JP6264048B2 - Injection control device - Google Patents
Injection control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6264048B2 JP6264048B2 JP2014003509A JP2014003509A JP6264048B2 JP 6264048 B2 JP6264048 B2 JP 6264048B2 JP 2014003509 A JP2014003509 A JP 2014003509A JP 2014003509 A JP2014003509 A JP 2014003509A JP 6264048 B2 JP6264048 B2 JP 6264048B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- injection
- valve
- intermittent
- open
- urea
- 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.)
- Expired - Fee Related
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
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/90—Injecting reactants
-
- 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
-
- 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
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/01—Engine exhaust gases
- B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
-
- 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
-
- 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
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
-
- 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
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
- F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
-
- 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
- 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
- F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
-
- 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
- F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in 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
- 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
- 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
- F01N2900/1812—Flow rate
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
本発明は、噴射制御装置に関し、特に、内燃機関の排気通路内に配置された排気浄化触媒よりも排気上流側に添加剤を噴射する噴射弁の噴射制御装置に関する。 The present invention relates to an injection control device, and more particularly, to an injection control device for an injection valve that injects an additive upstream of an exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine.
従来、ディーゼルエンジン等の排気通路に設けられる排気浄化触媒として、尿素水から加水分解されて生成されるアンモニア(以下、NH3)を還元剤として排気中の窒素化合物(以下、NOx)を選択的に還元浄化する選択的還元触媒(Selective Catalytic Reduction:以下、SCR)が知られている。このようなSCRを備える排気浄化装置では、SCRの排気上流側に尿素水を噴射する尿素添加弁が設けられている。 Conventionally, as an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of a diesel engine or the like, ammonia compound (hereinafter referred to as NH3) hydrolyzed from urea water is selectively used as a reducing agent, and nitrogen compounds (hereinafter referred to as NOx) in exhaust gas are selectively used. A selective reduction catalyst (hereinafter referred to as SCR) for reducing and purifying is known. In such an exhaust purification device including an SCR, a urea addition valve that injects urea water is provided on the exhaust upstream side of the SCR.
尿素添加弁は高排気温時に熱害の影響を受けて破損する可能性がある。そのため、排気温度が尿素添加弁の耐熱を超えるような場合に適量の尿素噴射を実行して冷却することで、尿素添加弁の熱害による破損を防止する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 The urea addition valve may be damaged due to heat damage at high exhaust temperature. For this reason, there is known a technique for preventing the urea addition valve from being damaged due to heat damage by performing an appropriate amount of urea injection and cooling when the exhaust temperature exceeds the heat resistance of the urea addition valve (for example, patents). Reference 1).
ところで、SCRのNH3吸着量には上限があり、尿素添加弁から尿素水が過剰噴射されると、SCRからスリップしたNH3が大気に放出されるため好ましくない。そのため、従来は、尿素添加弁に過剰噴射を引き起こす故障等が発生した場合は、尿素噴射を完全停止させる処置を行っている。しかしながら、ディーゼル・パティキュレイト・フィルタ(Diesel Particulate Filter:以下、DPF)の強制再生時等、排気温度が高温になる状態で尿素噴射を停止させると、尿素添加弁が熱害の影響を受けて破損する可能性がある。 By the way, there is an upper limit on the amount of NH3 adsorbed by the SCR, and when urea water is excessively injected from the urea addition valve, NH3 slipped from the SCR is released to the atmosphere, which is not preferable. For this reason, conventionally, when a failure or the like causing excessive injection occurs in the urea addition valve, the urea injection is completely stopped. However, if urea injection is stopped while exhaust temperature is high, such as during forced regeneration of a diesel particulate filter (Diesel Particulate Filter: DPF), the urea addition valve will be affected by heat damage. There is a possibility of damage.
本発明の目的は、尿素添加弁の熱害による破損を効果的に防止することができる噴射制御装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the injection control apparatus which can prevent the damage by the heat damage of a urea addition valve effectively.
上述の目的を達成するため、本発明の噴射制御装置は、内燃機関の排気通路内に配置された排気浄化触媒よりも排気上流側に添加剤を噴射する噴射弁の噴射制御装置であって、前記噴射弁の添加剤噴射が過剰噴射になるか否かを判定する過剰噴射判定手段と、前記過剰噴射判定手段が前記噴射弁を過剰噴射になると判定した場合に、前記噴射弁に間欠噴射を指示する噴射指示手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an injection control device of the present invention is an injection control device for an injection valve that injects an additive to an exhaust upstream side of an exhaust purification catalyst arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine, An over-injection determination unit that determines whether or not the additive injection of the injection valve is over-injection, and an intermittent injection to the injection valve when the over-injection determination unit determines that the injection valve is over-injection Injection instructing means for instructing.
前記噴射弁が弁開固着状態にあるか否かを判定する開固着判定手段をさらに備え、前記噴射指示手段は、前記開固着判定手段が前記噴射弁を弁開固着状態にあると判定した場合に、前記噴射弁に間欠噴射を指示するものであってもよい。 In the case where the injection valve further includes an open adhesion determination unit that determines whether or not the injection valve is in a valve open fixed state, and the injection instruction unit determines that the open valve determination unit determines that the injection valve is in a valve open fixed state Alternatively, intermittent injection may be instructed to the injection valve.
前記噴射指示手段は、前記過剰噴射判定手段が前記噴射弁を過剰噴射になると判定し、且つ前記開固着判定手段が前記噴射弁を弁開固着状態にないと判定した場合に、前記噴射弁に所定の噴射間隔の第1間欠噴射を指示し、前記過剰噴射判定手段が前記噴射弁を過剰噴射になると判定し、且つ前記開固着判定手段が前記噴射弁を弁開固着状態にあると判定した場合に、前記噴射弁に前記第1間欠噴射よりも噴射間隔が長い第2間欠噴射を指示するものであってもよい。 The injection instruction means determines that the over-injection determination means determines that the injection valve is over-injected, and the open sticking judgment means determines that the injection valve is not in the valve open sticking state. Instructing the first intermittent injection at a predetermined injection interval, the over-injection determining means determines that the injection valve is over-injected, and the open adhesion determining means determines that the injection valve is in the valve open fixed state In this case, the injection valve may be instructed to perform second intermittent injection having an injection interval longer than the first intermittent injection.
前記噴射指示手段は、前記噴射弁に前記第1間欠噴射を実行させた後、前記過剰噴射判定手段が前記噴射弁を過剰噴射にならないと判定した場合又は、前記噴射弁に前記第2間欠噴射を実行させた後、前記開固着判定手段が前記噴射弁を弁開固着状態にないと判定し、且つ前記過剰噴射判定手段が前記噴射弁を過剰噴射にならないと判定した場合に、前記噴射弁に前記内燃機関の運転状態に応じた噴射量を指示するものであってもよい。 The injection instruction means causes the injection valve to execute the first intermittent injection, and then determines that the excess injection determination means does not cause the injection valve to become excessive injection, or if the injection valve causes the second intermittent injection to the injection valve. When the open sticking determination means determines that the injection valve is not in the valve open sticking state and the excessive injection determination means determines that the injection valve does not become excessive injection, the injection valve Alternatively, an injection amount corresponding to the operating state of the internal combustion engine may be instructed.
前記第1間欠噴射の噴射量は、前記内燃機関が高負荷になるほど多く設定され、前記第2間欠噴射の噴射量は、前記第1間欠噴射の噴射量よりも少なく設定されてもよい。 The injection amount of the first intermittent injection may be set to be larger as the internal combustion engine becomes higher in load, and the injection amount of the second intermittent injection may be set to be smaller than the injection amount of the first intermittent injection.
前記噴射弁が添加剤として尿素水を噴射するものであり、前記排気浄化触媒が尿素水から加水分解されて生成されるアンモニアを還元剤として排気中の窒素化合物を浄化する選択的還元触媒であってもよい。 The injection valve injects urea water as an additive, and the exhaust purification catalyst is a selective reduction catalyst that purifies nitrogen compounds in exhaust gas using ammonia generated by hydrolysis from urea water as a reducing agent. May be.
本発明の噴射制御装置によれば、尿素添加弁の熱害による破損を効果的に防止することができる。 According to the injection control device of the present invention, it is possible to effectively prevent the urea addition valve from being damaged due to heat damage.
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る噴射制御装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, based on an accompanying drawing, the injection control device concerning one embodiment of the present invention is explained. The same parts are denoted by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1に示すように、ディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)10の排気マニホールド10bには、排気を大気に導出する排気通路11が接続されている。この排気通路11には、排気上流側から順に、排気流量センサ20、前段後処理装置30、排気温度センサ21、後段後処理装置40、NOxセンサ27等が設けられている。なお、図1中において、符号22はエンジン回転センサ、符号23はアクセル開度センサ、符号24は車速センサ、符号25は外気温センサ、符号26は冷却水温センサを示している。
As shown in FIG. 1, an
前段後処理装置30は、触媒ケース30a内に上流側から順に、酸化触媒(Diesel Oxidation Catalyst:以下、DOC)31と、DPF32とを配置して構成されている。また、DOC31よりも上流側の排気通路11には、燃料添加弁33が設けられている。
The
燃料添加弁33は、電子制御ユニット(以下、ECU)50から入力される指示信号に応じて、排気通路11内に未燃燃料(主にHC)を噴射する。なお、エンジン10の多段噴射によるポスト噴射を用いる場合は、この燃料添加弁33を省略してもよい。
The
DOC31は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分を担持して形成されている。DOC31は、燃料添加弁33又はポスト噴射によってHCが供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。
The
DPF32は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。DPF32は、排気中のPMを隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、PM堆積量が所定量に達すると、これを燃焼除去するいわゆる強制再生が実行される。強制再生は、燃料添加弁33又はポスト噴射によってDOC31に未燃燃料(HC)を供給し、DPF32に流入する排気温度をPM燃焼温度(例えば、約500〜600℃)まで昇温することで行われる。
The
後段後処理装置40は、ケース40a内に収容されたSCR41を備えて構成されている。また、SCR41よりも上流側の排気通路11には、尿素添加弁42が設けられている。
The
尿素添加弁42は、例えば公知の電磁弁であって、ECU50から入力される指示信号に応じて開閉動作することで、SCR41よりも上流側の排気通路11内に、尿素水タンク43内から尿素水ポンプ44によって圧送される尿素水を噴射する。噴射された尿素水は排気熱により加水分解されてNH3に生成され、下流側のSCR41に還元剤として供給される。
The
SCR41は、例えば、ハニカム構造体等のセラミック製担体表面にゼオライト等を担持して形成されており、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを備えて構成されている。SCR41は、還元剤として供給されるNH3を吸着すると共に、吸着したNH3で通過する排気ガス中からNOxを選択的に還元浄化する。
The
ECU50は、エンジン10や燃料添加弁33、尿素添加弁42等の各種制御を行うもので、公知のCPUやROM、RAM、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。これら各種制御を行うため、ECU50には、各種センサ20〜27のセンサ信号が入力される。
The ECU 50 controls the
また、ECU50は、図2に示すように、正常時噴射制御部51と、尿素過剰噴射判定部52と、弁開固着判定部53と、間欠噴射制御部54と、故障判定部55とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるECU50に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
Further, as shown in FIG. 2, the
正常時噴射制御部51は、本発明の噴射指示手段の一例であって、エンジン10の運転状態に応じた最適な基本噴射モードQ_0で尿素添加弁42の尿素噴射を制御する。この基本噴射モードQ_0は、尿素添加弁42に過剰噴射や弁開固着等が生じていない正常作動時に選択される。以下、基本噴射モードQ_0の噴射量設定手順の一例を説明する。
The normal-time
まず、各種センサ20〜23等で検出されるエンジン10の運転状態に基づいて、エンジン10から排出されるNOx排出量を推定する。なお、SCR41よりも上流側にNOxセンサ(不図示)を配置する場合は、このNOxセンサのセンサ値を直接用いてもよい。
First, the amount of NOx discharged from the
さらに、推定したエンジン10のNOx排出量及びNOxセンサ27のセンサ値に基づいて、SCR41のNOx浄化率に相当するNH3消費量を推定すると共に、このNH3消費量からSCR41の現在のNH3実吸着量を推定する。また、排気温度センサ21のセンサ値(SCR内部温度)から、SCR41の現在のNH3吸着可能量を推定する。そして、これらNH3実吸着量及びNH3吸着可能量に基づいてSCR41のNH3目標吸着量を設定すると共に、このNH3目標吸着量を達成するのに必要な尿素供給量を基本噴射モードQ_0の噴射量として設定する。
Further, based on the estimated NOx emission amount of the
尿素過剰噴射判定部52は、本発明の過剰噴射判定手段の一例であって、尿素添加弁42の尿素噴射が過剰になるか否かを判定する。尿素噴射が過剰になるか否かは、基本噴射モードQ_0の噴射量を設定するために用いられる各種センサ20〜23の故障やエンジン10の故障等、過剰噴射を引き起こす可能性がある故障コードの発生有無等に基づいて判定される。
The urea excessive
弁開固着判定部53は、本発明の開固着判定手段の一例であって、尿素添加弁42が弁開固着状態に有るか否かを判定する。弁開固着の有無は、例えば、尿素添加弁42に出力される指示信号(パルス電流)の変化や、尿素水ポンプ44の出力増加等に基づいて判定される。
The valve open
間欠噴射制御部54は、本発明の噴射指示手段の一例であって、尿素添加弁42に過剰噴射や弁開固着が生じた際に、尿素添加弁42を熱害から保護するのに最適な第1間欠噴射モードQ_1又は第2間欠噴射モードQ_2を選択的に用いて尿素添加弁42の噴射量を制御する。
The intermittent
より詳しくは、尿素添加弁42が弁開固着以外の理由によって過剰噴射を引き起こす可能性がある場合は、第1間欠噴射モードQ_1が選択される。第1間欠噴射モードQ_1の尿素噴射量・噴射間隔は、予めECU50に記憶された第1マップ54a及びエンジン10の運転状態を示す各種センサ20〜26のセンサ値に基づいて設定される。この第1マップ54aにおいて、尿素噴射量は、エンジン10の運転状態が高負荷になるほど多くなるように設定されている。
More specifically, the first intermittent injection mode Q_1 is selected when there is a possibility that the
なお、尿素添加弁42が過剰噴射を引き起こす状態では、正確な噴射量制御が困難なため、多量の噴射指示を行うとNH3スリップを引き起こす可能性がある。このため、第1間欠噴射モードQ_1は、SCR41の現在のNH3吸着可能量に対して十分な余裕を確保できる噴射量で設定される。
In the state where the
一方、尿素添加弁42が弁開固着状態にある場合は、第2間欠噴射モードQ_2が選択される。第2間欠噴射モードQ_2は、尿素添加弁42の弁開固着状態からの復帰を図るための尿素噴射であり、その尿素噴射量・噴射間隔は、予めECU50に記憶された第2マップ54b及び、エンジン10の運転状態を示す各種センサ20〜26のセンサ値に基づいて設定される。
On the other hand, when the
なお、弁開固着時は、尿素水ポンプ44によって圧送される尿素水が尿素添加弁42から恒常的に流れ出す可能性があり、第1間欠噴射モードQ_1と同量の尿素噴射を指示すると多量のNH3スリップを引き起こす虞がある。そのため、図3に示すように、第2間欠噴射モードQ_2の噴射間隔は第1間欠噴射モードQ_1よりも長く設定される。好ましくは、第1間欠噴射モードQ_1の噴射間隔は例えば秒から分のオーダーで設定され、第2間欠噴射モードQ_2の噴射間隔は例えば分のオーダーで設定される。また、図3に示すように、第2間欠噴射モードQ_2の尿素噴射量は第1間欠噴射モードQ_1よりも少なく設定される。特に、第2間欠噴射モードQ_2の尿素噴射量は、少なくとも尿素添加弁42に指示信号(パルス電流)を与えるものであれば良く、尿素添加弁の開固着時の尿素噴射においてもNH3スリップが発生しないように設定されている。
In addition, when the valve is stuck open, urea water pumped by the
故障判定部55は、第1間欠噴射モードQ_1又は第2間欠噴射モードQ_2を実行しても、尿素添加弁42の過剰噴射や弁開固着が解消しない場合(一時的な故障でない場合)に、尿素添加弁42を完全故障と判定する。完全故障の判定結果は、運転者に知らせるべく、図示しない運転室の表示装置に表示される。
Even when the
次に、図4に基づいて、本実施形態の噴射制御装置による制御フローを説明する。なお、図4のフローにおいて、フラグF1は尿素添加弁42の過剰噴射を示す判定フラグであり、過剰噴射の可能性がある場合にオン(F1=1)され、過剰噴射の可能性がない場合にオフ(F1=0)される。また、フラグF2は尿素添加弁42の弁開固着を示す判定フラグであり、弁開固着が生じた場合にオン(F2=1)され、弁開固着が生じていない場合にオフ(F2=0)される。
Next, based on FIG. 4, the control flow by the injection control apparatus of this embodiment is demonstrated. In the flow of FIG. 4, the flag F 1 is a determination flag indicating the excessive injection of the
ステップ(以下、ステップを単にSと記載する)100では、尿素添加弁42の尿素噴射が基本噴射モードQ_0で制御される。S110では、尿素添加弁42が過剰噴射になるか否かが判定される。過剰噴射の可能性がある場合(Yes)はS120に進み、フラグF1がオン(F1=1)に設定される。一方、過剰噴射にならない場合(No)は、S130でフラグF1がオフ(F1=0)に設定されると共に、基本噴射モードQ_0を維持すべくS100に戻される。
In step (hereinafter, step is simply referred to as S) 100, urea injection of the
S140では、尿素添加弁42が弁開固着状態に有るか否かが判定される。弁開固着状態に無い場合(No)は、S150でフラグF2がオフ(F2=0)に設定されると共に、S160で尿素添加弁42の尿素噴射が第1間欠噴射モードQ_1で制御され、その後、本制御はS130に戻される。
In S140, it is determined whether or not the
上述のS140で、尿素添加弁42が弁開固着状態に有ると判定された場合(Yes)は、S200でフラグF2がオン(F2=1)に設定されると共に、S210で尿素添加弁42の尿素噴射が第2間欠噴射モードQ_2で制御される。
In S140 described above, when the
S220では、尿素添加弁42が弁開固着状態に有る否かが再度判定される。第2間欠噴射モードQ_2の実行によって弁開固着が解消された場合(No)は、S230でフラグF2がオフ(F2=0)に設定されてS110に戻される。一方、弁開固着が解消していない場合(Yes)は、S240に進む。
In S220, it is determined again whether or not the
S240では、第2間欠噴射モードQ_2の実行から所定時間が経過したか否かが判定される。所定時間が経過している場合(Yes)は、第2間欠噴射モードQ_2を継続しても弁開固着を解消できる見込みはないため、S250で尿素添加弁42は完全故障と判定される。所定時間が経過していない場合(No)は、第2間欠噴射モードQ_2を継続すべく、S210に戻される。その後、上述のS100〜S250までの各制御ステップは、エンジン10のイグニッションキーOFF操作まで繰り返し実行される。
In S240, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the execution of the second intermittent injection mode Q_2 . If the predetermined time has elapsed (Yes), it is unlikely that the valve-opening sticking can be resolved even if the second intermittent injection mode Q_2 is continued, and thus the
次に、本実施形態に係る噴射制御装置の作用効果を説明する。 Next, the effect of the injection control apparatus according to the present embodiment will be described.
従来装置では、尿素添加弁42に過剰噴射や弁開固着等の機械的故障が生じると、SCR41からのNH3スリップを防止すべく、尿素添加弁42の尿素噴射を完全停止させている。そのため、DPF32の強制再生時等、高排気温時に尿素添加弁42が熱害の影響を受けて破損する課題がある。
In the conventional device, when a mechanical failure such as excessive injection or valve opening sticking occurs in the
これに対し、本実施形態の噴射制御装置は、DPF32の強制再生時等、高排気温状況下で尿素添加弁42に過剰噴射や弁開固着が生じた場合においても、第1間欠噴射モードQ_1を実行することで、尿素添加弁42の冷却効果を維持できるように構成されている。
On the other hand, the injection control device of the present embodiment is also capable of the first intermittent injection mode Q even when excessive injection or valve opening sticking occurs in the
したがって、本実施形態の噴射制御装置によれば、尿素添加弁42の熱害による破損を確実に防止することが可能になる。また、過剰噴射時に尿素噴射を完全停止させる従来装置に比べ、少量でも尿素噴射を実行することで、SCR41のNOx浄化作用を効果的に継続させることができる。また、DPF32の強制再生時等、高排気温状況下で弁開固着が生じた場合においても、第2間欠噴射モードQ_2を実行することで、尿素添加弁42の冷却やSCR41のNOx浄化作用の効果と共に、尿素添加弁42の弁開固着状態からの復帰を図ることができる。
Therefore, according to the injection control device of the present embodiment, it is possible to reliably prevent the
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably and can implement.
例えば、第1間欠噴射モードQ_1や第2間欠噴射モードQ_2の適用は、尿素添加弁42に限定されず、燃料添加弁33の燃料噴射に適用することも可能である。この場合は、燃料添加弁33の熱害による故障を効果的に防止することができる。また、後段後処理装置40はSCR41に限定されず、NOx吸蔵還元型触媒(LNT)であってもよい。また、エンジン10はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他の内燃機関にも広く適用することが可能である。
For example, the application of the first intermittent injection mode Q_1 and the second intermittent injection mode Q_2 is not limited to the
10 エンジン
11 排気通路
20 排気流量センサ
21 排気温度センサ
22 エンジン回転センサ
23 アクセル開度センサ
24 車速センサ
25 外気温センサ
26 冷却水温センサ
27 NOxセンサ
30 前段後処理装置
31 DOC
32 DPF
33 燃料添加弁
40 後段後処理装置
41 SCR
42 尿素添加弁
50 ECU
51 正常時噴射制御部
52 尿素過剰噴射判定部
53 弁開固着判定部
54 間欠噴射制御部
55 故障判定部
DESCRIPTION OF
32 DPF
33
42
51 Normal-time
Claims (4)
前記噴射弁の添加剤噴射が過剰噴射になるか否かを判定する過剰噴射判定手段と、
前記噴射弁が弁開固着状態にあるか否かを判定する開固着判定手段と、
前記過剰噴射判定手段が前記噴射弁を過剰噴射になると判定し、且つ前記開固着判定手段が前記噴射弁を弁開固着状態にないと判定した場合に、前記噴射弁に所定の噴射間隔の第1間欠噴射を指示し、前記過剰噴射判定手段が前記噴射弁を過剰噴射になると判定し、且つ前記開固着判定手段が前記噴射弁を弁開固着状態にあると判定した場合に、前記噴射弁に前記第1間欠噴射よりも噴射間隔が長い第2間欠噴射を指示する噴射指示手段と、を備える
ことを特徴とする噴射制御装置。 An injection control device for an injection valve that injects an additive upstream of an exhaust purification catalyst arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine,
Excessive injection determination means for determining whether or not the additive injection of the injection valve is excessive injection;
An open adhering determination means for determining whether or not the injection valve is in an open valve adhering state;
When the over-injection determining means determines that the injection valve is over-injected, and the open adhesion determining means determines that the injection valve is not in the valve-open fixed state, the injection valve has a predetermined injection interval. 1 injection is instructed, the injection valve determines that the excessive injection determination means determines that the injection valve is over-injected, and the open sticking determination means determines that the injection valve is in the valve open sticking state. And an injection instruction means for instructing a second intermittent injection having an injection interval longer than that of the first intermittent injection .
前記噴射弁に前記第1間欠噴射を実行させた後、前記過剰噴射判定手段が前記噴射弁を過剰噴射にならないと判定した場合又は、前記噴射弁に前記第2間欠噴射を実行させた後、前記開固着判定手段が前記噴射弁を弁開固着状態にないと判定し、且つ前記過剰噴射判定手段が前記噴射弁を過剰噴射にならないと判定した場合に、前記噴射弁に前記内燃機関の運転状態に応じた噴射量を指示する
請求項1に記載の噴射制御装置。 The injection instruction means includes
After causing the injection valve to execute the first intermittent injection, when the excessive injection determination means determines that the injection valve does not become excessive injection, or after causing the injection valve to execute the second intermittent injection, When the open adhering determination means determines that the injection valve is not in the valve open adhering state, and the over injection determining means determines that the injection valve does not become excessive injection, the operation of the internal combustion engine is performed on the injection valve. The injection control device according to claim 1 , wherein an injection amount corresponding to a state is instructed.
請求項1又は2に記載の噴射制御装置。 Injection amount of the first intermittent injection, the internal combustion engine is set much higher becomes the high load, the injection quantity of the second intermittent injection, according to claim 1 or less is set than injection amount of the first intermittent injection 2. The injection control device according to 2.
前記排気浄化触媒が尿素水から加水分解されて生成されるアンモニアを還元剤として排気中の窒素化合物を浄化する選択的還元触媒である
請求項1から3の何れか一項に記載の噴射制御装置。 The injection valve injects urea water as an additive,
The injection control device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the exhaust purification catalyst is a selective reduction catalyst that purifies nitrogen compounds in exhaust using ammonia generated by hydrolysis from urea water as a reducing agent. .
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014003509A JP6264048B2 (en) | 2014-01-10 | 2014-01-10 | Injection control device |
PCT/JP2015/050395 WO2015105155A1 (en) | 2014-01-10 | 2015-01-08 | Injection control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014003509A JP6264048B2 (en) | 2014-01-10 | 2014-01-10 | Injection control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015132194A JP2015132194A (en) | 2015-07-23 |
JP6264048B2 true JP6264048B2 (en) | 2018-01-24 |
Family
ID=53523979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014003509A Expired - Fee Related JP6264048B2 (en) | 2014-01-10 | 2014-01-10 | Injection control device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6264048B2 (en) |
WO (1) | WO2015105155A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6663680B2 (en) * | 2015-10-20 | 2020-03-13 | ボッシュ株式会社 | Control device for reducing agent injection device |
JP6540523B2 (en) * | 2016-01-22 | 2019-07-10 | 株式会社デンソー | Abnormality judgment device |
JP2017186993A (en) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | いすゞ自動車株式会社 | Device and method for detecting fixation |
JP7192522B2 (en) * | 2019-01-23 | 2022-12-20 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust purification device for internal combustion engine and vehicle |
NL2024258B1 (en) * | 2019-11-18 | 2021-07-29 | Visser & Smit Bv | System and method for nox removal |
EP3821971A1 (en) * | 2019-11-18 | 2021-05-19 | Visser & Smit Hanab B.V. | System and method for nox removal |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3984834B2 (en) * | 2001-12-28 | 2007-10-03 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | Exhaust catalyst fuel supply system |
JP3855781B2 (en) * | 2002-01-29 | 2006-12-13 | トヨタ自動車株式会社 | Reducing agent supply device |
JP4389609B2 (en) * | 2004-03-03 | 2009-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JP4453739B2 (en) * | 2007-10-24 | 2010-04-21 | トヨタ自動車株式会社 | Control method of addition valve |
JP2010203268A (en) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Samson Co Ltd | Nox removal device |
JP5246349B2 (en) * | 2010-02-08 | 2013-07-24 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
JP5592759B2 (en) * | 2010-11-08 | 2014-09-17 | ボッシュ株式会社 | Abnormality determination device and abnormality determination method for reducing agent injection valve, and exhaust purification device for internal combustion engine |
-
2014
- 2014-01-10 JP JP2014003509A patent/JP6264048B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-01-08 WO PCT/JP2015/050395 patent/WO2015105155A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015105155A1 (en) | 2015-07-16 |
JP2015132194A (en) | 2015-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6264048B2 (en) | Injection control device | |
JP5296291B2 (en) | Exhaust gas purification system | |
JP6248789B2 (en) | Exhaust purification system | |
EP2172627B1 (en) | Exhaust emission control device | |
JP5093238B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
EP2559876B1 (en) | Exhaust gas purification device, and control method for exhaust gas purification device | |
EP2873823B1 (en) | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine | |
EP3184787B1 (en) | Regeneration device for exhaust-gas purifying device | |
JP5251711B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
WO2014103505A1 (en) | Exhaust purification device for internal combustion engine | |
WO2014102932A1 (en) | Exhaust purification system for internal combustion engine | |
EP3135875B1 (en) | Exhaust purifying system | |
JP6501065B2 (en) | Engine exhaust purification system | |
JP2010249076A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP6398402B2 (en) | Exhaust purification system | |
JP6398401B2 (en) | Exhaust purification system | |
EP3159509B1 (en) | Exhaust gas cleaning system for internal combustion engine and exhaust gas cleaning method for internal combustion engine | |
JP7200896B2 (en) | Exhaust purification device for internal combustion engine and vehicle | |
JP5799591B2 (en) | Internal combustion engine control device | |
JP2019094801A (en) | Engine automatic stop control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170801 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171002 |
|
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: 20171121 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6264048 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |