JP6565993B2 - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。まず、本発明に係る排気浄化装置が適用されるエンジンの全体構成について、図1に基づいて説明する。図1に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される4サイクルのディーゼル車載エンジンであって、エンジン本体1と、エンジン本体1における燃焼に必要な空気を供給する吸気システム3Sと、エンジン本体1から排出された排気ガスを浄化して外部に排出する排気システム4S(排気浄化装置)と、吸気システム3Sによって供給される空気(吸気)を圧縮しつつエンジン本体1に送り出す過給装置50と、排気システム4Sを流通する排気ガスの一部を吸気システム3Sに還流するEGR装置70とを備えている。
図2は、本実施形態のエンジンの制御系統を示すブロック図である。本実施形態のエンジンが搭載される車両は、エンジンを統括的に制御するコントローラ100を備える。コントローラ100は、マイクロプロセッサであり、周知のCPU、ROM、RAM等から構成されている。本実施形態においてコントローラ100は、尿素インジェクタ45及びポンプ46Pの動作を制御する制御部として機能する。なお、コントローラ100は、単一のプロセッサである必要はなく、電気的に接続された複数のプロセッサを含んでいても良い。例えば、コントローラ100は、主にエンジン本体1を制御するための第1のプロセッサと、尿素インジェクタ45及びポンプ46P等のドーシング制御のための第2のプロセッサとを含んでいても良い。
次に、図3〜図6を参照して、尿素インジェクタ45からの尿素水の噴射動作の制御であるドージング制御について、ドージング制御部103がエンジンの通常運転時等に実行するベーシックなドージング制御について説明する。この通常運転時のドージング制御では、SCR触媒43の温度に応じてアンモニアの目標吸着量(図5のQa)を設定し、この目標吸着量に応じた量の尿素水を尿素インジェクタ45から噴射するといった制御が実行される。なお、目標吸着量は、SCR触媒43において吸着可能なアンモニア量に基づいて予め定められる。
以上が、ドージング制御の基本動作である。続いて、尿素インジェクタ45の内部温度が、尿素水の沸騰が生じ得る程度の高温に達する条件において実行されるドージング制御、換言すると尿素インジェクタの保護制御について説明する。この保護制御は、既述の通り、尿素水の沸騰に伴う尿素インジェクタ45のダメージを抑止しつつ、NOxの浄化性能を可及的に低下させないことを企図するもので、主にUI温度推定部104及びUI保護制御部105によって実行される。
図9は、コントローラ100による保護制御の具体例を示すフローチャートである。コントローラ100のドージング制御部103によって図3に示したドージング制御が実行されている状況下において、UI温度推定部104は所定のサンプリング周期に、尿素インジェクタ45の内部温度(UI内部温度)が先述の「所定値1」を超過しているか否かをモニターする(ステップS11)。UI内部温度が「所定値1」未満である場合(ステップS11でNO)、UI保護制御部105は保護制御を実行せず、図3のドージング制御が継続される。
以上説明した本実施形態に係るエンジンの排気システム4S(排気浄化装置)によれば、次のような作用効果を奏する。本実施形態のコントローラ100は、尿素インジェクタ45の内部温度が所定の高温に達すると無条件に尿素水を尿素インジェクタ45から回収する回収動作を実行させるのではなく、尿素インジェクタ45が高温化(UI内部温度が「所定値1」を超過)し、且つ、SCR触媒43に吸着されたアンモニア量が所定の基準吸着量よりも多い状態(NH3吸着量現在値が「所定値2」を超過)という2つの要件が満たされたときに、前記回収動作を実行させる。換言すると、尿素インジェクタ45が高温化する条件であっても、アンモニア量が前記基準吸着量よりも多い状態でなければ尿素水の回収動作が実行されない。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、次のような変形実施形態を取り得る。
4S 排気システム(排気浄化装置)
40 排気通路
43 SCR触媒
44 スリップ触媒
45 尿素インジェクタ
46 尿素タンク
46a 供給管
46P ポンプ(ポンプ装置)
100 コントローラ(制御部)
104 UI温度推定部
105 UI保護制御部(制御部)
Qa 目標吸着量(基準吸着量)
Claims (5)
- エンジン本体から排出される排気ガスが流通する排気通路と、
前記排気通路内に尿素水を供給する尿素インジェクタと、
尿素タンクに貯留された尿素水を前記尿素インジェクタへ供給すると共に、前記尿素インジェクタに供給された尿素水を前記尿素タンクへ回収する動作を実行可能なポンプ装置と、
前記尿素インジェクタよりも下流側の排気通路に設けられ、尿素から生成されるアンモニアの還元作用により排気ガス中のNOxを浄化するSCR触媒と、
前記尿素インジェクタ及び前記ポンプ装置の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記尿素インジェクタの内部温度が所定の高温に達する条件下であって、前記SCR触媒に吸着されたアンモニア量が所定の基準吸着量よりも多い状態の場合に、
前記尿素インジェクタへの尿素水の供給を停止させると共に、前記尿素インジェクタ内の尿素水を前記尿素タンクに回収する回収動作を実行するよう、前記ポンプ装置を制御することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記基準吸着量は、前記SCR触媒において吸着可能なアンモニア量に基づいて予め定められる目標吸着量であり、前記制御部は、前記SCR触媒に吸着されるアンモニア量が前記目標吸着量となるように、前記尿素インジェクタ及び前記ポンプ装置の動作を制御するものであって、
前記制御部は、前記尿素インジェクタの温度が所定の高温に達する条件下であって、前記SCR触媒に吸着されたアンモニア量が前記目標吸着量よりも多い場合に、前記回収動作を実行させる、エンジンの排気浄化装置。 - 請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記目標吸着量は、前記SCR触媒に吸着されるアンモニア量が、前記SCR触媒の温度が高くなるほど低下する可変的な値であり、
前記制御部は、前記可変的な前記目標吸着量に応じて、前記尿素インジェクタ及び前記ポンプ装置の動作を制御する、エンジンの排気浄化装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記制御部は、
前記尿素インジェクタの温度が所定の高温に達する条件下であって、前記SCR触媒に吸着されたアンモニア量が前記基準吸着量よりも多い状態に至っていない場合に、
前記尿素インジェクタへの尿素水の供給量を増量させる制御を行う、エンジンの排気浄化装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記エンジンは、車両に搭載される車載エンジンであり、
前記制御部は、前記車両の車速が所定速度以下の低速であることを、前記尿素インジェクタの内部温度が所定の高温に達したと判定する条件として用いる、エンジンの排気浄化装置。
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