止の検出に基づいて制御を行う実施の形態においては、噴射停止の検出時点における噴射弁温度Ｔｕｄｖに基づいて待ち時間Ｔ１を算定する。従って、噴射弁動作検出部６１は、還元剤噴射弁４３の噴射停止を検出する。
また、当該実施の形態において、待ち時間Ｔ１が経過するまでの間に還元剤噴射弁４３の噴射が再度開始された場合には、時間Ｔを計測するタイマをリセットする必要があるので、噴射弁動作検出部６１は、還元剤噴射弁４３の噴射開始も検出する。
（３）温度検出部
温度検出部６２は、温度センサ５３を用いて還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖを検出するためのものであるが、直接検出できない場合には、その近傍のＤＰＦ２２下流側温度Ｔｄｐｆ等から算出乃至推測してもよい。
（４）強制再生制御部
強制再生制御部６３は、ＤＰＦ２２の前後に設けられた圧力センサ５１、５２から求められる差圧に基づいて、ＰＭの堆積量Ｖｐｍを推定する。そして、推定ＰＭ堆積量Ｖｐｍが所定の閾値Ｖｐｍ０を超えたときに、ＤＰＦ２２の強制再生が必要であると判定し、強制再生手段に対して、強制再生を実行するための信号を送信する。
また、強制再生制御部６３は、推定ＰＭ堆積量Ｖｐｍが所定量まで低下したことをきっかけとして、強制再生手段に対して送信していた、強制再生を実行するための信号を停止する。
（５）待ち時間算定部
待ち時間算定部６４は、イグニッションスイッチ５７がオフされたことを検出したとき、又は、還元剤噴射弁４３の噴射停止を噴射弁動作検出部６１を通じて検出したときは、当該検出に応じて、それらの検出時点のうちのいずれか早い方の検出時点における還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖを温度検出部６２を通じて検出する。ここで、「噴射弁温度Ｔｕｄｖの検出」には、上述のように、噴射弁温度Ｔｕｄｖを直接検出することの他、例えば噴射弁４３近傍のＤＰＦ２２下流側温度Ｔｄｐｆ等から算出乃至推測することも含む。
そして、待ち時間算定部６４は、上記早い方の検出時点における還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖに基づいて待ち時間Ｔ１を算定する。この待ち時間Ｔ１は、後述する制御の動作手順において、上記早い方の検出時点から還元剤回収処理を許可するまでの待ち時間として用いられる。
本発明に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法において、還元剤回収処理の実行前に待ち時間Ｔ１を設ける理由の概略は、上述の通り、還元剤噴射弁４３内部における噴射口近傍に付着した尿素水溶液の液滴が吸水効果により還元剤噴射弁４３外部へ吸い出されるのを待つことにより、還元剤噴射弁の噴射停止後における噴射板の噴射口の詰まりを回避し、その後に還元剤回収処理を実行することにより、尿素水溶液の固化に起因した還元剤供給経路や還元剤噴射弁、特に噴射板の噴射口の詰まりや破損等の発生を回避し、その結果として還元剤回収処理や排気浄化の効率の低下を防止するものである。
ここで、本発明に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法が基礎とする原理について、さらに詳細に説明する。
図３は、本発明の実施の一形態に係る排気浄化システムにおける還元剤噴射弁温度及び還元剤固化温度等の変化の一例を示すグラフである。
時刻ｔ１においてイグニッションスイッチ５７がオフされて内燃機関５が停止すると、内燃機関５の冷却水の循環も停止して還元剤噴射弁４３の放熱効率が低下するので、還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖはその時点からある程度の時間に亘って上昇し、最高到達温度Ｔｕｄｖｍａｘに到達した後に低下していることが見て取れる。
このように、イグニッションスイッチ５７がオフされた後、噴射弁温度Ｔｕｄｖは上昇するので、還元剤噴射弁４３内に残存する尿素水溶液の温度も上昇し、尿素水溶液の水分が気化して濃度が上昇し、その結果、当該残存尿素水溶液の固化温度Ｔ０も上昇する。
即ち、噴射弁温度Ｔｕｄｖの上昇に少し遅れて追従するようにして、残存尿素水溶液の固化温度Ｔ０も、当該水溶液の濃度の上昇に伴って上昇することも、図３に示される通りである。
そして、噴射弁温度Ｔｕｄｖが低下してきて、時刻ｔ２において残存尿素水溶液の固化温度Ｔ０である固化ポイントまで低下すると、還元剤噴射弁４３の残存尿素水溶液に固化即ち凝固が発生することとなる。
図４は、本発明の実施の一形態に係る排気浄化システムにおける還元剤噴射弁温度及び還元剤固化温度等の変化の他の例を示すグラフである。
図４の例においては、イグニッションスイッチ５７がオフされる時刻ｔ１より前の時刻ｔ０において、ＤＰＦ２２の強制再生制御が開始されており、それに伴う噴射弁温度Ｔｕｄｖ及びＤＰＦ２２下流側温度Ｔｄｐｆの上昇が見て取れるが、その他の点については、上記図３の例とほぼ同様である。
図３及び図４のグラフに示される尿素水溶液の温度の上昇による濃度及び固化温度Ｔ０の上昇は、図８のグラフに示される尿素水溶液の特性によるものであり、温度上昇が大きい場合の方が尿素水溶液の濃度及び固化温度Ｔ０の上昇も大きくなる。
還元剤噴射弁４３内部に残存する尿素水溶液についても、還元剤噴射弁４３外部に付着した尿素水溶液についても、尿素水溶液の温度の上昇による濃度及び固化温度Ｔ０の上昇は発生するが、還元剤噴射弁４３外部に付着した尿素水溶液の方が、排気管１１，２３ａ，２３ｂを通過する高温の排気ガスに直接曝されるため、濃度及び固化温度Ｔ０の上昇が大きくなり、還元剤噴射弁４３内部に残存する尿素水溶液と比較して高い温度で早期に固化する傾向がある。
図５は、本発明に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法が基礎とする、還元剤噴射弁における固化還元剤の吸水作用を説明するための模式図である。
図５（ａ）に示すように、排気浄化システムが備える還元剤供給装置の還元剤噴射弁４３は、貫通孔を有する狭窄部が内部に設けられた円筒状部材４３１と、狭窄部に嵌合する先端部４３２ａを有し、円筒状部材４３１の中心軸方向に駆動されることにより貫通孔を開閉するピン部材４３２と、円筒状部材４３１とピン部材４３２との間の間隙及び貫通孔を通過して供給される還元剤としての尿素水溶液を噴射するための噴射口４３３ａが設けられた噴射板（オリフィスプレート）４３３とを備えている。
貯蔵タンク４１から還元剤供給通路を通って供給される尿素水溶液は、還元剤噴射弁４３の円筒状部材４３１内に送り込まれ、ピン部材４３２が駆動されて先端部４３２ａが円筒状部材４３１の狭窄部から離隔することにより円筒状部材４３１とピン部材４３２との間の間隙及び貫通孔を通過して、噴射板４３３の噴射口４３３ａから排気管２３ｂ内に噴射される。
イグニッションスイッチ５７のオフ又は内燃機関の動作状態に応じて還元剤噴射弁４３による還元剤の噴射が停止される際には、図５（ｂ）に示すように、ピン部材４３２の駆動により円筒状部材４３１の狭窄部にピン部材４３２の先端部４３２ａが嵌合されて還元剤供給経路が遮断され、これにより、還元剤の噴射が停止される。
その際、多くの場合には、噴射板４３３の噴射口４３３ａ近傍における還元剤噴射弁４３外部側、内部側にそれぞれ還元剤の液滴Ｄ１，Ｄ２が付着する。
前述のように、還元剤噴射弁４３外部に付着した尿素水溶液の液滴Ｄ１の方が、排気管を通過する高温の排気ガスに直接曝されるため、濃度及び固化温度Ｔ０の上昇が大きくなり、図５（ｃ）に示すように、還元剤噴射弁４３内部に残存する液滴Ｄ２よりも早期に固化し結晶化する。
すると、結晶の吸水作用により、図５（ｄ）に示すように、還元剤噴射弁４３内部に残存する液滴Ｄ２が、外部で固化した液滴Ｄ１に吸収されるようにして噴射口４３３ａから外部へ吸い出される。
本発明に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法は、固化還元剤の吸水作用に基づき、還元剤の噴射停止後に待ち時間Ｔ１を設けることにより、還元剤噴射弁４３内部における噴射口４３３ａ近傍に残存する還元剤の液滴が噴射口４３３ａ外部へ吸い出されるのを待ち、それにより、還元剤噴射弁の噴射停止後における噴射板の噴射口の詰まりを回避し、その後に還元剤回収処理を実行することにより、尿素水溶液の固化に起因した還元剤供給経路や還元剤噴射弁、特に噴射板の噴射口の詰まりや破損等の発生を回避し、その結果として還元剤回収処理や排気浄化の効率の低下を防止するものである。
待ち時間Ｔ１は、イグニッションスイッチ５７のオフ又は還元剤噴射弁４３の噴射停止の検出時点のうちのいずれか早い方の検出時点における還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖに基づいて算定する。尚、イグニッションスイッチ５７がオフされたときには、直ちに還元剤噴射弁４３による還元剤の噴射は停止されるので、イグニッションスイッチ５７のオフ又は還元剤噴射弁４３の噴射停止の検出時点のうちのいずれか早い方の検出時点とは、実質的にほぼ同一の時点を意味している。
当該検出時点における噴射弁温度Ｔｕｄｖに基づいて待ち時間Ｔ１を算定する理由は、還元剤噴射弁４３外部に付着した尿素水溶液の液滴が固化する時間は、噴射弁温度Ｔｕｄｖに応じて変化するからである。即ち、噴射弁温度Ｔｕｄｖが低ければ尿素水溶液の濃度及び固化温度Ｔ０の上昇は小さいので、尿素水溶液の液滴が固化する時間は長くなり、噴射弁温度Ｔｕｄｖが高ければ尿素水溶液の濃度及び固化温度Ｔ０の上昇は大きいので、尿素水溶液の液滴が固化する時間は短くなる。
従って、上記検出時点における還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖに基づいてその後に到達すると推測される最高到達温度Ｔｕｄｖｍａｘを考慮し、かつ、噴射弁外部及び内部の温度差を考慮し、還元剤噴射弁４３外部に付着した尿素水溶液の液滴は固化するが、還元剤噴射弁４３内部に残存する液滴はまだ固化しない程度の待ち時間Ｔ１を算定する。
尚、待ち時間Ｔ１の算定においては、還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖの他に、実施の対象となる実機に固有の種々の条件が影響することがあり得るので、予め実機で試験を行い、上記検出時点における還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖを特定するだけで最適な待ち時間Ｔ１を十分な精度で算定できるようにしておくことが望ましい。
待ち時間Ｔ１の算定は、より具体的には、上記検出時点における還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖから最高到達温度Ｔｕｄｖｍａｘを推定し、かつ、噴射弁外部及び内部の温度差を考慮して、噴射弁外部及び内部の尿素水溶液の濃度を算定し、それらの濃度に対応する噴射弁外部及び内部の尿素水溶液の固化温度Ｔ０を、図８のグラフと同様に尿素水溶液の濃度と固化温度Ｔ０との関係を表す特性マップに基づいてそれぞれ特定し、還元剤噴射弁４３外部に付着した尿素水溶液の液滴は固化するが、還元剤噴射弁４３内部に残存する液滴はまだ固化しない程度の待ち時間Ｔ１を算定する。従って、待ち時間Ｔ１の値は、必ずしも厳密に特定されなければならないものではなく、ある程度の許容範囲内において算定乃至選定される。上記特性マップは、制御装置６０内の所定の記憶手段に記憶されているものとするとよい。
より高精度な算定を行うためには、還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖの他に、最高到達温度Ｔｕｄｖｍａｘに到達する際の還元剤噴射弁４３の温度勾配δＴｕｄｖ、外気温度Ｔｏｕｔ、及び、必要に応じた他の条件を適宜組み合わせて、残存尿素水溶液の濃度及び固化温度Ｔ０並びに待ち時間Ｔ１の算定を行うようにするとよい。温度勾配δＴｕｄｖが急である場合や外気温度Ｔｏｕｔが高い場合は、残存尿素水溶液の濃度がより高くなり、当該残存尿素水溶液の固化温度Ｔ０もより高くなる傾向があるからである。
（６）還元剤回収処理許可部
還元剤回収処理許可部６５は、待ち時間算定部６４により待ち時間Ｔ１が算定されたら直ちにタイマによる時間Ｔの計測を開始し、計測時間Ｔが待ち時間Ｔ１に到達したか（Ｔ≧Ｔ１？）否かに応じて、即ち、計測時間Ｔが待ち時間Ｔ１に到達したら、還元剤回収処理を許可し、当該許可に応じて還元剤回収処理が開始される。
待ち時間算定部６４による待ち時間Ｔ１の算定は、実際には、制御装置６０を構成するマイクロコンピュータによるプログラムの実行によって瞬時に行われるので、還元剤回収処理許可部６５におけるタイマによる時間Ｔの計測開始時点は、還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖの検出時点と実質的に同一である。
３．制御方法
以下、フローチャートを用いて、本発明の実施の一形態に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法の具体例について説明する。
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法の動作手順を示すフローチャートであり、特に、イグニッションスイッチ５７のオフの検出に応じて噴射弁温度Ｔｕｄｖを検出して待ち時間Ｔ１を算定する場合における動作手順を具体的に示すフローチャートである。
先ず、制御装置６０、特に待ち時間算定部６４がイグニッションスイッチ５７のオフを検出すると（ステップＳ１）、待ち時間算定部６４は、温度検出部６２を通じて還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖを検出する（ステップＳ２）。尚、イグニッションスイッチ５７がオフされると直ちに還元剤噴射弁４３による還元剤噴射も停止されるので、実質的に、噴射停止時点における噴射弁温度Ｔｕｄｖを検出しているということができる。
待ち時間算定部６４は、検出した噴射弁温度Ｔｕｄｖに基づいて待ち時間Ｔ１を算定する（ステップＳ３）。具体的には、検出した噴射弁温度Ｔｕｄｖに基づいて、噴射弁外部及び内部の温度差を考慮して、噴射弁外部及び内部の尿素水溶液の濃度及び固化温度Ｔ０を算定し、還元剤噴射弁４３外部に付着した尿素水溶液の液滴は固化するが、還元剤噴射弁４３内部に残存する液滴はまだ固化しない程度の待ち時間Ｔ１を算定する。その過程において、必要に応じて、噴射弁温度Ｔｕｄｖから最高到達温度Ｔｕｄｖｍａｘを推定して、待ち時間Ｔ１を算定してもよい。
待ち時間Ｔ１が算定されると、還元剤回収処理許可部６５は、直ちにタイマによる時間Ｔの計測を開始する（ステップＳ４）。
そして、還元剤回収処理許可部６５は、計測時間Ｔが待ち時間Ｔ１に到達したか（Ｔ≧Ｔ１？）否かを判断し（ステップＳ５）、計測時間Ｔが待ち時間Ｔ１に到達したら、還元剤回収処理を許可する。
還元剤回収処理許可部６５により還元剤回収処理が許可されると、当該許可に応じて、還元剤供給装置４０は、還元剤回収処理を開始する（ステップＳ６）。還元剤回収処理が終了したことが確認されると（ステップＳ７）、本実施の形態の動作手順が終了する。
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法の動作手順を示すフローチャートであり、特に、還元剤噴射弁４３の噴射停止の検出に応じて噴射弁温度Ｔｕｄｖを検出して待ち時間Ｔ１を算定する場合における動作手順を具体的に示すフローチャートである。
先ず、制御装置６０、特に噴射弁動作検出部６１が還元剤噴射弁４３の噴射停止を検出すると（ステップＳ１１）、待ち時間算定部６４は、温度検出部６２を通じて還元剤噴射弁４３の噴射弁温度Ｔｕｄｖを検出する（ステップＳ１２）。
待ち時間算定部６４は、検出した噴射弁温度Ｔｕｄｖに基づいて待ち時間Ｔ１を算定する（ステップＳ１３）。待ち時間Ｔ１の具体的な算定方法は、第１の実施の形態と同様である。
待ち時間Ｔ１が算定されると、還元剤回収処理許可部６５は、直ちにタイマによる時間Ｔの計測を開始する（ステップＳ１４）。
この第２の実施の形態においては、イグニッションスイッチ５７のオフの検出以前に還元剤噴射弁４３の噴射停止が検出される場合を想定しているので、待ち時間Ｔ１が算定されて時間Ｔの計測が開始された後に還元剤噴射弁４３の噴射が再度実行されることもあり得る。
還元剤噴射弁４３の噴射が再度実行されると、当該噴射により噴射弁温度Ｔｕｄｖが変化し、また、還元剤噴射弁４３外部及び内部における噴射板４３３上に付着して固化に向って状態が変化しつつあった尿素水溶液の液滴が流されたり飛ばされたりするので、算定した待ち時間Ｔ１は無効とされなければならず、タイマの計測時間Ｔもリセットされなければならない。
従って、還元剤回収処理許可部６５のタイマによる時間Ｔの計測開始後、噴射弁動作検出部６１は、還元剤噴射弁４３の噴射が再度行われたか否かを監視する（ステップＳ１５）。
噴射弁動作検出部６１は、計測時間Ｔが待ち時間Ｔ１に到達する以前に還元剤噴射弁４３の噴射を検出した場合には、当該検出を待ち時間算定部６４及び還元剤回収処理許可部６５に通知することにより、算定した待ち時間Ｔ１を無効とし、タイマの計測時間Ｔをリセットすべきことを通知する。この場合には、第２の実施の形態の動作手順は最初に戻り、還元剤噴射弁４３の噴射停止が再度検出された場合には、動作手順は最初のステップＳ１１から再度、順次実行される。
一方、還元剤噴射弁４３の噴射が検出されない場合には、イグニッションスイッチ５７のオフが検出されたか否かが監視される（ステップＳ１６）。イグニッションスイッチ５７のオフが検出されることが、還元剤回収処理を実行する前提条件だからである。
イグニッションスイッチ５７のオフは、待ち時間算定部６４が検出して還元剤回収処理許可部６５に通知してもよいし、待ち時間算定部６４及び還元剤回収処理許可部６５がそれぞれ検出するようにしてもよい。
イグニッションスイッチ５７のオフが検出されるのは、計測時間Ｔが待ち時間Ｔ１に到達する前であっても後であってもよい。
イグニッションスイッチ５７のオフが検出されときは、還元剤回収処理許可部６５は、計測時間Ｔが待ち時間Ｔ１に到達したか（Ｔ≧Ｔ１？）否かを判断し（ステップＳ１７）、計測時間Ｔが待ち時間Ｔ１に到達していなかった場合には、計測時間Ｔが待ち時間Ｔ１に到達するのを待ってから還元剤回収処理を許可し、計測時間Ｔが待ち時間Ｔ１に既に到達していた場合には、直ちに還元剤回収処理を許可する。
還元剤回収処理許可部６５により還元剤回収処理が許可されると、当該許可に応じて、還元剤供給装置４０は、還元剤回収処理を開始する（ステップＳ１８）。還元剤回収処理が終了したことが確認されると（ステップＳ１９）、本実施の形態の動作手順が終了する。
以上に説明した図６及び図７のフローチャートに示した本発明の第１及び第２の実施の形態に係る排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法の斯かる動作手順によって、還元剤噴射弁４３内部における噴射口４３３ａ近傍に残存する還元剤の液滴が噴射口４３３ａ外部へ吸い出されるのを待ち、それにより、還元剤噴射弁の噴射停止後における噴射板の噴射口の詰まりを回避し、その後に還元剤回収処理を実行することにより、尿素水溶液の固化に起因した還元剤供給経路や還元剤噴射弁、特に噴射板の噴射口の詰まりや破損等の発生を回避することができ、その結果として還元剤回収処理や排気浄化の効率の低下を防止することができる。
５：内燃機関、１０：排気浄化システム、１１：排気管、１２：接続管、２０：排気浄化ユニット、２０ａ・２０ｂ：フランジ部、２１：酸化触媒、２２：ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、２３ａ・２３ｂ：屈曲部、２４：ＳＣＲ触媒、３１・３２：冷却水循環バルブ、３３・３４：冷却水循環通路、４０：還元剤供給装置、４１：貯蔵タンク、４２：圧送ポンプ、４３：還元剤噴射弁、４４：第１の供給通路、４５：第２の供給通路、４６：第３の供給通路、５１・５２：圧力センサ、５３・５４：温度センサ、５５：ＮＯｘセンサ、５６：圧力センサ、５７：イグニッションスイッチ、６０：制御装置、６１：噴射弁動作検出部、６２：温度検出部、６３：強制再生制御部、６４：待ち時間算定部、６５：還元剤回収処理許可部、４３１：円筒状部材４３１、４３２：ピン部材、４３２ａ：先端部、４３３：噴射板（オリフィスプレート）、４３３ａ：噴射口

Claims (6)

  1. 内燃機関の排気ガス中の排気微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、還元剤としての尿素水溶液を貯蔵タンクから還元剤噴射弁へ供給することにより前記排気ガス中に噴射して供給すると共に前記内燃機関を停止する際には供給経路内の前記尿素水溶液を前記貯蔵タンクへ回収する還元剤供給装置と、前記尿素水溶液を用いて前記排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムにおいて、
    前記内燃機関を停止するためのイグニッションスイッチのオフの検出に応じて前記還元剤噴射弁の噴射弁温度を検出し、還元剤回収処理を開始するまでの待ち時間を前記噴射弁温度に基づいて算定する待ち時間算定部と、
    前記待ち時間の経過を条件として前記還元剤回収処理を許可する還元剤回収処理許可部と、
    を有する制御装置を備え、
    前記待ち時間算定部は、前記還元剤噴射弁が備える噴射板の外部側及び内部側に付着した前記尿素水溶液の濃度及び固化温度を前記噴射弁温度に基づいて算定することにより前記待ち時間を算定することを特徴とする排気浄化システム。
  2. 内燃機関の排気ガス中の排気微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、還元剤としての尿素水溶液を貯蔵タンクから還元剤噴射弁へ供給することにより前記排気ガス中に噴射して供給すると共に前記内燃機関を停止する際には供給経路内の前記尿素水溶液を前記貯蔵タンクへ回収する還元剤供給装置と、前記尿素水溶液を用いて前記排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムにおいて、
    前記還元剤噴射弁の噴射停止の検出に応じて前記還元剤噴射弁の噴射弁温度を検出し、還元剤回収処理を開始するまでの待ち時間を前記噴射弁温度に基づいて算定する待ち時間算定部と、
    前記内燃機関を停止するためのイグニッションスイッチのオフの検出及び前記待ち時間の経過を条件として前記還元剤回収処理を許可する還元剤回収処理許可部と、
    を有する制御装置を備え、
    前記待ち時間算定部は、前記還元剤噴射弁が備える噴射板の外部側及び内部側に付着した前記尿素水溶液の濃度及び固化温度を前記噴射弁温度に基づいて算定することにより前記待ち時間を算定することを特徴とする排気浄化システム。
  3. 前記待ち時間の経過前に前記還元剤噴射弁の噴射が実行された場合には、前記待ち時間算定部及び前記還元剤回収処理許可部は、前記待ち時間を無効とすることを特徴とする請求項２に記載の排気浄化システム。
  4. 前記待ち時間算定部は、前記噴射板の外部側に付着した前記尿素水溶液の液滴は固化するが、前記噴射板の内部側に付着した前記尿素水溶液の液滴は固化しない程度の時間として前記待ち時間を算定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の排気浄化システム。
  5. 内燃機関の排気ガス中の排気微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、還元剤としての尿素水溶液を貯蔵タンクから還元剤噴射弁へ供給することにより前記排気ガス中に噴射して供給すると共に前記内燃機関を停止する際には供給経路内の前記尿素水溶液を前記貯蔵タンクへ回収する還元剤供給装置と、前記尿素水溶液を用いて前記排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムの制御方法において、
    前記内燃機関を停止するためのイグニッションスイッチのオフの検出に応じて前記還元剤噴射弁の噴射弁温度を検出し、前記還元剤噴射弁が備える噴射板の外部側及び内部側に付着した前記尿素水溶液の濃度及び固化温度を前記噴射弁温度に基づいて算定することにより還元剤回収処理を開始するまでの待ち時間を算定する過程と、
    前記待ち時間の経過を条件として前記還元剤回収処理を許可する過程と、
    を有することを特徴とする排気浄化システムの制御方法。
  6. 内燃機関の排気ガス中の排気微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、還元剤としての尿素水溶液を貯蔵タンクから還元剤噴射弁へ供給することにより前記排気ガス中に噴射して供給すると共に前記内燃機関を停止する際には供給経路内の前記尿素水溶液を前記貯蔵タンクへ回収する還元剤供給装置と、前記尿素水溶液を用いて前記排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、を排気上流側から順次に備えた排気浄化システムの制御方法において、
    前記還元剤噴射弁の噴射停止の検出に応じて前記還元剤噴射弁の噴射弁温度を検出し、前記還元剤噴射弁が備える噴射板の外部側及び内部側に付着した前記尿素水溶液の濃度及び固化温度を前記噴射弁温度に基づいて算定することにより還元剤回収処理を開始するまでの待ち時間を算定する過程と、
    前記内燃機関を停止するためのイグニッションスイッチのオフの検出及び前記待ち時間の経過を条件として前記還元剤回収処理を許可する過程と、
    を有することを特徴とする排気浄化システムの制御方法。
JP2016003129A 2013-03-27 2016-01-11 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法 Active JP6067894B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201720776856.7U CN207209599U (zh) 2013-03-27 2017-06-29 隔膜卷芯以及隔膜卷绕体

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013067089 2013-03-27
JP2013067089 2013-03-27

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015508163A Division JP5959082B2 (ja) 2013-03-27 2014-02-14 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016106195A JP2016106195A (ja) 2016-06-16
JP6067894B2 true JP6067894B2 (ja) 2017-01-25

Family

ID=51623356

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015508163A Active JP5959082B2 (ja) 2013-03-27 2014-02-14 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法
JP2016003129A Active JP6067894B2 (ja) 2013-03-27 2016-01-11 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015508163A Active JP5959082B2 (ja) 2013-03-27 2014-02-14 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9759111B2 (ja)
EP (1) EP2998531B1 (ja)
JP (2) JP5959082B2 (ja)
CN (2) CN105051338B (ja)
WO (1) WO2014156355A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10975749B2 (en) * 2017-11-06 2021-04-13 Cummins Emission Solutions Inc. Systems and methods for heating reductant
EP3906358A4 (en) * 2019-01-02 2022-07-20 Volvo Truck Corporation METHOD FOR OPERATING A UREA DOSING SYSTEM IN AN ENGINE SYSTEM, AND ENGINE SYSTEM COMPRISING SUCH DOSING SYSTEM
DE112020001222B4 (de) 2019-03-14 2024-05-02 Cummins Inc. Dieselabgasfluiddosiererschutz bei kalten Umgebungstemperaturbedingungen durch Verfahren zur Zylinderabschaltung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4730278B2 (ja) 2006-10-20 2011-07-20 株式会社デンソー エンジンの排気浄化装置
JP5139765B2 (ja) 2007-10-12 2013-02-06 ボッシュ株式会社 還元剤供給システムの制御装置及び制御方法
CN102395763A (zh) 2009-04-13 2012-03-28 博世株式会社 车辆用的排气净化装置
JP5912232B2 (ja) * 2010-07-08 2016-04-27 いすゞ自動車株式会社 Ｓｃｒシステム
JP5653208B2 (ja) 2010-12-27 2015-01-14 ボッシュ株式会社 還元剤供給装置およびその制御方法
JP5087188B2 (ja) 2010-12-27 2012-11-28 ボッシュ株式会社 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法
JP5834773B2 (ja) 2011-10-28 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP5834831B2 (ja) 2011-11-28 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2998531B1 (en) 2018-09-26
CN207209599U (zh) 2018-04-10
EP2998531A1 (en) 2016-03-23
WO2014156355A1 (ja) 2014-10-02
CN105051338A (zh) 2015-11-11
JP2016106195A (ja) 2016-06-16
US9759111B2 (en) 2017-09-12
JP5959082B2 (ja) 2016-08-02
US20160061080A1 (en) 2016-03-03
CN105051338B (zh) 2018-07-13
JPWO2014156355A1 (ja) 2017-02-16
EP2998531A4 (en) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9255511B2 (en) Exhaust purification system and method for controlling exhaust purification system
WO2012090800A1 (ja) 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法
US8413427B2 (en) Dosing control systems and methods
JP4978635B2 (ja) 排気浄化システムの制御装置
JP5880514B2 (ja) エンジンの排気浄化システム
JP6067894B2 (ja) 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法
JP2008138583A (ja) エンジンの排気浄化装置
JP2010209771A (ja) 排気浄化システムの異常診断装置及び排気浄化システム
JP5653208B2 (ja) 還元剤供給装置およびその制御方法
JP5136450B2 (ja) 排気浄化システムの異常診断装置
JP5051148B2 (ja) 排気浄化システムの異常診断装置
JP5796777B2 (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置及び尿素の堆積検出方法
JPWO2014102932A1 (ja) 内燃機関の排気浄化システム
JP5062780B2 (ja) 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法
JP5698525B2 (ja) 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法
JP5880593B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP6077114B2 (ja) 還元剤供給装置及び排気浄化システム
JP2012137036A5 (ja)
JP6108534B2 (ja) 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法
WO2014171261A1 (ja) 排気浄化システム及び排気浄化システムの制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161221

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6067894

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250