WO2006049044A1 - 排気浄化装置 - Google Patents

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Mitsuhiro Nishina
Hideki Matsunaga
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Nissan Diesel Motor Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention injects nitrogen oxide (NOx), which is also discharged from a diesel engine, a gasoline engine, etc. mounted on a moving vehicle, into the upstream side of the exhaust gas of the reduction catalyst with a reducing agent mixed with high-pressure air.
  • NOx nitrogen oxide
  • the exhaust purification system of the engine that reduces and removes the exhaust gas will be described in detail by detecting the clogging of the injection nozzle based on the pressure of the high-pressure air and the temperature of the injection nozzle. This relates to an exhaust purification system.
  • the reduction reaction uses ammonia that is highly reactive with NOx, and as the reducing agent, an aqueous urea solution, an aqueous ammonia solution, or other reducing agent aqueous solution that easily generates ammonia by hydrolysis is used (for example, (See Patent Document 1).
  • a reducing agent for example, urea
  • Patent Document 1 JP 2000-27627 A
  • the pressure change of the high-pressure air is detected to determine whether the injection nozzle is clogged
  • the pressure of the high-pressure air generated by a clogging that does not cause a significant adverse effect on the reducing agent injection supply for example, a clogging that causes the precipitated reducing agent to melt and disappear easily due to a rise in the temperature of the injection nozzle. Changes were also sensitively detected, and there was a risk of erroneous detection of a clogged injection nozzle.
  • an object of the present invention is to provide an exhaust purification device that addresses such problems and suppresses erroneous detection of injection nozzle clogging.
  • an exhaust gas purification apparatus in an exhaust system of an engine and reduces and purifies nitrogen oxides in exhaust gas with a reducing agent, and the reducing agent.
  • a reducing agent tank that stores the reducing agent
  • a reducing agent supply means that sucks the reducing agent from the reducing agent tank, mixes it with high-pressure air, and sends it out.
  • the reducing agent mixed with the high-pressure air is exhausted from the exhaust system.
  • An engine exhaust purification device comprising an injection nozzle that injects the exhaust gas upstream of the reduction catalyst in a passage, wherein the pressure of the high-pressure air introduced into the reducing agent supply means and the injection nozzle Clogging detecting means for detecting clogging of the injection nozzle based on the respective temperature detection outputs.
  • the reducing agent tank force The reducing agent is sucked into the reducing agent supply means that sucks the reducing agent and mixes it with the high-pressure air, and the reducing agent is introduced into the exhaust passage.
  • the clogging detection means detects clogging of the injection nozzle based on the temperature of the injection nozzle supplied to the exhaust gas upstream of the reduction catalyst.
  • the clogging detection means compares the pressure of the high-pressure air introduced into the reducing agent supply means with a predetermined threshold value, and compares the temperature of the injection nozzle with the predetermined threshold value.
  • a determination unit that determines whether the injection nozzle is clogged based on the output and outputs a signal indicating the occurrence of clogging.
  • the first comparator compares the pressure of the high-pressure air introduced into the reducing agent supply means with a predetermined threshold value
  • the second comparator compares the temperature of the injection nozzle with the predetermined threshold value.
  • the circuit calculates the logical product of the outputs of the first and second comparators, and both the pressure of the high-pressure air and the temperature of the injection nozzle exceed the threshold value at the judgment unit. Based on the output of the logic operation circuit, the clogging of the injection nozzle is determined and a signal indicating the occurrence of clogging is output.
  • the high-pressure air introduced into the reducing agent supply means has a flow rate adjusted to be constant. As a result, high-pressure air with a constant flow rate is introduced into the reducing agent supply means.
  • the threshold value of the second comparator is equal to or higher than the melting point of the reducing agent.
  • the second comparator compares the temperature above the melting point of the reducing agent with the temperature of the injection nozzle.
  • reducing agent tank force The pressure of the high pressure air introduced into the reducing agent supply means that sucks the reducing agent and mixes it with high pressure air and sends it out, and exhausts the reducing agent.
  • the clogging detection means detects clogging of the injection nozzle based on the temperature of the injection nozzle that supplies the exhaust gas to the upstream side of the reduction catalyst in the passage, thereby suppressing erroneous detection of the clogging of the injection nozzle. Can do.
  • the first comparator compares the pressure of the high-pressure air introduced into the reducing agent supply means with a predetermined threshold value
  • the second comparator compares the pressure of the injection nozzle.
  • the logical operation circuit calculates the logical product of the outputs of the first and second comparators, and when the pressure of the high-pressure air and the temperature of the injection nozzle exceed both threshold values in the judgment unit By determining whether or not the injection nozzle is clogged based on the output of the logical operation circuit and outputting a signal indicating the occurrence of clogging, it is possible to easily determine whether or not the injection nozzle is clogged.
  • the temperature of the injection nozzle is coupled with the output of the first comparator. It is possible to detect a large clogging of the injection nozzle or a clogging of the injection nozzle due to a foreign substance, which is larger than the melting point of the nozzle and does not dissolve the deposited reducing agent. Therefore, the temperature of the injection nozzle is reduced The clogging that causes the reducing agent that has precipitated to melt and disappear easily when it rises above the melting point of the agent eliminates the clogging of the injection nozzle and is a negative effect on the supply of the reducing agent. Only such a large clog can be selectively detected.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an exhaust purification apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a configuration of a main part of the exhaust purification apparatus.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the clogging detecting means of the exhaust gas purification apparatus. Explanation of symbols
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an exhaust gas purification apparatus according to the present invention.
  • This exhaust purification system reduces and removes NOx discharged from diesel engines, gasoline engines, etc. mounted on mobile vehicles using a reducing agent.
  • An exhaust pipe 3 as an exhaust passage for exhausting air from the exhaust manifold 2 to the atmosphere, a NO X reduction catalyst 4 and an injection nozzle 5, and a urea water tank 6 connected to the injection nozzle 5,
  • a urea water supply means 7 is provided, and clogging detection means 8 connected to the injection nozzle 5 and the urea water supply means 7 for detecting clogging of the injection nozzle 5 is provided.
  • a NOx reduction catalyst 4 is provided in the vicinity of the exhaust port 3a of the exhaust pipe 3.
  • This NOx reduction catalyst 4 reduces and purifies NOx in the exhaust gas passing through the exhaust pipe 3 with a reducing agent.
  • a reducing agent for example, it is made of ceramic cordierite or Fe-Cr-Al heat-resistant steel.
  • a zeolite active component is supported on a monolithic catalyst carrier having a cam-shaped cross section. Then, the active component supported on the catalyst carrier is activated by the supply of the reducing agent, and effectively purifies NOx in the exhaust gas into a harmless substance.
  • An injection nozzle 5 is provided on the exhaust upstream side of the reduction catalyst 4.
  • the injection nozzle 5 is for injecting, for example, urea water as a reducing agent supplied from a urea water tank 6 to be described later into the exhaust upstream side of the reduction catalyst 4 in the exhaust pipe 3, and a nozzle tip 5a. Is bent downstream of the exhaust gas, and urea water is injected and supplied toward the reduction catalyst 4.
  • a temperature sensor 9 for detecting the temperature of the injection nozzle 5 is provided on the exhaust upstream side of the injection nozzle 5.
  • a urea water tank 6 is connected to the injection nozzle 5 via a urea water supply pipe 10.
  • This urea water tank 6 serves as a reducing agent tank for storing urea water.
  • a urea water supply means 7 is provided in the middle of the urea water supply pipe 10.
  • the urea water supply means 7 serves as a reducing agent supply means that sucks urea water from the urea water tank 6 and mixes it with high-pressure air and sends it to the injection nozzle 5.
  • the urea water supply pipe 10 connected to the tank 6 sucks urea water in the direction of arrow A, and the urea water return pipe 11 connected to the urea water tank 6 removes part of the suctioned excess urea water in the direction of arrow B.
  • the urea water supply pipe 10 In the middle of the urea water supply pipe 10 connecting the pump section 12 to the urea water tank 6 and the pump section 12 and the injection nozzle 5, the urea water supply pipe 10 is supplied in the direction of arrow C. And a mixing unit 13 for mixing high-pressure air with water and sending the mixture to the injection nozzle 5.
  • the pump unit 12 includes a pump 14 that sucks urea water from the urea water tank 6 and pumps it to the mixing unit 13, and a air tank that supplies high-pressure air to the mixing unit 13 via the air pipe 15. 16, and a flow rate of high-pressure air introduced into the mixing section 13 is adjusted to be constant by a throttle provided in the middle of the air pipe 15, for example, an orifice 17. The flow rate of the air pipe 15 between the orifice 17 and the mixing section 13 is adjusted to be constant.
  • a pressure sensor 18 is provided for detecting the pressure of the high pressure air. Note that the high-pressure air is constantly flowing when the pressure is detected.
  • a clogging detection means 8 is connected to the temperature sensor 9 for detecting the temperature of the injection nozzle 5 and the urea water supply means 7.
  • the clogging detection means 8 detects clogging of the injection nozzle 5, and as shown in FIG. 2, is connected to the pressure sensor 18 of the air pipe 15 and includes a first comparator 19, which includes the injection nozzle.
  • a second comparator 20 connected to the temperature sensor 9 of 5, and a logic operation circuit 21 connected to each output of the first and second comparators 19, 20;
  • a determination unit 22 is provided connected to the circuit 21.
  • the first comparator 19 compares the pressure P of the high-pressure air introduced into the mixing unit 13 detected by the pressure sensor 18 with a predetermined threshold P, and when P> p For example, "1" is output, and when P ⁇ p, for example, "0" is output.
  • the second comparator 20 appropriately sets the temperature T of the injection nozzle 5 detected by the temperature sensor 9 to be equal to or higher than a predetermined threshold t, for example, the melting point of urea (about 132 ° C.). For example, it is compared with 135 ° C.
  • a predetermined threshold t for example, the melting point of urea (about 132 ° C.). For example, it is compared with 135 ° C.
  • the logical operation circuit 21 logically ANDs the outputs of the first and second comparators 19 and 20, and outputs "1" when both comparator outputs are “1". When both outputs of the comparators are "0" or one of the forces '1', "0" is output.
  • the determination unit 22 determines clogging of the injection nozzle 5 based on the output of the logic operation circuit 21. When the output force of the logic operation circuit 21 is 1 ", the injection nozzle 5 is clogged. For example, a CPU.
  • step S1 the clogging detection means 8 reads the pressure P value of the high-pressure air introduced into the mixing unit 13 that is detected and output by the pressure sensor 18.
  • step S 2 the first comparator 19 inputs a signal of the pressure P of the high-pressure air introduced into the mixing unit 13 detected and output by the pressure sensor 18, and this is input in advance. Compare with the set threshold p.
  • P> p the injection nozzle 5 is clogged due to precipitation of urea, etc., and the pressure has increased due to poor passage of high-pressure air.
  • "1" is output.
  • the clogging of the injection nozzle 5 detected in this case includes a minute clogging in which the deposited reducing agent easily melts and disappears as the temperature of the injection nozzle 5 rises, as in the prior art.
  • the determination is “YES” and the process proceeds to step S3.
  • step S2 On the other hand, if P ⁇ p in step S2, this indicates that the injection nozzle 5 is not clogged and the high-pressure air is flowing normally. At this time, the first comparator 19 is Outputs that there is no clogging, for example, “0”. At this time, a “NO” determination is made, and the operations of steps S 1 and S 2 are repeated.
  • step S3 the second comparator 20 inputs a signal of the temperature T of the injection nozzle 5 detected and output by the temperature sensor 9 provided on the exhaust upstream side of the injection nozzle 5. This is compared with a predetermined threshold value t set in advance, for example, the melting point of urea (about 132 ° C.) or higher and appropriately set, for example, 135 ° C.
  • a predetermined threshold value t set in advance, for example, the melting point of urea (about 132 ° C.) or higher and appropriately set, for example, 135 ° C.
  • T ⁇ t it indicates the possibility that the urea deposited on the injection nozzle 5 melts and disappears due to the heating of the injection nozzle 5, and the output indicating the meltable state of the precipitated urea, For example, "1" is output.
  • the determination is “YES” and the process proceeds to step S4.
  • step S3 when T ⁇ t, for example, it indicates a state before the engine start or immediately after the engine start and the injection nozzle 5 is not heated.
  • the comparator 20 outputs an output indicating that the precipitated urea is not in a meltable state, for example, “0”. At this time, a “NO” determination is made and the operations of steps S1 to S3 are repeated.
  • step S 4 the logical operation circuit 21 performs an AND operation on the output of the first comparator 19 and the output of the second comparator 20.
  • the air pressure P is larger than the threshold value p.
  • the logical operation circuit 21 outputs “1”, and outputs “0” under other conditions.
  • the determination unit 22 detects clogging of the injection nozzle 5. judge.
  • the output power of the logical operation circuit 21 is 1 ", that is, when P> p and T ⁇ t, the injection of the urea deposited on the injection nozzle 5 is caused by the melting and disappearing. This indicates that clogging has occurred in the nozzle 5.
  • the clogging of the injection nozzle 5 in this case cannot be removed by a large force that does not easily melt the precipitated urea, or by foreign matter.
  • Judge that it is clogged and start counting the time with the timing means (not shown).
  • step S5 the determination unit 22 determines whether or not the time count value is equal to or greater than a preset threshold value d. Here, if the determination is “YES”, the process proceeds to step S6. On the other hand, if “NO” is determined, the process returns to step S1 and steps S1 to S5 are repeatedly executed.
  • step S6 since the clogged state of the injection nozzle 5 is not canceled even after a predetermined time has elapsed, a signal indicating that the injection nozzle 5 is clogged is output from the determination unit 22.
  • the present invention is not limited to this, and the temperature sensor 9 is not limited to the injection nozzle.
  • It may be placed on the side of 5 or in the vicinity of the injection nozzle 5.
  • urea water used as the reducing agent
  • the present invention is not limited to this, and another reducing agent suitable for purifying exhaust gas, for example, an aqueous ammonia solution may be used.

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Abstract

　噴射ノズルの詰まりの誤検出を抑制しようとする排気浄化装置を提供する。 　エンジン１の排気系に配設され、排気中の窒素酸化物を尿素水により還元浄化する還元触媒４と、前記尿素水を貯蔵した尿素水タンク６と、高圧エアと混合して該尿素水タンク６から尿素水を吸い上げて高圧エアと混合して送出する尿素水供給手段７と、高圧エアと混合された前記尿素水を前記排気系の排気管３内にて前記還元触媒４の排気上流側に噴射する噴射ノズル５とを備えたエンジンの排気浄化装置であって、前記尿素水供給手段７に導入されるエアの圧力及び前記噴射ノズル５の温度の各検出出力に基づいて前記噴射ノズルの詰まりを検出する詰まり検出手段８を備えたものである。                                                                                 

Description

明 細 書
排気浄化装置
技術分野
[0001] 本発明は、移動車両搭載のディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等力も排出され る窒素酸化物 (NOx)を、高圧エアと混合された還元剤を噴射ノズルで還元触媒の 排気上流側に噴射して還元除去するエンジンの排気浄ィ匕装置に関し、詳しくは、上 記高圧エアの圧力及び上記噴射ノズルの温度に基づいて噴射ノズルの詰まりを検 出することによって、詰まりの誤検出を抑制しょうとする排気浄ィ匕装置に係るものであ る。
背景技術
[0002] エンジン力も排出される排気中の有害物質のうち、特に NOxを除去して排気を浄 化するシステムとして、いくつかの排気浄ィ匕装置が提案されている。この排気浄ィ匕装 置は、エンジンの排気系に還元触媒を置き、該還元触媒の上流側の排気通路に高 圧エアと混合された還元剤を噴射供給することにより、排気中の NOxと還元剤とを触 媒還元反応させ、 NOxを無害成分に浄化処理するものである。還元剤は還元剤タン クに常温で液体状態に貯蔵され、必要量を噴射ノズルから噴射供給する。還元反応 は、 NOxとの反応性のよいアンモニアを用いるもので、還元剤としては、加水分解し てアンモニアを容易に発生する尿素水溶液、アンモニア水溶液、その他の還元剤水 溶液が用いられる（例えば、特許文献 1参照)。
[0003] この種の排気浄ィ匕装置においては、噴射時に還元剤、例えば尿素が析出して噴射 ノズルが詰まり、還元剤を排気通路に十分に噴射供給することができなくなることがあ つた。このような問題に対しては、上記高圧エアの圧力変化を検出して噴射ノズルの 詰まりを判断することが考えられる。
特許文献 1：特開 2000— 27627号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかし、上記高圧エアの圧力変化を検出して噴射ノズルの詰まりを判断する場合に おいては、還元剤の噴射供給には大きな弊害とならない微小な詰まり、例えば析出 した還元剤が噴射ノズルの温度上昇により容易に融けて消失するような詰まりによつ て発生する高圧エアの圧力変化をも敏感に検知し、噴射ノズルの詰まりと誤検出して しまう虞があった。
[0005] そこで、本発明は、このような問題点に対処し、噴射ノズルの詰まりの誤検出を抑制 しょうとする排気浄ィ匕装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 上記目的を達成するために、本発明による排気浄ィ匕装置は、エンジンの排気系に 配設され、排気中の窒素酸化物を還元剤により還元浄化する還元触媒と、前記還元 剤を貯蔵した還元剤タンクと、該還元剤タンクから還元剤を吸 ヽ上げて高圧エアと混 合して送出する還元剤供給手段と、高圧エアと混合された前記還元剤を前記排気系 の排気通路内にて前記還元触媒の排気上流側に噴射する噴射ノズルとを備えたェ ンジンの排気浄ィ匕装置であって、前記還元剤供給手段に導入される高圧エアの圧 力及び前記噴射ノズルの温度の各検出出力に基づいて前記噴射ノズルの詰まりを 検出する詰まり検出手段を備えたものである。
[0007] このような構成により、還元剤タンク力 還元剤を吸い上げて高圧エアと混合して送 出する還元剤供給手段に導入される高圧エアの圧力、及び上記還元剤を排気通路 内にて還元触媒の排気上流側に噴射供給する噴射ノズルの温度に基づいて詰まり 検出手段で噴射ノズルの詰まりを検出する。
[0008] また、前記詰まり検出手段は、前記還元剤供給手段に導入される高圧エアの圧力 を所定の閾値と比較する第 1の比較器と、前記噴射ノズルの温度を所定の閾値と比 較する第 2の比較器と、前記各比較器の出力の論理積をとる論理演算回路と、前記 高圧エアの圧力及び前記噴射ノズルの温度が共に閾値を超えているときの前記論 理演算回路の出力に基づいて噴射ノズルの詰まりを判定し、詰まりの発生を示す信 号を出力する判定部とを備えたものである。これにより、第 1の比較器で還元剤供給 手段に導入される高圧エアの圧力を所定の閾値と比較し、第 2の比較器で噴射ノズ ルの温度を所定の閾値と比較し、論理演算回路で上記第 1及び第 2の比較器の出力 の論理積をとり、判定部で高圧エアの圧力及び噴射ノズルの温度が共に閾値を超え ているときの論理演算回路の出力に基づいて噴射ノズルの詰まりを判定し、詰まりの 発生を示す信号を出力する。
[0009] さらに、前記還元剤供給手段に導入される高圧エアは、流量が一定に調整された ものである。これにより、流量が一定に調整された高圧エアを還元剤供給手段に導入 する。
[0010] そして、前記第 2の比較器の閾値は、前記還元剤の融点以上である。これにより、 還元剤の融点以上の温度を閾値として第 2の比較器で噴射ノズルの温度と比較する 発明の効果
[0011] 請求項 1に係る発明によれば、還元剤タンク力 還元剤を吸い上げて高圧エアと混 合して送出する還元剤供給手段に導入される高圧エアの圧力と、上記還元剤を排気 通路内にて還元触媒の排気上流側に噴射供給する噴射ノズルの温度とに基づいて 詰まり検出手段で噴射ノズルの詰まりを検出するものとしたことにより、噴射ノズルの 詰まりの誤検出を抑制することができる。
[0012] また、請求項 2に係る発明によれば、第 1の比較器で還元剤供給手段に導入される 高圧エアの圧力を所定の閾値と比較し、第 2の比較器で噴射ノズルの温度を所定の 閾値と比較し、論理演算回路で上記第 1及び第 2の比較器の出力の論理積をとり、 判定部で高圧エアの圧力及び噴射ノズルの温度が共に閾値を超えているときの論 理演算回路の出力に基づいて噴射ノズルの詰まりを判定し、詰まりの発生を示す信 号を出力するものとしたことにより、噴射ノズルの詰まりの判定を容易に行うことができ る。
[0013] さらに、請求項 3に係る発明によれば、流量が一定に調整された高圧エアを還元剤 供給手段に導入するものとしたことにより、噴射ノズルの詰まりを還元剤供給手段に 導入される高圧エアの圧力変化で検出することができる。
[0014] そして、請求項 4に係る発明によれば、第 2の比較器の閾値を還元剤の融点以上と したことにより、第 1の比較器の出力と相まって、噴射ノズルの温度が還元剤の融点よ り大でありながら析出した還元剤が溶けない噴射ノズルの大きな詰まり又は異物によ る噴射ノズルの詰まりを検出することができる。したがって、噴射ノズルの温度が還元 剤の融点を超えて上昇した場合に析出した還元剤が容易に融けて消失するような微 小な詰まりは、噴射ノズルの詰まりの判定カゝら排除して、還元剤の噴射供給に弊害と なる大きな詰まりのみを選択的に検出することができる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本発明による排気浄ィ匕装置の実施形態を示す概念図である。
[図 2]上記排気浄ィ匕装置の要部の構成を示す説明図である。
[図 3]上記排気浄ィ匕装置の詰まり検出手段の動作を説明するフローチャートである。 符号の説明
[0016] 1…エンジン
3…排気管
4…還元触媒
5· ··噴射ノズル
6…尿素水タンク (還元剤タンク）
7· · ·尿素水供給手段 (還元剤供給手段）
8…詰まり検出手段
19· ··第 1の比較器
20· ··第 2の比較器
21· ··論理演算回路
22…判定部
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図 1は本発明に よる排気浄ィ匕装置の実施形態を示す概念図である。この排気浄ィ匕装置は、移動車 両に搭載のディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等力 排出される NOxを、還元剤 を用いて還元除去するものであり、ガソリンあるいは軽油を燃料とするエンジン 1の排 気を排気マ-フォールド 2から大気中に排出させる排気通路としての排気管 3に NO Xの還元触媒 4と、噴射ノズル 5とを備え、この噴射ノズル 5に連結された尿素水タンク 6と、尿素水供給手段 7とを備え、上記噴射ノズル 5と尿素水供給手段 7とに接続して 噴射ノズル 5の詰まりを検出する詰まり検出手段 8を備えてなる。 [0018] 上記排気管 3の排気口 3a近傍には、 NOxの還元触媒 4が設けられて 、る。この N Oxの還元触媒 4は、排気管 3内を通る排気中の NOxを還元剤により還元浄ィ匕するも ので、例えばセラミックのコーディライトや Fe— Cr—Al系の耐熱鋼から成るハ-カム 形状の横断面を有するモノリスタイプの触媒担体に、ゼォライト系の活性成分が担持 されている。そして、上記触媒担体に担持された活性成分は、還元剤の供給を受け て活性化し、排気中の NOxを効果的に無害物質に浄化させる。
[0019] 上記還元触媒 4の排気上流側には、噴射ノズル 5が設けられている。この噴射ノズ ル 5は、後述の尿素水タンク 6から供給される還元剤としての例えば尿素水を上記排 気管 3内にて上記還元触媒 4の排気上流側に噴射するものであり、ノズル先端 5aを 排気下流側に折り曲げて尿素水を還元触媒 4に向けて噴射供給するようになってい る。また、上記噴射ノズル 5の排気上流側には、該噴射ノズル 5の温度を検出する温 度センサー 9が設けられて 、る。
[0020] 上記噴射ノズル 5には、尿素水供給配管 10を介して尿素水タンク 6が連結されてい る。この尿素水タンク 6は、尿素水を貯蔵する還元剤タンクとなるものである。
[0021] 上記噴射ノズル 5と尿素水タンク 6との間には、上記尿素水供給配管 10の途中に尿 素水供給手段 7が設けられている。この尿素水供給手段 7は、上記尿素水タンク 6か ら尿素水を吸い上げて高圧エアと混合して噴射ノズル 5に送出する還元剤供給手段 となるものであり、図 2に示すように尿素水タンク 6に接続した尿素水供給配管 10によ り尿素水を矢印 A方向に吸引し、尿素水タンク 6に接続した尿素水戻し配管 11により 上記吸引した過剰な尿素水の一部を矢印 B方向に尿素水タンク 6に戻すポンプ部 1 2と、該ポンプ部 12と上記噴射ノズル 5とを接続する尿素水供給配管 10の途中に、 該尿素水供給配管 10を矢印 C方向に供給される尿素水に高圧エアを混合して噴射 ノズル 5に送出する混合部 13とを備えて 、る。
[0022] ここで、上記ポンプ部 12は、尿素水タンク 6から尿素水を吸い上げて混合部 13に 圧送するポンプ 14と、エア配管 15を介して高圧エアを上記混合部 13に供給するェ ァタンク 16を備えており、上記エア配管 15の途中に備えた絞り、例えばオリフィス 17 で混合部 13に導入される高圧エアの流量を一定に調整するようになっている。そし て、上記オリフィス 17と混合部 13との間のエア配管 15には、上記流量が一定に調整 された高圧エアの圧力を検出する圧力センサー 18が設けられている。なお、高圧ェ ァは、圧力検出時には、常時流されているものである。
[0023] 図 1に示すように、上記噴射ノズル 5の温度を検出する温度センサー 9と尿素水供 給手段 7とには、詰まり検出手段 8が接続されている。この詰まり検出手段 8は、噴射 ノズル 5の詰まりを検出するものであり、図 2に示すように上記エア配管 15の圧力セン サー 18に接続して第 1の比較器 19を備え、上記噴射ノズル 5の温度センサー 9に接 続して第 2の比較器 20を備え、この第 1及び第 2の比較器 19, 20の各出力に接続し て論理演算回路 21を備え、さらに、該論理演算回路 21に接続して判定部 22を備え ている。
[0024] 上記第 1の比較器 19は、上記圧力センサー 18により検出された上記混合部 13に 導入される高圧エアの圧力 Pを所定の閾値 Pと比較するものであり、 P>pのときに例 えば" 1"を出力し、 P≤pのときに例えば" 0"を出力するようになっている。
[0025] また、上記第 2の比較器 20は、上記温度センサー 9により検出された噴射ノズル 5 の温度 Tを所定の閾値 t、例えば尿素の融点 (約 132°C)以上であって適宜設定した 例えば 135°Cと比較するものであり、 T≥tのときに例えば" 1"を出力し、 T<tのときに 例えば" 0"を出力するようになって 、る。
[0026] さらに、上記論理演算回路 21は、上記第 1及び第 2の比較器 19, 20の出力を論理 積するものであり、両比較器の出力が共に" 1"のとき "1"を出力し、両比較器の出力 が共に" 0"又はいずれか一方力 ' 1"のとき、 "0"を出力するものである。
[0027] そして、上記判定部 22は、論理演算回路 21の出力に基づいて噴射ノズル 5の詰ま りを判定するものであり、論理演算回路 21の出力力 1"のとき、噴射ノズル 5の詰まり の発生を示す信号を出力するようになっており、例えば CPUである。
[0028] 次に、このように構成された排気浄化装置の詰まり検出手段 8の動作にっ ヽて、図 3のフローチャートを参照して説明する。
先ず、ステップ S1においては、詰まり検出手段 8は、上記圧力センサー 18によって 検出されて出力する混合部 13に導入される高圧エアの圧力 P値を読み込む。
[0029] ステップ S2においては、第 1の比較器 19は、上記圧力センサー 18によって検出さ れて出力する混合部 13に導入される高圧エアの圧力 Pの信号を入力し、これを予め 設定した所定の閾値 pと比較する。ここで、 P>pの場合には、尿素の析出等により噴 射ノズル 5に詰まりが発生し、高圧エアの通りが悪くなって圧力が上昇したものであり 、噴射ノズル 5の詰まりを示す出力、例えば" 1"を出力する。なお、この場合に検出さ れる噴射ノズル 5の詰まりには、従来技術と同様に、析出した還元剤が噴射ノズル 5 の温度上昇により容易に融けて消失するような微小な詰まりも含まれる。そして、この 場合には、 "YES"判定となって、ステップ S3に進む。
[0030] 一方、ステップ S2において、 P≤pの場合には、噴射ノズル 5に詰まりがなく高圧ェ ァが正常に流れていることを示すものであり、このとき、第 1の比較器 19は、詰まりの 無いことを示す出力、例えば" 0"を出力する。そして、このときは、 "NO"判定となって 上記ステップ S 1と S 2の動作が繰り返される。
[0031] ステップ S3おいては、第 2の比較器 20は、上記噴射ノズル 5の排気上流側に設け られた温度センサー 9によって検出されて出力する噴射ノズル 5の温度 Tの信号を入 力し、これを予め設定した所定の閾値 t、例えば尿素の融点 (約 132°C)以上であって 適宜設定した例えば 135°Cと比較する。ここで、 T≥tの場合には、噴射ノズル 5の加 熱によって、噴射ノズル 5に析出する尿素が融けて消失する可能性を示すものであり 、析出した尿素の溶融可能状態を示す出力、例えば" 1"を出力する。そして、この場 合には、 "YES"判定となって、ステップ S4に進む。
[0032] 一方、ステップ S3おいて、 T<tの場合には、例えばエンジン始動前又はエンジン 始動直後であって、噴射ノズル 5が加熱されていない状態を示すものであり、このとき 、第 2の比較器 20は、析出した尿素が溶融可能状態にないことを示す出力、例えば" 0"を出力する。そして、このときは、 "NO"判定となって上記ステップ S1〜S3の動作 が繰り返される。
[0033] ステップ S4においては、論理演算回路 21は、上記第 1の比較器 19の出力と第 2の 比較器 20の出力とを論理積する。この場合、エア圧力 Pが閾値 pよりも大き 第 1の 比較器 19の出力が" )、且つ噴射ノズル 5の温度 Tが閾値 t (=135°C)以上 (第 2の 比較器 20の出力が" )の条件においては、論理演算回路 21は" 1"を出力し、上記 以外の条件においては" 0"を出力する。
[0034] ここで、論理演算回路 21の出力に基づいて、判定部 22で噴射ノズル 5の詰まりを 判定する。この場合、論理演算回路 21の出力力 1"のとき、即ち P>p且つ T≥tのと きには、噴射ノズル 5に析出した尿素が溶けて消失する条件であるにもかかわらず、 噴射ノズル 5に詰まりが発生したことを示すものである。即ち、この場合の噴射ノズル 5の詰まりは、析出した尿素が容易に溶融しない大きなものである力、又は異物によ るもので除去できな 、詰まりと判断し、図示省略の計時手段で時間のカウントをスタ ートする。
[0035] ステップ S5においては、上記時間のカウント値が予め設定した閾値 d以上となった か否かを判定部 22で判定する。ここで、 "YES"判定となると、ステップ S6に進む。一 方、 "NO"判定の場合には、ステップ S1に戻って、ステップ S1〜S 5を繰返し実行す る。
[0036] ステップ S6においては、所定の時間経過後もなお噴射ノズル 5の詰まりの状態が解 消されないために、判定部 22から噴射ノズル 5の詰まりを示す信号を出力する。
[0037] なお、上記実施形態においては、温度センサー 9を噴射ノズル 5の排気上流側に 配設した場合について説明したが、これに限られず、温度センサー 9は、噴射ノズル
5の側面、または噴射ノズル 5の近傍部に配設してもょ 、。
また、還元剤として尿素水を使用した場合について説明したが、これに限られず、 排気を浄化するために好適な他の還元剤、例えばアンモニア水溶液を使用してもよ い。

Claims

請求の範囲
[1] エンジンの排気系に配設され、排気中の窒素酸化物を還元剤により還元浄化する 還元触媒と、前記還元剤を貯蔵した還元剤タンクと、該還元剤タンクから還元剤を吸
V、上げて高圧エアと混合して送出する還元剤供給手段と、高圧エアと混合された前 記還元剤を前記排気系の排気通路内にて前記還元触媒の排気上流側に噴射する 噴射ノズルとを備えたエンジンの排気浄ィ匕装置であって、
前記還元剤供給手段に導入される高圧エアの圧力及び前記噴射ノズルの温度の 各検出出力に基づいて前記噴射ノズルの詰まりを検出する詰まり検出手段を備えた ことを特徴とする排気浄化装置。
[2] 前記詰まり検出手段は、前記還元剤供給手段に導入される高圧エアの圧力を所定 の閾値と比較する第 1の比較器と、前記噴射ノズルの温度を所定の閾値と比較する 第 2の比較器と、前記各比較器の出力の論理積をとる論理演算回路と、前記高圧ェ ァの圧力及び前記噴射ノズルの温度が共に閾値を超えているときの前記論理演算 回路の出力に基づいて噴射ノズルの詰まりを判定し、詰まりの発生を示す信号を出 力する判定部とを備えたことを特徴とする請求項 1記載の排気浄化装置。
[3] 前記還元剤供給手段に導入される高圧エアは、流量が一定に調整されたものであ ることを特徴とする請求項 1又は 2記載の排気浄化装置。
[4] 前記第 2の比較器の閾値は、前記還元剤の融点以上であることを特徴とする請求 項 2記載の排気浄化装置。
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